丁苯乳液改性水泥砂浆性能及机理研究

研究了丁苯乳液掺量(聚灰比为0～20%)对水泥砂浆的工作性能、力学性能、抗渗性能的影响。结果表明:丁苯乳液对水泥砂浆有良好的减水效果,也能使抗折强度、折压比、抗拉粘结强度、抗渗性能等得到显著改善,且丁苯乳液的较佳掺量(聚灰比)在15.0%左右;与基准砂浆相比,聚灰比为15.0%试样的28d抗折强度、折压比、抗拉粘结强度、抗渗性能分别提高65.5%、53.6%、173.8%、65.2%。最后,通过SEM、XRD探究了其对砂浆的改性机理。     

中低强度火山灰混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

通过混凝土56天电通量试验,探讨多种因素对中低强度火山灰混凝土抗氯离子渗透性能的影响。研究表明：中低强度火山灰混凝土电通量与火山灰掺量相关性不明显,与混凝土强度亦无必然联系;一定单方胶凝材料总量下,火山灰混凝土电通量随水胶比的增大而增大。减小电通量的关键是控制水胶比,减小单方胶凝材料总量,也能使电通量降低;引气剂对中低强度混凝土抗氯离子渗透性能有较大的负面影响,引气量越高,抗氯离子渗透性能越差。     

粉煤灰掺量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

研究分析了粉煤灰掺量对混凝土抗氯离子渗透性的影响,并进行了电镜、X衍射和压汞测孔微观分析.结果表明:粉煤灰掺量对混凝土抗氯离子渗透性的影响随龄期不同而不同:7 d龄期时,随着粉煤灰掺量逐渐增加,混凝土的抗氯离子渗透性能逐渐降低;28 d、56 d龄期时,粉煤灰掺量小于40%时,随着粉煤灰掺量的增加混凝土的抗氯离子渗透性能逐渐增强,掺量超过40%后,电通量值有所增大.因此.40%的粉煤灰掺量是混凝土抗氯离子渗透的极限点.     

毛细作用下硫酸钠半浸泡水泥基材料抗氯离子渗透性研究

硫酸盐和氯盐复杂盐蚀环境中的服役结构会受到两者产生的耦合作用。研究毛细作用下硫酸钠半浸泡混凝土试样的抗氯离子渗透性能,设计不同水灰比、不同硫酸钠溶液浓度的砂浆毛细上升试验,测试硫酸钠半浸泡混凝土试样的扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和氯离子电通量。结果表明：硫酸钠半浸泡混凝土抗氯离子渗透性能劣化,前期劣化严重,随着半浸泡时间的延长,抗氯离子渗透性能有所回升,但依然比未浸泡试样的差。结合微观测试结果可知,混凝土抗氯离子渗透性能劣化的主要原因是：前期,在毛细作用下硫酸钠溶液填充了混凝土孔隙,减弱了固化氯离子的结合能力,释放了较多自由氯离子,从而增大了氯离子的扩散量;后期,随着浸泡时间的延长和环境湿度的变化,孔隙中的硫酸钠溶液过饱和后,形成无水Na₂SO₄和Na₂SO₄·10H₂O结晶体的混合物,结晶混合物沉淀于孔壁,部分阻碍了氯离子的扩散,从而减缓了抗氯离子渗透性能的劣化。硫酸钠溶液浓度超过5%以后,随着硫酸钠溶液浓度的升高,毛细上升速度减缓,混凝土抗氯离子渗透性能相应提高。硫酸钠溶液半浸泡下,水泥基材料毛细上升快慢可作为衡量混凝土抗氯离子渗透性能好坏的指标。硫酸钠和氯化钠的复合溶液对硫酸钠毛细上升有延缓作用,会改善混凝土的抗氯离子渗透性能。     

基于热裂纹演化的玻化微珠保温混凝土渗透性能分析

为了改善火灾后混凝土结构耐久性退化问题，利用玻化微珠（GHB）的高热稳定性对混凝土耐高温性能进行提升，通过电通量法对高温后玻化微珠保温混凝土（GIC）的抗氯离子侵蚀性能进行测试，并结合混凝土试件热裂纹演化特征对其抗氯离子侵蚀性能劣化规律进行分析.结果表明：GHB的掺加显著改善了高温后混凝土抗氯离子渗透能力退化问题，与同强度等级的普通混凝土（NC）和硅灰混凝土（SFC）相比，掺加GHB后混凝土的电通量分别降低了约54.15%、32.69%.结合各试件热裂纹演化规律，认为这归因于GHB和硅灰对混凝土密实性的提高，以及GHB对混凝土抗高温损伤造成的积极影响.在此基础上，通过考虑热裂纹演化特征、GHB和硅灰的影响，建立了高温环境氯离子渗透性预测模型.     

PP单丝纤维自密实混凝土强度与抗渗性能

采用力学试验、渗水标号试验、渗水高度试验和氯离子渗透试验研究了聚丙烯(PP)单丝纤维自密实混凝土强度、抗渗性能,通过扫描电镜观察了纤维自密实混凝土的微观结构,从材料的组成结构和断裂力学原理上分析了PP单丝纤维对自密实混凝土强度以及抗渗性能的影响机理。结果表明： 当PP单丝纤维自密实混凝土体积掺量不超过0.15%时,PP纤维自密实混凝土具有较好的抗渗性能,渗水标号大于S 35;PP单丝纤维体积掺量不超过0.1%时,自密实混凝土的强度和抗水渗性能随着纤维体积掺量的增加而提高,电通量有所增加,而当体积掺量超过0.15%后,强度仍然有增长,电通量急剧增加;与普通自密实混凝土相比,0.10%单丝PP纤维自密实混凝土具有较好的强度特性和抗渗性能,28 d弯拉强度提高16.4%,28 d劈裂强度提高13.4%,56 d氯离子渗透电通量为919 C,渗水高度减少57%。     

免压蒸预应力离心桩用C80高强混凝土抗氯离子渗透性能研究

为探索蒸汽养护对采用水泥-硅灰-矿渣粉复合胶凝材料的C80高强混凝土渗透性的影响规律,研究了不同养护条件下(蒸汽养护和标准养护)C80高强混凝土抗氯离子渗透性能(6h电通量和氯离子迁移系数),并分析了不同蒸汽养护恒温静停时间对复合胶凝材料水化程度的影响。结果表明,蒸汽养护能有效提高预应力离心桩用C80高强混凝土早期强度;标准养护下的预应力离心桩用C80高强混凝土抗氯离子渗透性能要优于蒸汽养护,且矿物掺合料的合理复掺可明显改善其氯离子抗渗透性能;电通量和扩散系数之间均存在一定的线性相关性,标养和80℃蒸养4h的要优于80℃蒸养3h和5h,80℃蒸养5h的最差。     

水胶比对混凝土渗透性能的影响研究

配制四组不同混凝土配合比的试件,采用基于离子扩散和电迁移提出的NEL法对饱盐混凝土试件的氯离子扩散系数进行测定.通过对试件渗透试验结果的分析,得出了高强度等级、添加矿物掺合料的、较低水胶比的混凝土抗渗性能好的结论.验证了水胶比对高性能混凝土渗透性也基本存在着线性关系.     

火山灰混凝土强度及耐久性试验研究

通过混凝土强度及耐久性试验,探讨火山灰在不同掺加量条件下对混凝土强度及耐久性的影响。研究表明,不同火山灰掺量水平的火山灰混凝土90天内的强度增长速率与基准混凝土大致相同,火山灰掺量越高,强度越低;火山灰掺加量水平对混凝土抗氯离子渗透性能影响甚小,抗硫酸盐侵蚀性能总体较好,抗腐蚀系数均大于0.8,各掺加量的火山灰混凝土抗渗性能良好。     

高分子减缩密实剂对水泥基材料性能影响研究

采用高分子减缩密实剂改善水泥基材料的性能,研究了高分子减缩密实剂对水泥基材料的抗渗性能、体积稳定性、抗开裂性能、抗硫酸盐侵蚀、抗冻融循环的影响,并通过扫描电镜观察了28 d龄期净浆水化产物的形貌。结果表明,相比于未掺组,掺入2%高分子减缩密实剂的水泥基材料,混凝土的28 d渗透高度比为27%,砂浆的渗透压力比达300%,混凝土28 d氯离子迁移系数比下降至61%,混凝土的28 d收缩率比为87%,砂浆的早期抗开裂性能比可达76%,KS150次混凝土抗压强度耐蚀系数比提升至122%,混凝土抗冻等级达到F300,净浆水化产物形态得到优化,由疏松的团状结构转化为致密的簇状结构。     

再生混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

改变再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、水胶比等参数,研究不同配合比对再生混凝土抗氯离子渗透能力的影响规律。试验结果表明,降低水胶比对再生混凝土抗氯离子渗透性能有利;再生混凝土氯离子迁移系数随着再生粗骨料替代率的增大而增大,抗氯离子渗透性能下降。掺加粉煤灰可以改善再生混凝土抗氯离子渗透性能,对于早龄期再生混凝土粉煤灰掺量在10%~20%之间为宜。     

自燃煤矸石矿渣复合混凝土抗渗性能的研究

为研究自燃煤矸石、矿渣对混凝土力学性能和抗渗性能的影响,进行混凝土抗压强度和抗渗试验.试验将自燃煤矸石掺量、矿渣掺量、水胶比、自燃煤矸石细度和砂率作为影响因素,通过正交试验的方法,以混凝土的工作性与抗压强度为考核指标,确定最优组,并与基准组混凝土的抗压强度和抗渗性进行比较.结果表明,最优组混凝土的28 d抗压强度比基准组提高了15.9％,56 d抗压强度提高了5.6％,其抗渗性能比基准组提高了约60％.     

矿物掺合料对自密实混凝土抗氯离子渗透性的影响

耐久性是自密实混凝土（SCC）的重要性质。本文应用电通量法研究了掺粉煤灰、矿渣的SCC抗氯离子渗透性能,通过对单掺和复掺时SCC电通大小的分析发现：粉煤灰和矿渣都能改善SCC的抗氯离子渗透性能,矿渣提高SCC的抗氯离子渗透性能要优于粉煤灰,二者复掺对SCC抗氯离子渗透的复合叠加效应并不明显。其机理是粉煤灰和矿渣提高水泥石密实性,强化混凝土界面过渡区,粉煤灰、矿渣物理化学吸附作用能固结Cl-,降低Cl-渗透性。SCC中掺入掺合料能减少离析、避免泌水,达到自密实效果,粉煤灰对混凝土流动增大的作用效果要优于磨细矿渣的效果。掺合料复掺对自密实混凝土强度具有复合叠加效应,混凝土28 d强度等级可提高1～2级。     

泡沫混凝土的抗氯离子渗透性能研究

对泡沫混凝土试件开展抗压强度试验及抗氯离子渗透性能试验,研究发泡剂稀释倍数、泡沫混凝土水灰比、发泡剂含量对泡沫混凝土抗压强度、非稳态氯离子迁移系数和孔隙率的影响,验证泡沫混凝土作为保护层提高普通混凝土抗氯离子渗透性能的可行性。结果表明:当发泡剂稀释倍数为60倍、水灰质量比为0.5、发泡剂质量分数为0.6%时,泡沫混凝土抗氯离子渗透性能最佳,其非稳态氯离子迁移系数为5.81×10~(-12)m~2/s。     

纤维纳米混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能的研究

通过坍落度、贯入阻力试验,不同龄期抗压强度、劈拉强度和抗折强度试验以及氯盐溶液浸泡干湿循环试验,探讨了钢纤维掺量、纳米矿粉种类和掺量以及混凝土基体强度对纤维纳米混凝土工作性能、凝结时间、基本力学性能和抗氯离子渗透性能的影响.结果表明:随钢纤维掺量增加,纤维纳米混凝土坍落度逐渐减小,各龄期强度和28 d龄期抗氯离子渗透性能呈增大趋势;随纳米SiO2掺量增加,拌合物坍落度快速降低,初凝、终凝时间缩短,各龄期强度整体呈上升趋势且抗氯离子渗透性能逐渐提高;随纳米CaCO3掺量增加,坍落度先增加后减小,初凝时间逐渐缩短,终凝时间变化不显著,各龄期强度呈增大趋势且抗氯离子渗透性能逐渐提高;随混凝土基体强度降低,坍落度快速增大,初凝和终凝时间迅速延长,各龄期强度和28 d龄期抗氯离子渗透性能逐渐降低.钢纤维的掺入,改善了混凝土的破坏形式;纳米矿粉的掺入,改善了混凝土的微观结构,增加了混凝土基体的密实度.混凝土中掺入适量的纤维和纳米矿粉,有效改善了混凝土的性能.     

富含砖粒再生骨料混凝土的耐久性试验研究

用富含40%~50%砖粒的再生粗骨料配制再生混凝土,采用渗水高度法和电通量法,分析不同再生骨料取代率和粉煤灰取代率与再生混凝土抗水渗透性以及抗氯离子渗透性的关系,得出抗渗透性最好的再生骨料取代率。然后,在最优再生骨料取代率的情况下,采用快速冻融法研究粉煤灰取代率对再生混凝土的抗冻融性能的影响,并与普通混凝土进行比较。结果表明:富含砖粒的再生混凝土的抗渗透性能比普通混凝土弱,再生骨料取代率的增加会降低其抗渗透性,砖粒类再生骨料取代率为40%的再生混凝土抗渗透性能最好;粉煤灰对再生混凝土具有改性作用,粉煤灰掺量为20%时,再生混凝土的抗渗透性能以及抗冻融性能均最佳;适当取代率下,再生混凝土的抗冻等级能够达到D100。     

混凝土收缩裂缝几何特征及其对氯离子渗透的影响

为准确表达收缩裂缝的几何特征并分析其对混凝土中氯离子渗透规律的影响,通过对干缩开裂混凝土板进行取样,观测和统计分析了收缩裂缝的几何特征,并采用ASTM法研究了裂缝对混凝土中氯离子渗透的影响规律.结果表明:混凝土收缩裂缝存在显著的深宽比特征,其均值约为44.31,开裂角度均值约为2.6度;对比不同的裂缝宽度表征参量如最大宽度、最小宽度、平均宽度以及比表面积等与ASTM法6 h电通量关系后发现,最大宽度是表征裂缝对开裂混凝土渗透性影响的适宜参量;开裂混凝土中氯离子的渗透系数与裂缝最大宽度成正线性关系,并且当收缩裂缝宽度小于0.18 mm时,裂缝对渗透系数影响可以忽略.收缩裂缝的宽度变化会显著影响混凝土的抗渗性能,实际工程中应该根据混凝土保护层厚度来确定其容许的最大裂缝宽度.     

聚灰比对聚合物改性水泥混凝土耐久性能研究

为研究聚合物改性混凝土的抗氯离子渗透性以及抗冻性能,分别在盐冻循环前以及盐冻循环50次、100次、150次、200次时进行抗压试验、电通量实验、相对动弹模量实验,分析其在盐冻环境下力学性能及耐久性变化规律;在各组实验中为了得到最优环氧树脂掺合量即最佳聚灰比,分别以水泥质量的0、5%、10%、15%、20%掺加水性环氧树脂.结果表明聚合物改性混凝土抗盐冻性能远远优于普通混凝土,其抗盐冻性能在研究范围内随着聚灰比的增加而变好.考虑经济因素以及其他影响,聚灰比10%左右能很好满足抗盐冻性能要求,可以将此聚灰比作为最优聚灰比.     

箱梁C55高性能混凝土的抗裂性与耐久性研究

通过绝热温升、平板开裂、温度-应力开裂、收缩徐变及氯离子扩散系数、电通量、抗冻性等试验,对比研究了4个箱梁C55混凝土配合比的早期开裂敏感性与长期变形性能及耐久性。结果表明,在箱梁C55高性能混凝土中掺入20%Ⅰ级粉煤灰或复掺15%粉煤灰与10%矿粉,提高了抗塑性收缩开裂和抗热开裂性能,降低了收缩徐变,增强了抗氯离子渗透性和抗冻性。掺入0.75 kg/m3的聚丙烯纤维,进一步改善了箱梁混凝土的抗裂性和耐久性。     

基于直流阶跃暂态电阻法的混凝土渗透性表征

渗透性是影响混凝土耐久性的最重要指标,当前工程中所用混凝土渗透性试验方法,无论是水渗透性还是氯离子渗透性,其测试过程都存在耗时长、操作不便的缺点。为解决混凝土渗透性实时、原位监测的问题,利用基于直流阶暂态电阻法所测混凝土电阻率表征混凝土渗透性,分析了水胶比、矿物掺合料掺量、混凝土饱水度、环境温度等不同因素对各龄期混凝土暂态电阻率的影响规律,将暂态电阻率与混凝土各龄期的强度、吸水速率、抗水渗透性、抗氯离子渗透性等性能建立联系。结果表明,暂态电阻法测试结果与现有混凝土渗透性方法测试结果具有较高的关联性,提出了暂态电阻法测试结果用于混凝土渗透性评价的推荐值,验证了暂态电阻法可用于评价混凝土抗渗透性。