水泥石中固化态氯离子在硫酸盐腐蚀环境中变化特征

采用长期浸泡方法,研究了内掺氯化钠水泥净浆经5％硫酸钠溶液和5％硫酸镁溶液腐蚀后,其内部固化态氯离子数量变化特征.结果表明:无论是硫酸钠溶液,还是硫酸镁溶液,均会导致固化态氯离子失稳,使其重新转变为游离态.这主要归结于两种溶液腐蚀对Friedel盐的分解.此外,硫酸镁溶液也会造成C-S-H凝胶所吸附氯离子的解附.但是,与硫酸镁溶液腐蚀相比,固化态氯离子稳定性更容易受硫酸钠溶液腐蚀的影响.     

硫酸钠侵蚀对蒸养粉煤灰水泥石氯离子固化性能的影响

采用等温吸附平衡法,并借助X射线衍射仪,研究了硫酸钠腐蚀溶液对蒸养条件下不同静养时间水泥石中固化态氯离子稳定性的影响.结果表明:固化态氯离子在硫酸钠溶液腐蚀环境下易失去稳定性,重新转变成游离态;标准养护条件下水泥石固化氯离子能力以及水泥石中固化态氯离子耐硫酸盐腐蚀能力均高于蒸汽养护条件下;掺加粉煤灰会有效提高水泥石固化氯离子的能力,但对硫酸盐环境下水泥石中固化态氯离子的稳定性存在一定程度的负面影响;静养时间4h时,水泥石氯离子固化性能最优,静养时间6h时,水泥石中固化态氯离子的稳定性较好.     

矿渣微粉对水泥净浆性能及氯离子固化作用的影响

为解决钢筋混凝土氯离子侵蚀难题，研究了不同掺量矿渣微粉对水泥净浆工作性能、力学性能和氯离子固化性能的影响，并通过物相分析、热重分析、孔结构分布和热力学模拟等方法对氯离子固化机理进行表征分析。结果表明：矿渣微粉能够改善水泥基材料的工作性能，有效提升水泥净浆后期抗压强度和氯离子固化能力，掺量为30%(质量分数)时综合性能最佳；矿渣微粉能够化学结合氯离子，促进体系生成Friedel盐和Kuzel盐，并且能够发生火山灰效应提升C-S-H凝胶含量，细化硬化浆体孔隙结构，提升密实度；水泥净浆氯离子固化能力受氯离子化学结合、物理吸附和阻迁能力共同作用，随着矿渣微粉掺量增加，水泥净浆氯离子化学结合和物理吸附能力逐渐增强，而阻迁能力存在最优掺量。本研究为矿渣微粉水泥基材料在远海岛礁工程建设中的应用提供技术支持和理论支撑。     

粉煤灰在耐氯离子侵蚀混凝土中作用机理的研究

通过对粉煤灰降低混凝土氯离子渗透电量和其对氯离子吸附固化生成“Friedel盐”的研究，指出了混凝土中掺加优质粉煤灰改善混凝土耐氯离子侵蚀能力的机理。     

粉煤灰和矿渣微粉单、双掺对混凝土强度和氯离子渗透性能的影响

针对粉煤灰和矿渣微粉单、双掺对混凝土强度和氯离子扩散系数的影响进行了试验研究.结果表明,掺粉煤灰和矿渣微粉都能明显降低了混凝土的早期抗压强度,但后期强度发展良好,而两者复掺更有利于后期强度的增长;掺粉煤灰和矿渣微粉都不同程度地降低了混凝土的氯离子扩散系数.     

废弃纤维再生混凝土碳化深度预测模型研究

在碳化理论的基础上,通过引入气体扩散理论和分形理论,基于一般正常环境下混凝土结构耐久性产生影响的因素(粉煤灰、矿渣微粉及工作应力),研究单一因素下废弃纤维再生混凝土的碳化性能规律.同时,将烧重试验、压汞试验和碳化试验所得数据进行分析,建立上述相关因素与有效扩散系数Dce的量化关系.此外,考虑到粉煤灰、矿渣微粉和工作应力的存在对废弃纤维再生混凝土的碳化性能影响,引入了粉煤灰影响系数、矿渣微粉影响系数和工作应力影响系数.通过模型计算值和试验结果的比较验证碳化深度预测模型的可行性,建立适用于废弃纤维再生混凝土碳化深度预测的实用模型.     

粉煤灰对碱激发矿渣/粉煤灰体系的作用机理研究

碱激发胶凝材料是以工业固体废弃物为原料制备的一种绿色无机胶凝材料,具有良好的力学性能与耐久性能。粉煤灰因其独特的球体微观结构与其他固废微粉存在本质区别,因此粉煤灰在碱激发胶凝材料体系中的作用机理亟待研究。以矿渣与粉煤灰为原料,利用碱激发剂制备胶凝材料,并对材料进行抗压强度测试,最后采用XRD、FTIR和SEM探究碱激发矿渣/粉煤灰体系的水化反应机理,研究粉煤灰对矿渣/粉煤灰体系的作用机理。结果表明:外掺3%(质量分数)NaOH作为碱激发剂,水固比为0.4时,随粉煤灰掺量减少,抗压强度呈现先上升后下降的趋势;m(矿渣):m(粉煤灰)为4:1时,28 d抗压强度达到峰值(37.1 MPa)。粉煤灰颗粒在不同龄期形成具有不同反应程度与尺寸的嵌入式微观结构,对材料力学性能起到不利影响;但粉煤灰的活化程度随龄期延长逐渐变大,对后期强度发展有持续贡献。碱激发矿渣/粉煤灰体系水化产物中含有Friedel盐、托贝莫来石、钙矾石、C-S-H/C-A-S-H凝胶,以及粉煤灰中残留的α石英相。随粉煤灰掺量增加,托贝莫来石生成量减少,钙矾石向Friedel盐转变,钙矾石生成量减少,Friedel盐生成量增多。     

海洋大气环境下粉煤灰混凝土耐久性研究

海洋大气环境中的混凝土结构不仅要遭受盐雾腐蚀,同时还要受碳化影响。在盐雾腐蚀及碳化双重作用下,混凝土结构极易发生钢筋锈蚀。本文开展了盐雾腐蚀及碳化双重作用下的氯离子侵蚀试验研究。研究结果表明:当粉煤灰掺量不超过30%时,粉煤灰混凝土的抗氯离子侵蚀能力随粉煤灰掺量的增加而提高。碳化反应不仅造成混凝土孔隙溶液pH值下降,同时粗化了混凝土的孔隙,引起混凝土微观结构重分布,破坏原有的过滤机制,使得侵蚀环境中的氯离子更容易渗入。采用修正后的Fick第二扩散定律解析解对盐雾环境下混凝土中的氯离子浓度进行非线性拟合,具有良好的相关性。     

钙矾石对不同价态Cr离子的固化稳定性

通过溶液法合成钙矾石,并借助XRD、SEM、IR等分析测试术,分析比较了钙矾石对不同价态、不同存在方式铬离子(Cr6+和Cr3+)固化机制,及其在冻融、碳化、氯盐侵蚀等不同环境条件下的稳定性.研究结果表明,钙矾石对Cr6+和Cr3+固化机制及其稳定性并不相同.钙矾石对Cr3+有较强固化能力,固化率大于90％;但对Cr6+固化能力较弱,固化率不足50％,且随养护龄期延长,钙矾石对Cr6+固化能力有所减弱.在冻融、碳化、氯盐侵蚀及复合环境条件作用下,钙矾石对Cr3+固化作用影响相对较小,固化率大于80％;对Cr6+固化能力却显著降低,且碳化、冻融、氯盐侵蚀多因素复合对其固化稳定性有极大影响.在冻融循环作用下,钙矾石对Cr6+固化率为l2％;但在碳化作用下,Cr6+固化率仅2.4％.     

蒸养静停时间对标养水泥石氯离子固化性能的影响

采用吸附平衡方法研究了蒸养制度参数中静停时间对水泥石氯离子固化性能影响,讨论了蒸养结束后,该性能随后续标准养护时间变化特征.采用XRD和DTA分析水泥石水化产物物相变化特征与水泥石氯离子固化性能变化之间的关系.结果表明,蒸养对水泥石氯离子固化性能有较大的影响.水泥石中的固化态氯离子数量随着静停时间增加,先增加,后减少.当后续标养时间为28 d时,蒸养水泥石中的固化态氯离子数量要明显低于标养试样;但当后续标养时间达到90 d时,其出现明显增加,甚至高于标养试样.静停时间为4～6 h时,水泥石氯离子固化性能最优.蒸养水泥石中Friedel盐早期(28 d)形成数量较少,但随着后续养护时间的增加,其数量会持续增加.     

荷载、碳化和氯盐侵蚀对混凝土劣化的影响

浇筑了普通混凝土和双掺粉煤灰、矿粉两种矿物掺合料的混凝土小梁试件39个,采用螺杆对试件施加混凝土极限抗弯承载力30%和60%的持续荷载,在"氯盐溶液浸泡+CO_2环境干燥"、"去离子水浸泡+CO_2环境干燥"和"氯盐溶液浸泡+大气环境干燥"3种不同干湿循环制度下进行干湿循环试验,分析了荷载、碳化和氯盐作用下混凝土的劣化规律。结果表明:双掺粉煤灰和矿粉的混凝土,因发生"二次水化反应"消耗了大量Ca(OH)_2,其抗碳化性能比普通混凝土差;碳化后混凝土孔隙中多被CaCO_3填充,孔隙率降低,因此碳化速率随碳化龄期的增长减缓;干湿循环作用下,随着循环次数的增加,对流区深度会逐渐趋于稳定,在7~9 mm之间,而碳化作用使混凝土表层氯离子堆积明显;干燥过程中,氯盐存在使混凝土表面孔隙出现结晶,亦会抑制碳化反应的速率;碳化作用对混凝土中氯盐的传输起到双重作用:使混凝土孔隙率降低从而降低氯盐的传输速率,又会使部分结合氯离子释放为自由氯离子,从而提高自由氯离子含量;荷载水平由0.3倍极限荷载增加到0.6倍极限荷载,碳化和氯盐传输深度显著提高,随循环次数增加,荷载作用对碳化和氯盐传输影响愈加明显。     

掺合料对混凝土早期碳化深度影响的试验研究

通过自然暴露环境条件下掺合料混凝土的早期碳化试验,分析了粉煤灰掺量、矿渣掺量、煤矸石掺量对单掺混凝土碳化深度的影响规律,探讨了双掺掺合料对混凝土碳化深度发展规律的交互作用,并基于试验数据建立了掺合料碳化速度影响系数的表达式。结果表明：单掺粉煤灰掺量小于15%时混凝土的碳化深度略有减小但掺量超过15%后碳化深度随粉煤灰掺量的增加而增加,单掺矿渣混凝土的碳化深度随矿渣掺量的增加而增加,单掺小于20%的煤矸石使混凝土早期抗碳化性能提高但掺入超过30%的煤矸石后混凝土碳化深度明显增加;随着粉煤灰掺量的增加,双掺粉煤灰和矿渣、双掺粉煤灰和煤矸石的混凝土碳化深度增加,在粉煤灰混凝土中掺入25%矿渣或20%煤矸石后混凝土的碳化深度变化较小;在煤矸石混凝土中掺入25%~40%的矿渣时混凝土的碳化深度无明显变化但再掺入超过40%的矿渣时碳化深度明显增大,在矿渣混凝土中掺入20%煤矸石后混凝土的碳化深度增长约40%。     

掺钢渣-矿渣-粉煤灰复合微粉混凝土性能研究

研究了由钢渣-矿渣-粉煤灰制备的复合微粉对混凝土强度、收缩性能和氯离子渗透性能的影响。结果表明：在同水胶比下,复合微粉等量取代水泥后,混凝土7d强度低于普通混凝土的强度,当复合微粉掺量小于45％时,其28d及以后强度高于普通混凝土。在同水胶比下,复合微粉等量取代水泥后,可有效降低混凝土的干燥收缩,且混凝土的抗氯离子渗透性能显著提高。     

矿物掺合料对混凝土氯离子结合能力的影响(英文)

用自然扩散法测定了混凝土中的总氯离子和自由氯离子浓度,计算了普通混凝土、粉煤灰混凝土和矿渣混凝土的氯结合能力,研究了矿物掺合料的掺量、暴露时间、养护龄期对混凝土氯结合能力的影响.结果表明:随着矿物掺合料掺量的增大,粉煤灰混凝土氯离子结合能力的变化趋势是先上升后下降,矿渣混凝土的氯离子结合能力则急剧增强;混凝土的氯离子结合能力与暴露的氯盐溶液种类有关,而与暴露时间无关,并且随着混凝土的标准养护龄期的延长而不断增强.因此,对于实际氯盐环境中的混凝土结构,建议采用最佳掺量25%的粉煤灰混凝土或者高掺量矿渣混凝土,同时加强潮湿养护,有利于提高混凝土结构的服役寿命.     

碳化作用对混凝土强度及氯离子渗透性能的影响

试验研究了CO2对粉煤灰混凝土28d抗压强度和氯离子渗透性能的影响。结果表明：碳化作用提高了粉煤灰混凝土28d抗压强度,但随着粉煤灰掺量的增加,混凝土28d抗压强度逐渐减小;在标准养护条件下,粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透性有改善作用,而碳化作用使混凝土抗氯离子渗透性能明显降低,且此时粉煤灰的掺人更加增强了对混凝土抗氯离子渗透性能的不利影响。     

复合矿物掺合料对砂浆抗酸雨侵蚀性能的影响

研究了粉煤灰、矿渣微粉双掺对水泥砂浆的强度以及抗模拟酸雨侵蚀性能的影响.试验发现:随着粉煤灰、矿渣微粉总掺量的增加,砂浆强度逐渐下降;粉煤灰、矿渣微粉双掺对水泥砂浆试件在模拟酸雨条件下的强度发展有改善作用.     

矿渣微粉、粉煤灰水泥基材料的性能试验研究

研究了矿渣微粉、粉煤灰单掺以及矿渣微粉与粉煤灰双掺对砂浆和净浆（W／B=035）的流动度、强度的影响。结果表明：①随着掺合料的不断增加，无论是矿渣微粉、粉煤灰单掺还是矿渣微粉与粉煤灰双掺，都能改善砂浆和净浆的流动度；②对砂浆和净浆的强度而言，矿渣微粉单掺要比粉煤灰单掺以及矿渣微粉与粉煤灰双掺的效果好；③在本试验掺量范围内，随着矿物掺合料的增多，粉煤灰单掺的强度逐渐下降，矿渣微粉单掺的强度逐渐上升；④双掺时，在掺合料总量相同的情况下，矿渣微粉比例越大，砂浆和净浆的流动度变小，而强度会升高。     

水灰比对混凝土氯离子扩散系数和碳化速率影响的试验研究

氯离子扩散系数和碳化速率是表征混凝土耐久性的主要指标.通过氯盐浸泡和快速碳化试验,基于试验检测和数据分析,研究了水灰比对氯离子扩散系数和碳化速率系数的影响规律.试验结果表明,水灰比越大,氯离子扩散系数越大,但水灰比过小时水灰比对扩散系数的影响程度降低;水灰比越大,混凝土碳化速度越快.碳化速率系数与水灰比成线性关系.结合试验数据并通过现有模型对比分析,给出较为合理的粉煤灰影响系数表达式和建议取值.     

镍渣-矿渣复合微粉的活性及其对混凝土性能的影响

主要研究了镍渣-矿渣复合微粉的活性,及其对混凝土坍落度、强度和抗氯离子渗透性能的影响.试验结果表明：镍渣-矿渣复合微粉的活性随着矿粉含量的增加而变强,且当复合30％矿渣后,复合微粉的活性可超过85％;掺入复合微粉不利于混凝土7d前的强度,但可显著改善混凝土的抗氯离子渗透性能和28d后的强度.     

粉煤灰-矿渣微粉复合双掺对水泥砂浆抗酸雨侵蚀性能的影响

研究了粉煤灰、矿渣微粉复合双掺时对水泥砂浆的强度以及抗模拟酸雨侵蚀性能的影响。通过试验发现:随着粉煤灰、矿渣微粉总掺量的不断增加,砂浆强度逐渐下降;各不同配比的砂浆经pH值为4.0的模拟酸雨干湿交替循环腐蚀后的强度变化规律为先升高后下降;与纯水泥砂浆试件相比,如粉煤灰、矿渣微粉的掺入过高,则会降低试件的强度值,但是如以强度增长率来评价砂浆的抗酸雨侵蚀能力,则各不同比例的粉煤灰、矿渣微粉复合双掺等量取代水泥配制的砂浆的强度增长率均优于同等条件下纯水泥砂浆试件,即粉煤灰、矿渣微粉复合双掺对水泥砂浆试件在模拟酸雨条件下的强度发展有改善作用。