火山灰混凝土抗化学侵蚀性能试验研究

以云南地区在建大瑞铁路为依托,利用工程建设沿线——腾冲区域内丰富的天然火山灰资源,探讨了火山灰作为混凝土矿物掺合料应用于铁路路基加固与防护工程结构物中的可行性。通过基本力学性能试验、电通量试验以及为期两年的硫酸盐全浸泡试验,研究了火山灰混凝土的抗压强度、电通量以及抗化学侵蚀性能与火山灰掺量、养护龄期等的相关规律。研究表明,火山灰混凝土具有良好的力学性能和抗化学侵蚀能力,其抗化学侵蚀性能随其水胶比的降低而提高;单掺天然火山灰混凝土的电通量较基准混凝土有所降低,但无法满足铁路工程中的化学侵蚀环境要求。建议复掺硅灰来提高混凝土的抗环境侵蚀能力,满足铁路混凝土工程建设的要求。     

火山灰浆液改性再生粗骨料对混凝土性能的影响

为了研究不同配合比的火山灰浆液改性再生粗骨料对混凝土性能的影响，通过正交试验对比分析了改性和未改性再生粗骨料的吸水率、表观密度和压碎指标，探讨了改性再生粗骨料对混凝土力学性能和抗氯盐侵蚀性能的影响。结果表明：与未改性再生粗骨料相比，改性再生粗骨料的吸水率和表观密度增大，压碎指标减小；在火山灰浆液中掺入30%复合掺合料后，随着复合掺合料中粉煤灰掺量的增加，再生混凝土的抗压强度降低，氯离子扩散系数增大；在火山灰浆液中掺入适量稻壳灰后，再生混凝土的抗压强度提高，氯离子扩散系数减小；在火山灰浆液中掺入适量分散剂后，再生混凝土的抗压强度降低，氯离子扩散系数增大；综合考虑再生混凝土的力学性能和抗氯盐侵蚀性能，火山灰浆液的最佳配合比为矿粉掺量30%、稻壳灰掺量3%、不掺粉煤灰和分散剂。     

粉煤灰与聚合物水泥防水涂料对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响

研究了不同掺量下单掺粉煤灰、表面刷涂聚合物水泥防水涂料以及两者共同作用对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响,并分析了粉煤灰改善混凝土抗氯离子渗透性能的机理.结果表明,掺粉煤灰和刷涂聚合物水泥防水涂料均可显著地提高混凝土的抗氯离子渗透能力;粉煤灰的改善效果随着掺量的增大而增加;粉煤灰与聚合物水泥防水涂料结合使用改善效果更优;粉煤灰的火山灰效应、填充效应以及对氯离子的初始固化能力是改善混凝土抗氯离子渗透性能的3个重要因素.     

矿物掺合料对水泥石抗酸性侵蚀性能的影响

通过对不同配合比净浆试件浸泡在醋酸溶液后进行抗压强度、SEM等测试,研究了石灰石粉、硅粉、粉煤灰等矿物掺合料对水泥石抗酸性侵蚀性能的影响.结果表明,水胶比较低时,由于浆体结构致密,侵蚀破坏进程较慢;掺入石灰石粉后,浆体在醋酸侵蚀下的强度降低,远低于基准浆体;石灰石粉与粉煤灰及硅灰复掺时,由于发生火山灰反应,浆体的抗酸性侵蚀性能得到提高.     

大掺量火山灰泡沫混凝土的制备及性能优化

采用天然火山渣经磨细处理后得到的火山灰和水泥作为胶凝材料,通过化学发泡的方法,制备了700级大掺量火山灰发泡混凝土,研究了不同组成和养护条件对火山灰泡沫混凝土的成型状态、干密度及抗压强度的影响。结果表明,当胶凝材料总量为700 g(火山灰占70%)、水胶比为0.3、早强剂(CaCl_2)掺量为1.8%、稳泡剂(硬脂酸钙)掺量为0.6%、H_2O_2掺量为1.5%,减水剂掺量为0.2%,并在85℃条件下蒸养24 h时,制备出的700级大掺量火山灰泡沫混凝土性能最佳,其成型状态良好、干密度为650 kg/m~3、抗压强度为6.6 MPa、导热系数为0.144 3 W/(m·K)。     

偏高岭土砂浆耐久性研究

偏高岭土组成稳定,来源广泛,作为水泥混凝土矿物掺合料,其火山灰活性可以与硅灰相当,因此采用偏高岭土来制备高性能混凝土的潜力巨大。该试验研究了0%、10%和30%三种偏高岭土掺量下的水泥胶砂试件在盐酸侵蚀和硫酸盐侵蚀两种侵蚀环境下的耐久性和抗压强度、抗折强度。结果表明:当偏高岭土掺量为10%时,能够显著提高水泥混凝土的耐久性和抗压强度、抗折强度,特别是抗硫酸盐侵蚀性能;而偏高岭土掺量达到30%时,其改善效果反而不及10%掺量。     

侵蚀和地热下防腐隔热保护层混凝土的性能研究

针对隧洞施工经常遇到地热以及侵蚀环境介质协同作用的施工困扰,以火山灰和聚丙烯酸酯共聚乳液复掺的方式,来研究改善保护层混凝土防腐隔热性能的技术措施,并进一步通过扫描电镜微观结构分析,讨论了火山灰和聚丙烯酸酯共聚乳液在水泥混凝土中的作用机理.试验结果表明:当混凝土配合比以水胶比0.30,火山灰掺量30％,聚胶比0.25为设计参数时,复合混凝土的防腐隔热性能较好,可以为地热条件下结构层混凝土施工创造良好的工作条件,为类似工程的衬砌保护层混凝土设计,提供一定的理论依据和技术指导.     

粉煤灰和矿渣粉对海工混凝土性能的影响

硅酸盐水泥水化产物中的Ca（OH）2不论在强度上还是化学稳定性上都很差,在软水、酸或硫酸盐腐蚀下易被溶解,是混凝土耐久性的薄弱环节。Ca（OH）2呈碱性,在合适的配合比中掺用粉煤灰等矿物掺合料,与Ca（OH）2发生火山灰反应,可消耗Ca（OH）2,改善混凝土的微结构,提高混凝土抗水、抗盐和抗化学腐蚀能力,所以矿物掺合料对提高混凝土抗氯盐侵蚀能力特别有利,在海洋环境和除冰盐环境下,不宜单独采用硅酸盐水泥作为胶凝材料,因此大掺量矿物掺合料混凝土是配制耐久性混凝土的重要途径。混凝土是一种多项复合材料,特别是海工耐久混凝土中加入粉煤灰和矿渣粉后,使其更为复杂,影响混凝土性能的因素也更多,虽然关于单掺、双掺甚至三掺混凝土的研究和论文已经很多,但是本文基于集美大桥海工混凝土配合比及现场应用,在微观和宏观上,总结粉煤灰和矿渣粉对混凝土性能的影响,以供同类工程作为参考。     

矿物掺合料与聚合物水泥防水涂料对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响

本文试验研究了矿物掺合料(不同掺量下单掺粉煤灰、矿渣或硅粉)、聚合物水泥防水涂料以及两者共同作用对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响。研究结果表明:矿物掺合料和聚合物水泥防水涂料均可显著地提高混凝土的抗氯离子渗透能力;矿物掺合料的改善效果随着掺量的增加而增加,改善能力为硅灰>矿渣>粉煤灰;矿物掺合料与聚合物水泥防水涂料结合使用效果更优。对混凝土抗氯离子渗透性能的作用机理分析表明:矿物掺合料的火山灰效应、填充效应和对氯离子的初始固化能力是改善混凝土的抗氯离子渗透性能的三个重要因素。     

矿物掺合料与环氧树脂涂层对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响

试验研究了矿物掺合料(不同掺量下单掺粉煤灰、矿渣或硅粉)、环氧树脂表面涂层以及两者共同作用对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响.研究结果表明:矿物掺合料和环氧树脂表面涂层均可显著地提高混凝土的抗氯离子渗透能力;矿物掺合料的改善效果随着掺量的增加而增加,改善能力为硅灰>矿渣>粉煤灰;环氧树脂表面涂层可大幅度降低混凝土的电通量,有效地改善混凝土的抗氯离子渗透性能;矿物掺合料与环氧树脂表面涂层结合使用效果更优.对混凝土抗氯离子渗透性能的机理分析表明:矿物掺合料的火山灰效应、填充效应和对氯离子的初始固化能力是改善混凝土的抗氯离子渗透性能的三个重要因素.