矿渣和石灰石粉双掺对混凝土抗氯离子渗透性能影响的试验

采用RCM法测定混凝土试件的氯离子扩散系数,研究石灰石粉单掺以及矿渣和石灰石粉双掺对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验表明,混凝土中掺入石灰石粉对其抗氯离子渗透不利;矿渣和石灰石粉双掺能有效降低混凝土的氯离子扩散系数,20%石灰石粉和10%~30%矿渣双掺能大大提高混凝土抗氯离子渗透能力。     

氯离子在轴向受压混凝土内的输运试验

设计水灰比为0.55的素混凝土棱柱体试件,研究加载中和加载后不同压应力水平下的氯离子在混凝土内的侵蚀。对试件在8%浓度的氯化钠溶液中浸泡180 d后的取样进行测试,测试结果表明,当施加的压应力小于抗压强度的70%时,持续荷载与瞬时荷载下混凝土内同一深度的自由氯离子质量分数变化很小,且没有一定的规律性。而当压应力施加到95%的抗压强度后卸载时,混凝土内的氯离子质量分数明显增大。施加不大于70%抗压强度的压应力后,混凝土表观氯离子扩散系数有所减小,持续荷载下回归得到的表观氯离子扩散系数比相同应力水平下瞬时荷载时的要小,顺着荷载施加方向的氯离子质量分数和表观扩散系数要小于垂直荷载施加方向的值。根据试验数据及所需满足的边界条件建立了相应的计算公式。     

粉煤灰、矿渣粉对机制砂自密实混凝土氯离子扩散系数的影响

采用RCM试验方法研究了粉煤灰、矿渣粉对C40机制砂自密实混凝土氯离子扩散系数的影响。结果表明:粉煤灰单掺时,随混凝土中粉煤灰掺量的增加,自密实混凝土氯离子扩散系数先逐渐减小后增加,28d龄期时氯离子扩散系数最低值对应的粉煤灰掺量为30%,而56d龄期时氯离子扩散系数最低值对应的粉煤灰掺量为40%;矿渣粉单掺时,随着矿渣粉掺量的提高,自密实混凝土氯离子扩散系数逐渐降低,矿渣粉掺量大于40%时,氯离子扩散系数下降的趋势变小;粉煤灰、矿渣粉双掺的混凝土试件,复掺比例由0∶10变化到10∶0时,氯离子扩散系数呈先减后增的趋势,复合掺合料比为3:7的28d龄期自密实混凝土氯离子扩散系数最小,复合掺合料比为5∶5的56d龄期自密实混凝土氯离子扩散系数最小。     

锂渣对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响研究

通过试验研究不同水灰比和锂渣替代率的混凝土试件在不同侵蚀龄期、氯盐溶液浓度的作用下,探讨锂渣对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响。试验采用自然浸泡法研究氯离子在饱和混凝土中扩散传输性能,通过钻芯取样,分层研磨,依照水溶性氯离子含量的测定方法获取各试件不同深度的氯离子浓度。结果表明,氯离子在混凝土中的扩散能很好地吻合Fick第二定律;锂渣作为矿物掺合料替代水泥后能有效降低氯离子在混凝土中的扩散,当锂渣掺量为20%和30%时,混凝土氯离子扩散系数仅相当于空白试件的40%和37%。水灰比的降低能够显著降低混凝土氯离子扩散系数;随着侵蚀龄期的增大,氯离子扩散系数减小,且各龄期下掺入锂渣的混凝土氯离子扩散系数均比空白试件小。     

掺石灰石粉的清水混凝土性能与工艺研究

研究了不同粒径、掺量的石灰石粉对水泥胶砂工作性和力学性能的影响以及石灰石粉掺量对清水混凝土力学性能和耐久性能的影响,对比优选了清水混凝土施工脱模剂和模板。结果表明：水泥胶砂早期强度受石灰石粉细度和掺量的影响较大,在相同掺量时,粒径小的石灰石粉制备的胶砂流动性小、抗压、抗折强度大;清水混凝土的抗压强度随着石灰石粉掺量的增加而增大,电通量和氯离子扩散系数则随着石灰石粉掺量的增加而减小;当石灰石粉掺量为15%时,清水混凝土的力学性能和耐久性能最优;水性脱模剂的脱模效果优于油性脱模剂和模板漆,不锈钢模板的脱模效果优于普通钢模板。     

锂渣粉和磷渣粉对再生混凝土力学及耐久性能的影响

研究了不同掺量的锂渣粉和磷渣粉分别单掺和复掺对再生混凝土抗压强度和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：与空白组试件相比,单掺锂渣粉或磷渣粉试件的7 d、14 d和28 d抗压强度变化幅度最高不超过7.7%;与锂渣粉和磷渣粉分别单掺相比,二者复掺对再生混凝土的7 d抗压强度影响不大,但明显提高了14 d、28 d抗压强度;单掺和复掺锂渣粉和磷渣粉试件的抗氯离子渗透性能均较空白组试件好,其中,复掺锂渣粉和磷渣粉试件的抗氯离子渗透性能介于单掺锂渣粉试件和单掺磷渣粉试件之间,单掺锂渣粉试件的抗氯离子渗透性能最好;再生混凝土中的氯离子在环境氯离子浓度较低时以物理吸附和化学结合为主,而在环境氯离子浓度较高时以化学结合为主;氯离子总结合能力随着环境氯离子浓度的增加而下降;复掺20%锂渣粉与10%磷渣粉试件的氯离子总结合能力相对最好。     

粉煤灰和矿粉对C50自密实混凝土氯离子扩散系数的影响

采用自然浸泡法研究了矿物掺合料对C50自密实混凝土工作性能和抗氯离子渗透性能的影响,结果表明:对于单掺粉煤灰混凝土试件,氯离子扩散系数随粉煤灰含量的提高先减少后增加,28d龄期时粉煤灰含量为30％的试件氯离子扩散系数最低,而90d龄期时粉煤灰含量为40％的试件氯离子扩散系数最低;对于单掺矿粉混凝土试件,氯离子扩散系数随胶凝材料中矿粉含量的提高而降低,当矿粉含量由50％增加至60％时氯离子扩散系数降低的幅值并不明显;对于复掺混凝土试件,氯离子扩散系数随复合掺合料中粉煤灰含量的提高先减少后增大,28d龄期时粉煤灰含量为10％的混凝土氯离子扩散系数最低,而90d龄期时粉煤灰含量为20％的混凝土氯离子扩散系数最低.     

横向荷载裂缝对海洋浪溅区混凝土耐久性劣化影响

采用人工预加载使试件产生裂缝并控制荷载裂缝宽度,研究了模拟海洋环境试验箱内混凝土表面横向荷载作用下裂缝宽度对浪溅区混凝土抗氯离子侵蚀的影响。试验结果表明:暴露56d和90d龄期且裂缝宽度不超过0.25mm时,混凝土试件同一深度处氯离子浓度随裂缝宽度增加而增大。相同暴露龄期时试件氯离子扩散系数随裂缝宽度增加而增大,裂缝宽度由0.10mm增加至0.15mm时试件氯离子扩散系数提高并不显著,进一步提高到0.25mm后,与裂缝宽度为0.10mm的试件相比氯离子扩散系数提高约3倍;暴露龄期90d纯水泥混凝土试件及复合掺合料混凝土试件的氯离子扩散系数均与裂缝宽度近似呈指数函数关系,胶凝材料组成体系仅影响函数中的固定值。     

高性能混凝土密实性研究

通过混凝土透气性、相对抗渗性、抗氯离子渗透和压汞等试验分析高性能混凝土(HPC)的密实性。相对于普通混凝土,HPC的气体扩散系数和相对抗渗系数较小,掺加5%硅粉和30%粉煤灰的HPC的相对抗渗系数只有普通混凝土的0.5%;HPC具有优良的抗氯离子渗透性能,掺加5%硅粉和30%粉煤灰的HPC相对氯离子扩散系数和有效氯离子扩散系数分别只有1.02×10-12m2/s和1.42×10-12m2/s,分别是普通混凝土的27.9%和24.2%。高性能混凝土的总孔隙率低,孔结构明显地改善。试验证明:高性能混凝土比普通混凝土更为密实,具有更好的抵抗气体、水和离子渗透的能力。     

矿物掺合料水工混凝土抗氯离子侵蚀性能研究

研究了花岗岩石粉、粉煤灰等矿物掺合料对水工混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响,采用RCM法测定了氯离子在混凝土试件内部扩散系数的变化规律,并研究了矿物掺合料的掺量与水工混凝土抗氯离子侵蚀性能的关系。结果表明,矿物掺合料混凝土抗氯离子侵蚀性能较普通混凝土得以提高,通过混凝土双掺与单掺矿物掺合料的抗氯离子侵蚀性能的比较,双掺时抗氯离子侵蚀性能比单掺花岗岩石粉时更好。     

钢筋套筒灌浆接缝受剪性能试验研究

钢筋套筒灌浆接缝是装配整体式混凝土结构中关键的传力部位。进行了10个钢筋套筒灌浆接缝试件的单调加载直剪试验,其中试件的结合面包括露骨料粗糙面和键槽面,接缝厚度包括15、30mm和50mm,并与新旧混凝土结合面试件进行对比,研究了灌浆接缝的破坏特征与受剪承载力、剪力-滑移关系等受剪性能,分析了预制构件结合面做法及接缝厚度对试件受剪承载力的影响。结果表明：灌浆接缝先从下部构件结合面开裂,且达到第一峰值荷载时,灌浆层中部斜裂缝与两侧结合面裂缝贯通,而键槽根部会被剪断;灌浆试件的荷载-滑移曲线大致呈四段折线,且达到第一峰值荷载时,接缝滑移量较小;在其他条件相同的情况下,灌浆接缝试件的受剪承载力比新旧混凝土结合面试件的偏低,二者比值平均为0.86;键槽面试件的受剪承载力比粗糙面试件的偏高,二者比值平均为1.18;接缝厚度较大的试件受剪承载力较小。通过分析灌浆接缝的受剪机理,并在扩展摩擦抗剪模型(ESF)的基础上,提出了考虑接缝厚度的灌浆接缝受剪承载力计算方法和剪力-滑移模型。按该方法计算的灌浆接缝受剪承载力与试验值之比平均为0.75,具有一定的安全度,且剪力-滑移模型与试验结果符合较好。     

肯尼亚中风化响岩骨料对混凝土性能的影响研究

针对肯尼亚中风化响岩技术指标不良的现状,通过对拌合物性能、力学性能、电通量和氯离子渗透系数等的测试,研究了中风化响岩对混凝土性能的影响。结果显示:采用肯尼亚中风化响岩配制的混凝土,在相同的配合比条件下,初始坍落度和扩展度均较普通石灰石骨料混凝土小,经时损失相对较大,抗压强度和弹性模量低,但是仍然满足一般工程对混凝土力学性能的要求;中风化响岩配制的混凝土电通量早龄期均比普通石灰石骨料混凝土高,氯离子渗透系数大,在90 d龄期时两种骨料混凝土的电通量和氯离子渗透系数基本相近。     

珊瑚骨料混凝土中钢筋的开始锈蚀模型

采用线性极化法和电化学交流阻抗谱法,分析了不同电压下珊瑚骨料混凝土中钢筋腐蚀电位和腐蚀电流的时变性;测试了珊瑚骨料混凝土和普通混凝土的电阻率和孔隙率,研究了2种混凝土的临界氯离子浓度.结果 表明:在相同电压下,珊瑚骨料混凝土腐蚀电位的稳定期和腐蚀电流的平稳期较普通混凝土短;珊瑚骨料混凝土的临界氯离子浓度小于普通混凝土.     

双掺粉煤灰和石灰粉对混凝土耐久性影响的试验研究

采用ASTMC 1202法和快速冻融试验法,研究了双掺粉煤灰和石灰粉对混凝土的氯离子渗透能力和冻融性能的影响.结果表明:当粉煤灰掺量恒定为30%时,混凝土抗氯离子渗透能力随着石灰粉掺量的增加逐渐减弱,但影响并不显著,双掺粉煤灰和石灰粉混凝土仍然具有较强的抗氯离子渗透能力;石灰粉等量取代水泥对混凝土抗冻能力的影响并不明显...     

Studies on the aspects of chloride ion determination in different types of concrete under macro-cell corrosion conditions

In the present investigation various extraction methods have been carried out for the estimation of free chloride and total chloride contents in different types of concretes, namely ordinary Portland cement (OPC), Pozzolana Portland cement (PPC) and Portland slag cement (PSC). Macro-cell concrete specimens were cast and subjected to severe alternate wetting and drying cycles of 10-months exposure. Concrete core samples were collected from the above specimens under different depths, namely 20, 40 and 60 mm. Six extraction methods for determination of free chloride and two extraction methods for determination of total chlorides in concrete have been carried out. Boiling water method was found to be a suitable for the determination of free chloride contents in concrete. As the depth increases the amount of chloride ion decreases. Filtration method is found to be not suitable for the determination of chloride ion in concrete. There is no quick method for determining the chloride concentration in concrete either in the field or in laboratory. Water-soluble chloride alone is a good indicator of the concentration of chloride ion in concrete. ISE method appears to be most convenient but it requires lot of calibration before analysis.     

矿物掺和料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用氯离子扩散系数快速测定法(RCM法)测定混凝土Cl-渗透系数.分析矿物掺和料种类及掺量对混凝土抗Cl-渗透性能的影响.研究结果表明:同胶凝体系下,矿粉对混凝土的抗Cl-渗透性作用远大于粉煤灰,粉煤灰和矿粉(1∶1)复掺能够较好的提高混凝土抗Cl-渗透能力,同条件下粉煤灰混凝土的渗透系数是矿粉系列的2~3倍.     

活性粉末混凝土研究进展

介绍了活性粉末混凝土的配制原则和技术,全面总结了活性粉末混凝土及其构件的力学性能、耐久性和耐高温性能。分析表明,钢筋在活性粉末混凝土中黏结锚固长度计算时,钢筋外形系数比在普通混凝土中的大;活性粉末混凝土梁弯曲开裂应变为705×10-6~864×10-6,大于普通混凝土梁的80×10-6~120×10-6;活性粉末混凝土梁受压边缘极限压应变4 100×10-6~5 500×10-6,高于普通混凝土梁的3 300×10-6;活性粉末混凝土梁截面抵抗矩塑性系数随纵向受拉钢筋配筋率的增加而增大;由于斜裂缝两侧无粗骨料相互咬合,活性粉末混凝土梁斜截面受剪承载力试验值较预估值低;活性粉末混凝土相对于普通混凝土具有较强的抗氯离子渗透性能、抗碳化性能、抗冻融性能和抗腐蚀性能;在活性粉末混凝土中合理掺加纤维可有效预防高温爆裂。扼要介绍了活性粉末试点工程,展示了其广阔的应用前景。     

缓黏结预应力混凝土梁耐久性能试验研究#br#

为研究缓黏结预应力混凝土梁在长期荷载与腐蚀共同作用下的耐久性能,文章进行了14根缓黏结预应力混凝土梁及普通混凝土梁在荷载与氯盐干湿循环共同作用下的侵蚀试验,总结了荷载比、预应力度、干湿循环时间对不同受力部位的氯离子浓度沿深度分布和钢筋锈蚀的影响规律,以及荷载比和干湿循环时间对氯离子输运速度的影响规律。结果表明：在混凝土梁中施加预应力能有效减缓氯离子的渗透速度,增强构件的抗氯盐腐蚀能力;相同深度处的氯离子浓度随荷载比的增大而增大、干湿循环时间的增加而增大、与跨中距离的减小而增大;缓黏结预应力混凝土氯离子扩散系数与荷载比之间呈指数函数关系;荷载作用加速了钢筋锈蚀的进程;在裂缝控制等级相同的情况下,承担更大荷载比的缓黏结预应力混凝土梁的钢筋锈蚀程度与无预应力梁相当,体现出更佳的耐久性能。     

Effect of limestone fines content in manufactured sand on durability of low- and high-strength concretes

This paper investigates the effect of limestone fines content in manufactured sand (MS) on compressive strength, chloride ion permeability and freeze–thaw resistance of both low- and high-strength concretes. The abrasion resistance of concretes and sulfate attack of mortars were also tested. The results show that for low-strength concretes, the increment of limestone fines from 0% to 20% improved the resistance to chloride ion penetration, but decreased the resistance to freezing. For high-strength concretes, the increment of limestone fines from 0% to 15% did not affect the chloride ion permeability and freeze–thaw resistance. Furthermore, the sulfate resistance was increased by the increment of limestone fines, and the amount of 7% and 10% fines resulted in the highest abrasion resistance. It can be concluded that the durable concretes can be made from MS with at least 10% limestone fines.