硫酸盐腐蚀对混杂纤维混凝土弯曲韧性的影响研究

为了研究混杂纤维混凝土经硫酸盐腐蚀后的弯曲性能,首先对不同掺量的聚乙烯纤维(PE)与聚丙烯粗合成纤维(HPP)混凝土进行了硫酸盐干湿循环腐蚀和长期浸泡腐蚀试验,然后以三分点弯曲试验为基础,结合美国ASTMC1018和奥地利ORS评价方法,对比分析了混杂纤维混凝土在硫酸盐腐蚀前后其弯曲韧性变化及最佳纤维掺量.结果表明,纤维的掺入使得混凝土的破坏类型发生了变化,破坏时的最大荷载和挠度均明显增大,混凝土I5、I10、I20、R5,10和R10,20显著提高,韧性水平也明显高于普通混凝土;在硫酸盐腐蚀作用后不同纤维掺量的混凝土其弯曲韧性均出现了不同程度的下降,其中干湿循环腐蚀条件下比长期浸泡腐蚀条件下的混凝土的弯曲韧性受损更为严重;聚乙烯纤维(PE)与聚丙烯粗合成纤维(HPP)掺量为0.8％～1.2％的混凝土在经受450d长期浸泡腐蚀作用后的I5、I10与R5,10值分别提高了32.2％、19.6％和6.8％,具有良好的耐硫酸盐腐蚀性能和弯曲韧性.     

聚丙烯纤维对混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响

以混凝土试件的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度为评价指标,评价了聚丙烯纤维对混凝土抗硫酸盐干湿循环侵蚀性能的影响。结果表明,随着聚丙烯纤维长度的不断增大,混凝土试件在硫酸盐溶液中干湿循环60次后的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度值均呈现出先增大后减小的趋势,聚丙烯纤维长度为16mm时,力学性能最好;当纤维的长度相同时,随着纤维掺量的增大,混凝土试件的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度值均是先增大后减小,纤维的掺量为2kg·m^-3时,其抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度值均可以达到最大。研究结果认为,聚丙烯纤维的掺入能够有效提高混凝土试件的抗硫酸盐侵蚀能力,选择聚丙烯纤维的长度为16mm,掺量为2kg·m^-3,此时,混凝土试件的各项力学性能均可以达到最佳。     

粉煤灰掺量对聚丙烯纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

为了研究粉煤灰掺量对聚丙烯纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,采用掺量为0%,15%和30%的粉煤灰代替水泥材料,并设定1、2、3、4、5个月对混凝土进行侵蚀;采用TYE-2000型试验机研究了硫酸盐自然浸泡和干湿循环侵蚀环境下聚丙烯纤维混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度的变化规律。最终得出当粉煤灰的最佳掺量为15%综合性能最优,进而为工程实践提供了数据参考。     

城市轨道交通隧道混杂纤维高性能混凝土耐久性能试验研究

抗侵蚀和抗冻性能对城市轨道交通隧道混凝土的长期使用具有重要的影响。基于此,制备了单掺和复掺钢纤维和玄武岩纤维的高性能混凝土试件,开展了抗压强度测试以及干湿循环和冻融循环后的抗压强度损失率和质量损失率测试,分析了硫酸盐侵蚀和冻融循环后高性能混凝土的耐久性能变化规律,确定了最佳的纤维掺量。结果表明：高性能混凝土的硫酸盐腐蚀质量损失率和抗压强度均随单掺纤维体积率的增大而先减小后增大;混掺玄武岩纤维和钢纤维的高性能混凝土的抗硫酸盐腐蚀能力要优于单掺玄武岩纤维或钢纤维;适量的玄武岩纤维或钢纤维掺入有助于提高高性能混凝土的抗冻能力,纤维总掺量为1.2%,其抗冻性能最佳。     

粉煤灰掺量对纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响

为了提高纤维混凝土在硫酸盐环境中的抗侵蚀能力,以粉煤灰等量替代水泥的方式,采取干湿循环和半浸泡两种试验方法,研究粉煤灰掺量为10%、20%、30%和40%时对纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响。结果表明：在干湿循环试验条件下,随着粉煤灰掺量的不断增大,纤维混凝土的质量损失率先降低后升高,而相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数则先升高后降低,当粉煤灰掺量为20%时,纤维混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力达到最强;而在半浸泡试验条件下,随着粉煤灰掺量的不断增大,纤维混凝土的质量损失率逐渐升高,而相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数则逐渐降低,粉煤灰的加入加剧了纤维混凝土硫酸盐侵蚀损害的程度。     

玄武岩-聚乙烯醇混杂纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀研究

为了研究玄武岩-聚乙烯醇混杂纤维对混凝土耐硫酸盐腐蚀性能的影响,以C40混凝土为基础,设计并制备了不同纤维掺量的混凝土试件,进行耐腐蚀性能实验。结果表明：掺入纤维后,混凝土抗压强度有所损失。混凝土抗压强度耐腐蚀系数显著提升,且在15 d干湿循环试验中,混杂比为1∶2的混杂纤维混凝土耐腐蚀系数最好。在30 d干湿循环试验中,混杂比为2∶1的混杂纤维混凝土耐腐蚀系数最好。纤维还能够改善混凝土的质量损失,在干湿循环试验中,当纤维体积掺量不大于0.4%时,玄武岩-聚乙烯醇混杂纤维混凝土质量增长的最佳混杂比为1∶2。     

受损轻骨料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能

运用干湿循环的实验方法研究了LC30基准轻骨料混凝土及损伤度为0～0.1、0.1 ～0.2、0.2 ～0.3的受损轻骨料混凝土的抗硫酸盐侵蚀的性能,以相对动弹性模量为评价指标,分析了损伤度对基准轻骨料混凝土、掺粉煤灰轻骨料混凝土及掺聚丙烯纤维轻骨料混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,并建立了以粉煤灰掺量、聚丙烯纤维掺量为指标的轻骨料衰变损伤模型.     

聚丙烯纤维对混凝土耐硫酸盐腐蚀性能的影响

采用一种新的混凝土耐硫酸盐腐蚀试验方法,通过测试混凝土质量腐蚀系数、抗压强度腐蚀系数和抗拉强度腐蚀系数,研究掺加不同种类聚丙烯纤维的纤维混凝土耐硫酸盐腐蚀性能.研究结果表明,相同配比纤维混凝土抵抗(NH4)2SO4溶液侵蚀能力远远低于Na2SO4溶液,而纤维的掺入明显改善了混凝土的耐硫酸盐腐蚀能力;单掺聚丙烯细纤维的混凝土质量损失最少;混掺聚丙烯网状纤维和钢纤维的混凝土抗压强度损失最少;混掺聚丙烯粗纤维和钢纤维的混凝土抗拉强度损失最少.     

干湿循环条件下聚丙烯纤维掺量对混凝土力学性能的影响

对不同掺量下聚丙烯纤维混凝土在干湿循环作用下的力学性能进行试验研究。结果表明：聚丙烯纤维的掺入能够提高干湿循环作用下混凝土的抗折强度和抗拉强度,但不能提高混凝土的抗压强度和相对动弹性模量;干湿循环作用对混凝土的外观和质量影响较小。     

玄武岩-粗聚丙烯纤维干硬性混凝土拉压性能试验研究

混杂纤维增强干硬性混凝土在国内外已有广泛的应用,纤维配比是影响其拉压性能的主要因素之一。为研究玄武岩纤维与粗聚丙烯纤维配比对干硬性混凝土拉压性能的影响,将玄武岩纤维与粗聚丙烯纤维单掺或按不同比例混合掺入干硬性混凝土中,开展不同养护龄期下纤维混凝土的抗压、劈裂抗拉试验,分析纤维混杂增强效应,并基于成熟度理论修正养护龄期,优化玄武岩-粗聚丙烯纤维干硬性混凝土的劈裂抗拉强度预测模型。结果表明:玄武岩纤维与粗聚丙烯纤维的掺入不仅提升了干硬性混凝土抗压、劈裂抗拉性能,而且纤维的桥接作用能明显改善混凝土的脆性破坏特征,其中玄武岩纤维与粗聚丙烯纤维混掺配比为1 ∶2(质量比)时最为明显,表现出了最优的纤维混杂正效应。根据等效龄期-抗压强度关系式计算得到的混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度具有更好的幂函数关系,该模型便于计算及预测不同养护温度条件下玄武岩-粗聚丙烯纤维干硬性混凝土的拉压性能。     

暴露和浸泡混凝土氯离子结合能力相关性研究

在盐湖现场暴露和长期浸泡环境下进行了混凝土腐蚀试验,分别测定了不同试验环境下混凝土构件在不同深度的总氯离子含量(Ct)和自由氯离子含量(Cf),运用了回归法分析盐湖卤水浸泡和盐湖现场暴露环境下混凝土氯离子结合能力的相关性系数KR与其扩散深度、混凝土抗压强度的相关性.分析结果表明:氯离子结合能力相关性系数KR随着混凝土抗压强度的增加而降低;对于混凝土抗压强度小于58.6 MPa时,其KR值均大于1.2且随着氯离子扩散深度的增加而增大,当混凝土抗压强度为80.6 MPa时,其KR值仅为0.8且随着氯离子扩散深度的增加而降低.因此,为了更准确的预测盐湖现场环境下的实体结构的寿命,需要利用RE=2.687e-0.0142fc+(0.0111-0.0002fc)xRI将室内环境下的氯离子结合能力换算成现场环境下的氯离子结合能力.     

掺氧化镁膨胀剂混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能研究

由于环境侵蚀,混凝土结构易开裂破坏,掺入适宜的外加剂可减轻其损伤劣化。本文研究了不同氧化镁膨胀剂掺量对混凝土抗侵蚀性能的影响,测试了混凝土经MgSO₄浸泡后的质量损失、强度变化,结合微观结构变化,评价了掺氧化镁膨胀剂混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明:硫酸盐长期浸泡环境下,混凝土试件的质量和力学性能均先增加后降低,掺入氧化镁膨胀剂以及降低硫酸盐溶液浓度都能降低硫酸盐的侵蚀速率;氧化镁膨胀剂的掺入一方面能够细化混凝土内部孔结构,降低硫酸盐的侵蚀损伤速率,延缓试件损伤开裂形成微裂纹;另一方面氧化镁膨胀剂填充了开裂后的微裂纹,阻断或减小了硫酸盐继续传输通道,从而抑制裂纹继续扩展。     

机制砂岩性与级配对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

为了探究不同岩性、不同级配机制砂对混凝土性能的影响,对三种不同岩性机制砂混凝土及天然河砂混凝土的工作性和抗压强度进行研究。此外,对比分析了四种混凝土在干湿循环制度下的抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明,天然河砂混凝土的工作性优于机制砂混凝土,钙质机制砂混凝土的工作性略好于硅质机制砂混凝土。机制砂混凝土的抗压强度优于天然河砂混凝土,在硫酸盐侵蚀循环作用下的力学性能变化趋势与天然河砂混凝土基本一致。在相同级配条件下,机制砂混凝土的抗蚀系数高于天然河砂混凝土;机制砂岩性并不会对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能带来负面影响。级配良好的机制砂可以增强混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀性能。     

硫酸盐对超深井井壁混凝土力学性能的影响及劣化机理

针对深部地下工程中混凝土材料面临的高地温、高地应力、高渗透压、强腐蚀的恶劣服役条件,选取C70仿钢纤维混凝土(C70-ISFRC)和高性能超深井井壁混凝土(HUC)作为研究对象,研究两种混凝土在硫酸盐干湿循环条件下力学性能、破坏形态及冲击倾向性等变化,并采用扫描电镜及能谱分析其劣化机理。结果表明:随着硫酸盐干湿循环的进行,两种混凝土力学性能均表现为先增强后减弱的趋势,但HUC的性能更为优异,且劈裂抗拉强度较抗压强度对硫酸盐干湿循环机制更加敏感;两种混凝土的韧性均变差,但HUC中的镀铜钢纤维的抗拉性能优于聚丙烯仿钢纤维,使HUC板“坏而不断”;两种混凝土的冲击倾向性均增强,但HUC的冲击倾向性弱于C70-ISFRC;在硫酸盐干湿循环中,HUC与C70-ISFRC的腐蚀类型分别以石膏类腐蚀与钙矾石类腐蚀为主,表明混凝土内部存在膨胀应力,导致了混凝土内部结构的开裂。     

外加剂和粉煤灰对碱式硫酸镁水泥混凝土性能影响研究

利用碱式硫酸镁水泥制备了不同外加剂和粉煤灰掺量的碱式硫酸镁水泥(BMSC)混凝土.研究了外加剂和粉煤灰对BMSC混凝土抗压强度以及抗硫酸盐腐蚀性能的影响,并对BMSC混凝土物相组成和微观形貌进行了分析.结果表明:掺加外加剂后混凝土的强度有大幅度地提高.当外加剂掺量为水泥质量的0.5%时,混凝土的强度达到最大值;继续增加外加剂掺量,对混凝土的强度影响不大.掺加粉煤灰后,混凝土的强度有所下降.且水灰比一定时,粉煤灰掺量越多,对混凝土的强度越不利.掺加外加剂和粉煤灰后,混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能得到了明显的改善;且同等条件下,碱式硫酸镁水泥混凝土抗硫酸盐腐蚀性能优于普通硅酸盐水泥混凝土.     

硫酸钠和硫酸镁溶液中混凝土腐蚀破坏的机理

通过干湿循环的实验室加速腐蚀,探索混凝土在硫酸钠或硫酸镁溶液中的腐蚀破坏机理.测试了腐蚀破坏过程中混凝土的抗压强度、抗折强度、超声波在混凝土中的传播速度以及饱和面干吸水率,同时还分析了不同腐蚀阶段水化产物的微观结构.结果表明:混凝上的硫酸盐腐蚀破坏是一个复杂的物理化学过程,不同种类的硫酸盐溶液中混凝土的破坏机理不尽相同.在腐蚀后期硫酸钠溶液中混凝土各性能指标的变化幅度比在硫酸镁溶液中的大,这是经过一段时间的干湿循环之后化学侵蚀与物理作用即盐的结晶相互作用的结果.     

不同种类硫酸盐溶液侵蚀下混凝土损伤研究

研究了混凝土在不同种类硫酸盐溶液与干湿循环作用下的损伤层厚度演化规律,分析了损伤层混凝土的力学性能,得到了损伤层混凝土抗压强度。研究结果表明：随着侵蚀时间增加,混凝土损伤层中超声声速降低,损伤层厚度增大,并且损伤层混凝土抗压强度明显降低。当混凝土损伤层越厚、声速越低时,其损伤程度越大。混凝土在硫酸镁溶液中的损伤层厚度最大,且抗压强度劣化明显,混凝土侵蚀破坏最严重;硫酸钠与氯化钠的复合溶液中混凝土损伤层厚度最小,其抗压强度降低最少,氯离子的存在降低了混凝土的损伤劣化程度。     

不同溶液长期浸泡下大流动性磷酸钾镁水泥基防腐涂层的性能

为了探究大流动性磷酸钾镁水泥(MKPC)基防腐涂层在不同溶液环境下的性能,将大流动性磷酸钾镁水泥浸泡于淡水、5％硫酸钠溶液及3.5％氯化钠溶液(同为质量分数)三种腐蚀环境下,测试其强度、干缩率、吸水率,从而建立长期浸泡下性能劣化规律模型,并且以SEM-EDS、XRD对MKPC基防腐涂层在长期浸泡下的腐蚀机理进行分析.结...     

全浸泡作用下混凝土抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

研究了不同水胶比混凝土试件在(20 ±2)℃全浸泡作用下的抗硫酸盐侵蚀性能.试验制作了0.32与0.36两种水胶比的普通硅酸盐水泥、中抗硫水泥以及矿粉-硅灰复掺的混凝土试件,试件标养28 d后,测定了各试件在(20 ±2)℃的3%Na2SO4溶液中全浸泡侵蚀的抗压侵蚀系数、相对动弹性模量,并且测定了侵蚀240 d后混凝土的含气量和连通孔隙率,对混凝土在(20 ±2)℃下的抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价.结果表明:在(20 ±2)℃全浸泡作用下,(1)混凝土抗硫酸盐侵蚀性能E>A>B,中抗硫水泥主要通过限制C3A的含量,进而改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,不一定在任何环境下都适用;(2)0.36水胶比混凝土抗硫酸盐侵蚀性能低于0.32水胶比混凝土,抗硫酸盐侵蚀性能随着水胶比的降低而提高;(3)低水胶比混凝土复掺矿粉-硅灰后抗硫酸盐侵蚀性能得到显著的提高;(4)混凝土抗压侵蚀系数和相对动弹性模量高度相关,侵蚀240 d后,不同配比混凝土的含气量与连通孔隙率趋势极为接近,相关系数为0.93,因此可以合理选择试验评价指标,减少原材料浪费和试验工作量.