基于侵蚀损伤的混凝土硫酸根离子传输行为

为了解决近海硫酸盐腐蚀对道路工程混凝土结构破坏的问题,对浸泡作用下混凝土硫酸根离子的扩散规律进行了研究.基于Fick第二定律,结合混凝土孔隙率衰变与损伤度关系的建立,对受蚀混凝土内硫酸根离子腐蚀扩散系数进行修正.最后对硫酸根离子在混凝土中的传输过程进行数值模拟,并利用混凝土中不同位置硫酸根离子浓度的实测数据进行验证.结果 表明,本文建立的硫酸根离子浓度预测模型与试验数据吻合良好,本模型具有一定的合理性,可以为硫酸盐环境下混凝土结构耐久性评估及寿命预测提供理论指导.     

混凝土孔溶液中不同侵蚀离子对钢筋的腐蚀行为

研究了混凝土模拟孔溶液中钢筋在氯离子、硫酸根离子、氯离子-硫酸根离子共存、模拟海水等环境下钢筋腐蚀行为与演变规律,并分析了钢筋在氯盐、硫酸盐作用下腐蚀产物。结果表明:硫酸根离子的存在使得钢筋极化电阻进一步降低,而腐蚀电流密度升高;钢筋腐蚀电位与极化电阻演变呈现一定幂函数关系;钢筋在氯离子、硫酸盐侵蚀作用下腐蚀产物种类无明显差别,主要为纤铁矿、针铁矿、水铁矿、赤铁矿和方铁矿等。     

硫酸盐侵蚀下混凝土内腐蚀反应-扩散过程的实验研究

通过开展硫酸盐腐蚀试验,研究了硫酸盐侵蚀环境下混凝土中内部硫酸盐浓度随时间和空间的变化规律,探讨了混凝土内部各组分浓度的变化与硫酸根离子浓度之间的关系.结果表明:随着侵蚀时间的增加,反应扩散不断进行,混凝土内部硫酸根离子浓度不断增加,越靠近侵蚀表面浓度越高;水泥水化产物中二水石膏、氢氧化钙和腐蚀产物的浓度变化与硫酸盐浓度变化之间存在一定的联系,随着二水石膏和氢氧化钙含量的减少,钙矾石含量前期增长较快,后期渐渐趋于稳定,硫酸盐浓度变化速率不断减小,直至混凝土内外环境中硫酸盐浓度差达到平稳状态.     

硫酸盐-氯盐侵蚀下混凝土的渗透性能研究

随着我国经济的快速发展,海洋混凝土结构长期安全地使用成为工程界关注的重点。在复杂的现实条件下,硫酸盐及氯盐侵蚀已经成为混凝土耐久性失效的主要原因之一,因此研究混凝土在侵蚀作用下的渗透性能是非常有意义的,本文系统研究了硫酸盐-氯盐侵蚀混凝土的渗透性能,主要研究成果如下:在侵蚀不同的时刻,分别对混凝土同一深度下的氯离子及硫酸根离子质量百分比进行测定,得到了混凝土中侵蚀离子的扩散规律,给出了硫酸根离子、氯离子侵蚀规律与腐蚀作用时间的相互关系。     

城市地下环境下超高性能混凝土耐久性能研究

针对城市地下环境下氯盐和硫酸盐对超高性能混凝土共同侵蚀下SO₄^2-和Cl^-的扩散规律和侵蚀机理,配置侵蚀溶液在完全浸泡和喷雾循环条件下进行模拟试验研究,测定了离子浓度、孔径尺寸等数据,并对微观形貌进行分析。研究结果表明：完全浸泡与喷雾环境下,UHPC中氯离子、硫酸根离子含量扩散规律符合Fick第二扩散定律;90d完全浸泡条件下30%硅灰掺量UHPC中氯离子、硫酸根离子平均含量比普通混凝土低46.5%、37.2%,喷雾循环90次条件下30%硅灰掺量UHPC中氯离子、硫酸根离子平均含量比普通混凝土低37.2%、44.0%;含30%硅灰掺量UHPC的氯离子、硫酸根含量远低于掺量20%、10%硅灰掺量的UHPC。     

基于化学滴定法的硫酸盐腐蚀影响试验研究

针对工程用混凝土腐蚀严重的问题,如何解决自然灾害中的硫酸盐等对混凝土的腐蚀,是目前工程应用领域探讨的重点。结合上述的需求,提出采用化学滴定的方法对硫酸根腐蚀的临界进行测定,进而通过试验得到在不同的深度和时间下,硫酸根离子对混凝土的腐蚀逐步加深,但程度减缓。同时为抑制硫酸根离子对混凝土的腐蚀,在全浸泡溶液中加入NaCl溶液,并配置不同浓度的NaCl溶液浓度,查看氯离子对混凝土腐蚀的抑制。通过微观和宏观的观察,氯离子对硫酸根离子的腐蚀有明显的抑制作用。而试验结果表明,在混凝土的制备中加入适量的NaCl,对缓解腐蚀有一定的作用和效果。     

矿物掺合料对海洋混凝土结构硫酸盐侵蚀影响的试验研究

对不同配合比混凝土试件在海洋水下区进行现场暴露试验,通过实验室内对混凝土中硫酸根离子含量测定,研究腐蚀龄期、水胶比及矿物掺合料对混凝土抗硫酸盐侵蚀的影响,探究硫酸盐在混凝土内部侵蚀机理。试验结果表明:侵蚀到混凝土试件内部的自由硫酸根离子含量与总硫酸根离子含量,随着侵蚀龄期和水胶比的不同而变化,同时向混凝土中掺入一定比例的粉煤灰、矿粉等矿物掺合料可以改善混凝土试件内部孔隙结构,有效提高其抗硫酸盐侵蚀能力,从而延长混凝土结构耐久性能。     

干湿循环作用下粉煤灰对砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响

硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的重要因素之一.通过外观、抗压抗蚀系数、抗折抗蚀系数和膨胀率等宏观性能,研究了干湿循环作用下混凝土抗硫酸钠和抗硫酸镁侵蚀性能,并基于侵蚀产物相和孔结构结果分析了粉煤灰对其抗侵蚀性能的影响机制.结果表明:在硫酸盐和干湿循环两者共同耦合作用下,干湿循环的作用是促进硫酸盐的结晶,加速混凝土破坏.粉煤灰掺量为15％时砂浆抗侵蚀的性能最好,随着粉煤灰掺量继续增加,砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能明显降低.与硫酸钠溶液劣化规律相对比,镁离子的存在减缓了砂浆的劣化破坏速度,砂浆的盐结晶损伤减轻,其原因在于侵蚀溶液中的氢氧根离子会与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀在砂浆表面,抑制了硫酸根离子的向内扩散.     

盐卤-干湿循环耦合作用下纳米偏高岭土改性混凝土的性能

研究了盐湖卤水与干湿循环耦合作用下,纳米偏高岭土对混凝土抗压强度的影响,并利用X射线衍射、红外光谱、压汞实验和扫描电子显微镜-能谱分析对其影响机理进行分析。结果表明:纳米偏高岭土掺量对混凝土盐卤-干湿循环后的抗压强度演变规律影响很大,超过2%的纳米偏高岭土可显著降低混凝土经盐卤-干湿循环后的抗压强度损失率,改善混凝土应用于大温差盐湖地区时的性能。改性机理可归纳为纳米偏高岭土降低了混凝土中的有害孔比例,明显改善了孔径分布,使其原始微观结构更加密实;减小了混凝土中Cl、Na、Mg和S等离子的侵蚀深度和侵入量,进而减轻盐卤溶液中NaCl等盐在混凝土中结晶膨胀产生的物理破坏,减少Mg(OH)2和CaSO4·2H2O等化学腐蚀产物的富集;从而使得混凝土经盐卤-干湿循环后的结构破坏程度明显降低。     

程序升温硫化实验装置的防腐蚀措施

催化剂的硫化性能可以在全自动催化剂特征表征仪上通过程序升温硫化法(TPS)迚行表征,该实验设备简单、方法灵活、结果可靠。但是,在实验过程中,硫化气体和反应生成物会对实验装置造成腐蚀。分析了TPS实验过程中腐蚀现象产生的原因,幵对实验方法迚行了适当改迚和调整,提出了相应的防护措施。     

氯化钙中硫酸根离子的快速测定

通过试验研究论证利用721型分光光度计,在酸性介质中,钡离子与硫酸根离子生成难溶硫酸钡,使溶液浑浊,采用乙醇作稳定剂,利用分光光度计进行比色,并对一组氯化钙产品中硫酸根质量分数进行快速测定,测定结果与重量法测定结果进行分析和比较,证明该方法能够为客户提供准确、可靠的分析结果,是一种准确测定氯化钙中硫酸根的快速分析方法。     

硫酸盐侵蚀下的混凝土损伤破坏全过程

根据Fick第二定律建立了硫酸根离子在混凝土中的非稳态扩散反应方程,利用有限差分法求解该方程以获得硫酸根离子在混凝土中的浓度分布规律.根据硫酸根离子与混凝土中铝酸钙盐之间的化学反应所生成钙钒石的数量,给出了钙钒石生成过程中的混凝土膨胀应变计算公式,并由混凝土本构关系计算相应的膨胀应力,以评估混凝土是否开裂破坏.最后,通过数值仿真,模拟浸泡在2%Na2SO4溶液里的混凝土板内的硫酸根离子扩散过程、膨胀应变及应力变化、开裂破坏等全过程.结果表明:所提出的分析方法可定量地描述硫酸盐侵蚀下的混凝土损伤破坏规律.     

硫酸根对混凝土的影响

以强度C40的混凝土为对象,选用常温状态下自然干燥的方式,选择800mg/L、6000mg/L、50000mg/L的硫酸钠侵蚀溶液浓度,在侵蚀期处于30d、90d、180d、270d、360d、580d的时候,通过钻芯、分层切片、研磨等方式进行水泥石粉末提取并做化学分析,以此检测硫酸根在混凝土中的含量及影响。结果表明:干湿循环作用下,硫酸盐对混凝土的侵蚀速度会加快,既会导致混凝土中硫酸根离子增加,还会造成混凝土备受侵蚀。而且随着侵蚀溶液浓度逐渐增大,硫酸根离子沉淀到混凝土的表层,混凝土则会按照从表层向内层的趋势下逐层剥离破损。     

混凝土中氯盐-硫酸盐耦合侵蚀的化学-损伤-传输模型研究进展

服役于氯盐和硫酸盐耦合环境的钢筋混凝土结构,很容易因为氯盐和硫酸盐的侵蚀引起性能退化。本文从氯盐和硫酸盐的侵蚀机理出发,系统地分析了硫酸盐侵蚀造成混凝土损伤前后氯离子和硫酸根离子的扩散-结合过程。基于经典的扩散-反应模型以及化学-损伤-传输理论框架,详细阐述离子活度、环境温湿度、微观结构、钙溶蚀等因素对化学-损伤-传输体系的影响,并从热力学角度介绍了氯离子和硫酸根离子耦合传输的热力学模型。基于上述分析,对目前研究存在的问题进行了展望。     

盐渍土环境下混凝土耐久性研究进展

盐渍土的有害离子与环境多因素耦合作用下对混凝土材料造成腐蚀或损伤,引起混凝土结构性能的劣化,严重威胁各类建(构)筑物的耐久性及服役期间的安全性.本文介绍了盐渍土环境中混凝土材料被腐蚀或损伤机理;总结了近年来氯离子、硫酸盐、以及多因素耦合作用下混凝土耐久性的研究成果;并且对盐渍土的有害离子与环境多因素耦合作用下对混凝土耐久性的研究进行了展望.     

混杂纤维混凝土的耐硫酸盐腐蚀性能研究

为了研究混杂纤维混凝土抗硫酸盐腐蚀性能,对聚乙烯纤维(PE)与聚丙烯粗合成纤维(HPP)混凝土进行硫酸盐干湿循环腐蚀和长期浸泡侵蚀试验,采用形貌损伤、质量损失、相对动弹性模量和抗压强度等宏观测试方法研究了混杂纤维混凝土耐硫酸盐腐蚀性能,并结合SEM微观结构测试技术分析了其腐蚀机理.结果表明:不同纤维掺量的混凝土在硫酸盐腐蚀作用下均出现了不同程度的损伤,其干湿循环的腐蚀作用较长期浸泡腐蚀混凝土的腐蚀损伤更为明显;长期浸泡腐蚀作用时,450 d素混凝土抗压强度可达到60 MPa,各纤维混凝土抗压强度均可达到70 MPa,但在干湿循环腐蚀作用下,聚乙烯纤维和聚丙烯粗合成纤维以0.8%+1.2%掺入时,混凝土抗压强度也可达到70 MPa;纤维对于混凝土内部结构应力的缓解,孔隙、通道等缺陷的分散以及纤维之间的捆绑桥联都显著的提高了混凝土抗硫酸盐腐蚀性.     

卤水环境下离子侵蚀对HPC强度的影响研究

本文针对青海省西宁市兴建轨道交通工程中混凝土耐久性的研究,配制了不同配合比的HPC,记录并分析了其在2年腐蚀期内的抗压与抗折强度随腐蚀龄期的变化规律.结果表明:在卤水腐蚀环境下混凝土的抗折与抗压强度在0.5-1.0a、1.0-1.5a、1.5-2.0a这3个时间段内的变化与离子侵蚀密切相关,抗折强度在龄期内表现为增强,抗压强度表现为降低;标号为Ca50z的HPC试件为最佳配合比,表现了良好的抗腐蚀性;矿物掺合料的掺加能有效的提高混凝土的抗腐蚀性能;硫酸根离子侵蚀导致混凝土的损伤是其抗压强度下降的原因之一,且氯离子能够减缓硫酸盐侵蚀破坏的速度.     

复掺再生砂和超细粉煤灰对超高性能混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

为了研究再生砂超高性能混凝土(UHPC)的抗硫酸盐侵蚀性能，对掺再生砂和超细粉煤灰的超高性能混凝土进行了硫酸盐干湿循环侵蚀试验，测试了硫酸盐溶液侵蚀前后试件的抗压强度、相对动弹性模量、质量变化。通过离子滴定测定了不同侵蚀深度下硫酸根离子的分布，分析了再生砂和超细粉煤灰对硫酸根离子传输的影响。结果表明：经过90次硫酸盐干湿循环后，UHPC的耐侵蚀系数随着超细粉煤灰掺量的增加呈先增大后减小的趋势；超细粉煤灰掺量为20%(质量分数，下同)时，侵蚀全过程中UHPC的耐侵蚀系数、相对动弹性模量最大，硫酸根离子含量较低；再生砂掺量为50%时，UHPC在干湿循环45次之前的相对动弹性模量最大，相同深度下的硫酸根离子含量最低；复掺20%超细粉煤灰和50%再生砂的UHPC抗硫酸盐侵蚀性能最优。     

阻硫酸钙垢缓蚀阻垢剂在发电循环水中的研究及应用

循环水系统换热设备出现换热效率降低、设备腐蚀、结垢现象是普遍存在的;结垢物质一般有碳酸钙垢、锌垢、磷酸钙垢、硅酸盐垢、硫酸钙垢,而硫酸钙垢是比较难处理的。当补水中硫酸根离子浓度过高时就会产生硫酸钙垢,而且可能会引起垢下腐蚀;因此研发出高效的阻硫酸钙垢缓蚀阻垢剂应用在硫酸根离子含量高的冷却水系统中具有重要的意义。     

碳化-硫酸盐-干湿循环下的项目混凝土耐久性实验研究

针对当前工程项目管理中混凝土质量控制的必要性,通过试验的方式,探讨了提高混凝土耐久性的问题。对此,在以往研究的基础上,综合考虑硫酸根离子腐蚀、碳化和干湿循环作用下,提高混凝土耐久性的最优用量。试验结果表明,在水胶比为0.5,粉煤灰掺量在30%,引气剂掺量在20%的情况下,得到的混凝土抗压强度,耐蚀系数和弹性模量最稳定。通过以上的研究,为当前工程项目施工和管理提供了科学性的参考路径。