混凝土碳化研究与进展(2)--碳化速度的影响因素及碳化对混凝土品质的影响

混凝土碳化速度决定于孔结构和CO2气体与孔溶液成分的反应性。孔结构决定CO2和H2O的渗透能力,孔隙不含水时CO2的扩散能力强,而无法完成CO2与水化产物的碳化反应,因此混凝土孔结构是影响碳化速度的主要因素。混凝土中的碱含量、NaCl含量及孔隙水的迁移等对碳化速度的影响也非常大。碳化减少碳化区和未碳化区孔径和孔隙率的同时也影响混凝土质量、强度和碱度等其它性能。     

渗透孔隙水压对混凝土孔结构影响的试验研究

通过压汞试验探究了混凝土在渗透孔隙水压作用前后,孔隙的孔隙率、总孔隙面积、平均孔径、最可几孔径、临界孔径、孔径分布的演化规律,并计算不同状态下混凝土孔体积分形维数,进一步分析渗透孔隙水压对混凝土不同位置孔隙结构以及混凝土渗透性能的影响。结果表明,受渗透孔隙水压后混凝土孔隙结构与孔径分布都发生变化,其中对毛细孔改变最大;混凝土外侧孔隙特征改变要比内部显著;渗透率和孔隙率与大孔阶段的分形维数D1呈正相关关系,定性分析了混凝土渗透率与孔结构的关系。     

混凝土碳化研究与进展（2）—二碳化速度的影响因素及碳化对混凝土品质的影响

混凝土碳化速度决定于孔结构和CO2气体与孔溶液成分的反应性。孔结构决定CO2和H2O的渗透能力，孔隙不含水时CO2的扩散能力强，而无法完成CO2与水化产物的碳化反应，因此混凝土孔结构是影响碳化速度的主要因素。混凝土中的碱含量、NaCl含量及孔隙水的迁移等对碳化速度的影响也非常大。碳化减少碳化区和未碳化区孔径和孔隙率的同时也影响混凝土质量、强度和碱度等其它性能。     

混凝土孔结构和渗透性能关系研究

混凝土材料从本质上讲是一种成分复杂的多孔材料,孔隙分布错综复杂,孔径分布很广,混凝土渗透性能和的微观孔结构有很强的相关性,而混凝土的渗透性能是影响结构耐久性的重要因素,通过概述混凝土的微观孔结构,包括孔隙率、平均孔径、临界孔径等对渗透性能的影响,参照国内外研究结果分析了不同参数作用的相关性.     

盐湖卤水侵蚀混凝土孔结构分析

通过分析混凝土在(干湿循环+盐湖卤水侵蚀)共同作用下的孔结构特征变化,研究了侵蚀过程中混凝土孔结构的分布规律及其劣化发展过程。结果表明:侵蚀初期主要是混凝土中小孔隙和中孔隙数量增加、弦长扩展,含气量较低且主要由大孔隙和超大孔隙决定;侵蚀中后期孔结构分布发生较大变化,不同弦长孔隙数量均快速增加,孔隙连通及孔径增长使混凝土损伤劣化加快。     

基于分形理论的废弃纤维再生混凝土碳化深度模型

为改善再生混凝土由于骨料自身缺陷产生的性能不稳定,通过掺入废弃聚丙烯纤维的方式探讨其对再生混凝土碳化深度的影响,同时将分形理论引入到废弃纤维再生混凝土孔隙结构的评价体系中,为定性或定量评定废弃纤维再生混凝土孔结构的复杂性及孔结构与宏观性能的关系开辟新的思路。通过快速碳化试验,以再生骨料掺入量、废弃纤维掺入量、水灰比等为影响因素,结合分形理论对废弃纤维再生混凝土的碳化深度进行研究。结果表明:水灰比、再生骨料掺入量的减小及纤维掺入量的增大均会减小碳化深度;废弃纤维再生混凝土孔隙体积分形维数越小,碳化深度越大。利用孔隙体积分形维数与碳化深度的关系,建立了废弃纤维再生混凝土碳化深度预测模型,模型预测结果与试验值吻合良好。     

玻璃粉掺量对混凝土抗冻性能的影响

采用平均粒径为21.17μm的玻璃粉,等质量替代水泥10%、20%、30%制备混凝土,研究了玻璃粉掺量对混凝土抗冻性能的影响,并从混凝土孔隙结构和抗拉强度两个角度分析了玻璃粉混凝土冻融破坏的机理。结果表明,掺量为10%时,玻璃粉能有效降低混凝土中有害孔孔隙率,减小最可几孔径,降低孔隙复杂程度,改善孔隙结构。同时,掺入玻璃粉降低了混凝土的抗拉强度。在孔隙改善和强度降低共同作用下,玻璃粉掺量为10%时的混凝土抗冻性能与基准组相似;玻璃粉掺量为20%、30%时,孔隙特征与基准组类似,玻璃粉混凝土抗拉强度随掺量增加降低,造成抗冻性能下降。选用粉煤灰对比研究,发现两者在抗冻性能,孔隙结构和抗拉强度方面有很高的相似性。     

高流动混凝土孔分形特征及其与抗冻性的关系

采用压汞法测定了不同矿物掺合料高流动混凝土的孔结构参数,通过基于热力学关系的分形模型计算得到了高流动混凝土的孔结构表面积分形维数,探讨了含不同矿物掺合料高流动混凝土分形维数与小于100 nm孔隙比例、中值孔径、平均孔径及抗冻性的关系.结果表明:孔表面积分形维数随养护龄期和掺合料的种类和掺量的不同而不同;分形维数越大,孔径小于100 nm孔隙比例越大,中值孔径与平均孔径越小,高流动混凝土抗冻性能越好.基于热力学关系的分形模型计算得到的孔表面积分形维数能够很好地表征混凝土孔结构的分布状况与抗冻性能.     

再生混凝土性能和孔结构的研究

用C30普通混凝土制备再生骨料,然后以再生骨料置换天然碎石制备再生混凝土.探讨了再生骨料对再生混凝土性能和孔结构的影响.结果表明:由于附着水泥砂浆的作用,再生骨料的品质较天然碎石有所降低,从而致使再生混凝土的坍落度和抗压强度下降;当再生骨料置换率低于40%(质量分数)时,再生混凝土与基准混凝土具有相似的性能;再生骨料主要使混凝土毛细孔孔隙量和凝胶孔孔隙量有较大的增加,而对大于10μm的细孔孔隙量则无明显影响.     

小议混凝土的防水性能

混凝土是一种非匀质多孔性材料,决定其耐久性的内在因素主要是混凝土的化学性质及其微观的结构缺陷。一般来讲,硅酸盐具有一定的化学惰性,因此,混凝土的实际使用性能相当程度上取决于混凝土的结构缺陷,其缺陷主要表现在混凝土内部的孔隙和微细裂缝,这里的“孔隙”指危及混凝土综合性能的有害孔(孔径大于25nm的孔及互相连通的孔隙),形成缺陷的原因通常如下:     

汞压法对水泥浆和掺合料水泥浆孔隙分析

硬化后混凝土材料具有细观、微观多孔隙特征,即使配制良好的高性能混凝土,也含有微孔隙和微裂纹。混凝土内部孔隙率及孔径分布对混凝土材料的性质有重要影响,如强度、变形、容重、导热性、吸水性、抗渗性及耐久性等;而矿物掺合料可改变混凝土内部孔隙的分布,从而影响混凝土的性能;因此,对混凝土材料内部孔隙的研究也是混凝土微观研究的一个重要方面。     

含气量对混凝土早期强度的研究

以引气混凝土为研究对象,采用压汞法、气孔分析法测试了不同含气量下混凝土的孔隙结构,并通过混凝土的孔隙结构计算出混凝土的实际强度。结果表明:掺入引气剂时,在混凝土含气量增加的同时,可使混凝土孔隙率、总孔体积、总孔面积增加,平均孔径、孔间距系数减小,孔径均匀分布,显著改善混凝土的内部孔隙结构,但受孔隙结构的影响,混凝土实际强度降低。     

轻集料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能研究

研究粉煤灰和硅灰对轻集料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能及内部孔结构的影响。结果表明,与普通混凝土相比,轻集料混凝土具有更优良的抗硫酸盐侵蚀性能;掺加粉煤灰或硅灰能优化混凝土的内部孔隙结构,大大提高轻集料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能;并探讨硫酸盐侵蚀溶液对轻集料混凝土的作用机理。     

掺加纳米二氧化硅对高性能混凝土性能的影响研究

纳米二氧化硅掺入到水泥基混凝土中,可显著改善混凝土的力学性能及耐久性能.该文用不同掺量的纳米二氧化硅等质量替换胶凝材料的方式制备高性能混凝土,通过检测宏观指标(抗压强度、劈裂抗拉强度和抗冻性能)和微观指标(扫描电镜、汞孔隙率法),表征纳米二氧化硅对高性能混凝土性能的影响.研究结果表明:不同掺量的纳米二氧化硅等质量替换胶凝材料,能提高高性能混凝土的抗压强度及劈裂抗拉强度,改性后混凝土的抗冻效果良好,冻融循环后质量损失较小,相对动弹性模量损失率减小;当纳米二氧化硅掺量为3％时,与水泥水化反应形成的孔隙填充效应最显著,试样的孔分布为:3％无害孔、81％有害孔、16％多害孔,与基准试验对比,抗压强度增加了4.6％,劈裂抗拉强度增加了8.9％,增强效果最明显.     

孔隙对混凝土性能的影响及控制

混凝土各固相内均存在不同类型的孔隙,孔隙的孔径、形状及其体积比等与混凝土强度、弹性模量、耐久性等性能密切相关,因而可通过控制混凝土的孔隙以保证混凝土性能.在工程实际应用中,可根据工程对混凝土性能的不同要求,确定混凝土内部孔隙需达到的要求,选择不同的方法对其进行控制,从而达到保证混凝土性能的目的.     

桥梁用高性能混凝土养护龄期对弹性模量和孔隙结构的影响

混凝土养护龄期对混凝土弹性模量和和孔隙结构都会产生重要影响,通过研究桥梁用C50高性能混凝土的弹性模量随龄期增长的发展规律,利用压汞测试仪对龄期为5、28 d混凝土的孔隙结构进行了测试,并引入分形理论分析了混凝土的孔隙结构,进而分析了养护龄期对弹性模量和孔隙结构的影响。结果表明:养护龄期对混凝土性能和孔隙结构有较大的影响,混凝土表观性能与孔隙结构之间存在密切关系;随着混凝土养护龄期的增大,混凝土弹性模量不断增大,混凝土孔隙率不断减小,同时孔径分布更加均匀,混凝土更加致密。分形维数和孔隙率变化趋势相反,分形维数随孔隙率增大而减小,混凝土的孔体积分形维数随弹性模量的提高而变大。     

混凝土孔结构填充材料的选择及适用性分析

通过文献收集及市场调研,详细划分了适用于水泥混凝土孔结构填充的材料种类,分析了填充材料对混凝土性能影响的机理;通过对填充材料粒径范围的考察,从小粒径颗粒填充大孔隙的角度,分别提出适用于100～1000 nm孔以及大于1000 nm孔的填充材料。结果表明,纳米硅灰、沸石粉、氮化硅以及微细粒级石灰石粉可用来填充100～1000 nm毛细孔;磷石膏粉和微粒级石灰石粉可用来填充5μm以上的孔隙;粉煤灰和矿渣粉适宜填充15μm以上的孔隙;纳米硅灰、沸石粉以及微粉以下粒径的石灰石粉可用来填充1000 nm以上的有害孔隙。     

混凝土的孔隙

孔隙包括混凝土生产过程形成的各种弊病,变形、温度收缩引起的裂缝以及各种原因产生的内部裂缝;混凝土水化硬结过程形成的各种大小孔径的孔隙.混凝土的各种材料性能部与孔隙密切相关,从强度、变形、耐久性:渗透、抗冻、迁移、侵蚀等项盖没列外.可以说孔隙决定混凝土的一切.因此,了解混凝土的孔隙形成、危害、防止及减少应当是再重要不过的.     

混凝土孔隙分形特征的研究

用分形理论对混凝土孔隙的特征进行了分析评价,尤其是对混凝土断面的扫描电镜照片,用分形几何的方法测试分析,得到了断面孔隙形貌的分形维数,可以直接用于描述混凝土孔隙的复杂程度。此外,采用压尔测孔方法测试了基准混凝土的孔分布曲线和掺加超细粉煤灰的混凝土的孔分布曲线,并用分形理论分析了其特征,得到了相应在的分形维数,评价了混凝土孔体积的分形特征,这些方法对描述水泥基多孔复合材料的孔隙特征十分有效。     

干燥失水对混凝土徐变的影响

干燥不仅引起混凝土收缩增加,也导致徐变增加。通过试验研究混凝土失水干燥与徐变增加的相关性,分析了干燥过程中骨料、外加剂对徐变的影响,验证失水改变孔隙充水程度进而影响混凝土力学性能、宏观表现出徐变增加的机理。研究结果表明,混凝土徐变随干燥失水程度线形增加,粗骨料本身质地是骨料影响徐变的主要原因;外加剂改变了混凝土孔溶液的表面物化性能,导致孔溶液与孔壁相互作用变化及干燥过程改变,是外加剂影响徐变的根本原因。