硫铝酸盐水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能

通过制配水泥胶砂试件进行硫酸盐侵蚀试验,研究了水灰比、养护龄期、侵蚀溶液浓度、侵蚀龄期等对硫铝酸盐水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响;并采用宏观观测和扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)微观观测方法,分析和揭示其抗硫酸盐侵蚀机理,并与高抗硫硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能进行了对比。结果表明,硫铝酸盐水泥胶砂试件可以抵抗高浓度硫酸盐的侵蚀,且随着水灰比的降低、养护龄期的延长,其抗硫酸盐侵蚀能力会进一步得到提高;硫铝酸盐水泥混凝土较高的抗硫酸盐侵蚀能力,主要取决于混凝土的高密实度和化学侵蚀内因的减少。侵蚀发生在开口孔隙内,侵蚀产物是团簇状钙矾石(AFt),硫铝酸盐水泥具有显著高于高抗硫水泥抗硫酸盐侵蚀的能力。     

含钡硫铝酸盐水泥混凝土的抗渗透性能研究

通过对含钡硫铝酸盐水泥混凝土的抗压强度、抗渗性能及氯离子扩散系数的测定,同时借助SEM,压汞仪等测试手段,研究和分析了含钡硫铝酸盐水泥混凝土的水化过程及抗渗透性机理.结果表明,与硅酸盐水泥混凝土相比,含钡硫铝酸盐水泥混凝土具有较低的孔隙率和更合理的孔径分布,致密度高,抗压强度高,抗渗透性能优良.     

水泥品种对钻孔灌注桩混凝土耐久性的影响

为了确定同时受硫酸盐强腐蚀作用和氯离子强腐蚀作用的钻孔灌注桩混凝土的水泥品种,考察了普通硅酸盐水泥、高抗硫水泥及Ⅱ型硅酸盐水泥对钻孔灌注桩混凝土的耐久性影响。分别研究了评价抗硫酸盐侵蚀性能的抗压强度耐蚀系数、砂浆膨胀系数和砂浆抗折强度抗蚀系数,以及评价抗氯离子侵蚀性能的氯离子迁移系数、氯离子扩散系数和电通量。结果表明,与采用普通硅酸盐水泥相比,采用高抗硫水泥与Ⅱ型硅酸水泥的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能没有明显提高;普硅水泥混凝土的抗氯离子侵蚀性能要优于高抗硫水泥混凝土和Ⅱ型硅酸盐水泥混凝土。在硫酸盐与氯离子双重强腐蚀作用下,普硅水泥制备的高性能钻孔灌注桩混凝土具有良好的耐久性。     

可喷射超高韧性水泥基复合材料抗氯离子渗透性能研究

利用RCM法对基于高贝利特硫铝酸盐水泥制备的可喷射超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)的抗氯离子渗透性能进行了一系列的试验,研究了纤维规格、成型工艺、养护龄期及粉煤灰掺量对UHTCC抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:PVA纤维的可显著改善脆性水泥基体的抗氯离子渗透性能,其中12 mm PVA纤维的改善效果优于8 mm PVA纤维,PVA纤维长度12 mm、体积掺量为2%时,可喷射UHTCC的28 d氯离子迁移系数仅为2.05×10^(-12) m^(2)/s;随龄期延长,伴随水泥水化、粉煤灰及硅粉火山灰反应的持续进行,UHTCC的氯离子迁移系数逐渐减小;尤其是在高贝利硫铝酸盐水泥具有较高硅酸二钙含量的情况下,制备的可喷射UHTCC长龄期抗氯离子渗透性能仍有较大提升空间。     

掺火山灰矿渣对SAC混凝土抗腐蚀性影响

采用等效替代水泥的方式,考察单掺火山灰及双掺火山灰和矿渣对硫铝酸盐水泥混凝土抗腐蚀性能的影响,研究表明,混掺比单掺效果好,矿渣和火山灰混合比例为1∶1的掺合料对应的混凝土强度更高,且具有良好的抗氯离子渗透性能,达到规范中的Q-Ⅳ,Q-Ⅴ水平。     

铝酸盐水泥抗海水侵蚀性能研究进展

铝酸盐水泥具有优良的抗海水侵蚀性能。针对海水中Cl~-、SO_4~(2-)和Mg~(2+)这3种主要侵蚀离子,综述了铝酸盐水泥在抗海水侵蚀机理方面的研究进展,着重介绍了其在抗氯离子侵蚀方面的机理研究,概括了铝酸盐水泥在海洋工程中耐久性的提高途径。以期对铝酸盐水泥在海洋工程中的应用起到一定的理论指导作用。     

盐碱地下水环境中桩基混凝土耐腐蚀研究

对比分析了抗硫水泥和普硅水泥在盐碱地下水和硫酸盐溶液(同硫酸根浓度)中的差异,考察了掺与不掺抗硫酸盐防腐剂在两种侵蚀溶液中的区别。结果表明:抗硫水泥在两种侵蚀溶液中较普硅水泥具较好的抗硫酸盐侵蚀性能;抗硫水泥接触地下水初期较普硅水泥具较高的抗氯离子侵入能力,优势伴随扩散时间延长逐渐减弱最终不如普硅水泥。与不掺的情况相比,掺防腐剂混凝土在单一的硫酸盐溶液中抗硫酸盐侵蚀能力较强,地下水中区别不大;掺所试验防腐剂抗氯离子侵入能力不如50%掺合料的基准混凝土。     

矿渣与涂层对混凝土抗氯离子侵蚀的影响

试验研究了不同掺量下单掺矿渣微粉、表面涂层材料(环氧树脂或聚合物水泥基防水材料)以及两者共同作用对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响,并分析了矿渣微粉改善混凝土抗氯离子渗透性能的机理。研究结果表明:矿渣微粉和表面涂层均可显著地提高混凝土的抗氯离子渗透能力;矿渣微粉的改善效果随着掺量的增加而增加;环氧树脂的作用效果比聚合物水泥基防水材料更明显;矿渣微粉与表面涂层材料结合使用效果更优;矿渣微粉的填充效应、对氢氧化钙的部分吸收以及对氯离子的初始固化能力是改善混凝土抗氯离子渗透性能的三个重要因素。     

盐渍土环境下钻孔灌注桩混凝土配合比优选及耐久性

为优选硫酸盐与氯盐共存的盐渍土环境下桩基混凝土配合比方案,以普通钻孔灌注桩混凝土、高抗硫水泥复合大掺量矿物掺合料混凝土、普硅水泥复合大掺量矿物掺合料的高性能混凝土及添加防腐剂的高性能混凝土等4种混凝土为研究对象,研究了4种混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力和抗氯离子侵蚀能力。结果表明:普通钻孔灌注桩混凝土抗硫酸盐侵蚀能力较强,但其抗氯离子侵蚀能力难以满足耐久性要求;高抗硫水泥复合大掺量矿物掺合料混凝土抗硫酸盐侵蚀能力较强,但其抗氯离子侵蚀能力一般;普硅水泥复合大掺量矿物掺合料的高性能混凝土同时具有优异的抗硫酸盐侵蚀能力和抗氯离子侵蚀能力;在高性能中添加防腐剂,在一定程度上降低了混凝土的耐久性。高性能钻孔灌注桩混凝土是一种适合盐渍土环境的耐久性高、经济成本低廉的混凝土。     

粉煤灰与聚合物水泥防水涂料对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响

研究了不同掺量下单掺粉煤灰、表面刷涂聚合物水泥防水涂料以及两者共同作用对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响,并分析了粉煤灰改善混凝土抗氯离子渗透性能的机理.结果表明,掺粉煤灰和刷涂聚合物水泥防水涂料均可显著地提高混凝土的抗氯离子渗透能力;粉煤灰的改善效果随着掺量的增大而增加;粉煤灰与聚合物水泥防水涂料结合使用改善效果更优;粉煤灰的火山灰效应、填充效应以及对氯离子的初始固化能力是改善混凝土抗氯离子渗透性能的3个重要因素.     

橡胶混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

前期研究成果显示80～120目废旧轮胎橡胶颗粒掺加到水泥混凝土中,能起到"固体引气剂"的作用,可以大大提高混凝土的抗冻耐久性,适当的粒径和掺加搅拌工艺下,可以替代引气剂使用。文中基于前期研究基础上,采用RCM法和NEL法对橡胶混凝土的抗氯离子侵蚀性能进行研究,研究了水灰比、橡胶粉掺量及粒径对混凝土氯离子扩散系数的影响规律。同时文中对两种不同的抗氯离子渗透性能试验方法也进行了对比分析,结果表明两者之间具有较好的相关性。     

含氯盐混凝土碳化过程钢筋锈蚀阈值与使用寿命预测

采用10倍水溶解钢筋周围混凝土粉末的方法制取混凝土孔溶液,研究了含氯盐混凝土碳化过程中使钢筋锈蚀的游离氯离子与氢氧根含量比值阈值,结果发现,置于普通硅酸盐水泥混凝土、大掺量工业废渣普通水泥混凝土及硫铝酸盐水泥混凝土使钢筋锈蚀[Cl-][OH-]阈值分别是0.386、0.348和0.138;测得的[Cl-][OH-]阈值比以往他人取得的0.60的结果低;应用[Cl-][OH-]碳化经时模型预测含氯盐混凝土使用寿命明显低于不含氯盐混凝土,其中大掺量工业废渣含氯盐水泥混凝土由于可碳化物少和碳化对游离氯离子释放双重效应使其使用寿命较普通水泥混凝土低,研究结果对大气环境下含氯盐混凝土使用寿命预测和耐久性设计具有参考意义。     

复合矿渣微粉对混凝土抗氯离子侵蚀性能影响的野外试验研究

采用测定混凝土中氯离子显色渗透深度的方法,研究大掺量矿渣微粉混凝土和大掺量复合矿渣微粉混凝土的抗氯离子侵蚀性能,并与纯水泥混凝土进行对比。发现经3年海水浸泡后,在0.36水胶比的混凝土中,用比表面积为400 m2/kg的矿渣微粉取代65%的水泥可降低混凝土氯离子显色渗透深度75%,增加矿渣微粉细度至600 m2/kg或使用复合矿渣微粉均可进一步降低混凝土氯离子显色渗透深度50%左右。结果表明采用大掺量复合矿渣微粉是一种提高混凝土抗氯离子侵蚀能力的有效手段。     

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。     

水泥用量对Cl~-在混凝土中扩散系数影响的试验研究

采用区组完全试验设计,研究了水灰比和水泥用量对混凝土耐久性能——氯离子在混凝土中的扩散系数的影响作用。根据硝酸银化学滴定法测量得到的氯离子含量分布,拟合回归出自由氯离子初始扩散系数(D0)的预测模型,该模型可用于预测考虑水灰比和水泥用量综合影响作用的自由氯离子初始扩散系数,同时试验验证了回归方程的适用性。     

高耐久性快速施工混凝土在海洋工程中的应用

为满足海洋工程快速施工的需要,进行了快速施工海洋工程混凝土配制的试验研究与应用。采用高抗蚀快硬硫铝酸盐水泥和专用外加剂等原材料,配制出了满足海洋工程技术要求的快速施工混凝土。工程应用情况表明,混凝土具有良好的工作性,并具有较高的早期强度和抗氯盐侵蚀耐久性,可满足海洋环境快速施工的要求。     

C40海工高性能混凝土配合比的优化设计

通过测试胶凝材料水化热、混凝土的坍落度和氯离子扩散系数、抗裂等级等性能,对C40海工混凝土的配合比进行了优化设计。研究表明：加入合适的矿物掺合料,不仅能够改善混凝土的工作性能,降低水泥的水化热,并且提高了混凝土的抗氯离子扩散性能。掺入适量粉煤灰、硅灰和矿粉,可以配制出抗裂性能好、90天氯离子扩散系数小于2.0×10^-12m^2/s的C40海工高性能混凝土。     

纳米高岭土颗粒改性水泥基复合材料的性能

研究了纳米高岭土颗粒对不同龄期水泥基材料微观结构(微孔结构、微观结构)及物理力学性能(工作性、抗弯强度、抗压强度、氯离子渗透性)的影响。结果表明,纳米高岭土颗粒的填充效应及其对水泥水化的促进作用改善了水泥基材料的微观孔结构,限制了氯离子在水泥基材料中的渗透扩散。当高岭土为水泥质量的1%时,水泥浆1、3、7、90d抗弯强度分别提高30.41%、39.04%、36.27%和38.32%;当高岭土为水泥质量的5%时,水泥砂浆氯离子扩散系数降低53.03%;混凝土氯离子扩散系数随高岭土掺量增加呈指数递减;当高岭土为水泥质量的5%时,氯离子扩散系数降低18.87%;抗压强度分别提高28.4%;改性混凝土28d抗压强度与混凝土氯离子扩散系数呈线性增加关系。     

膨润土对混凝土抗渗透性能影响的研究

为研究膨润土对混凝土抗渗透性能的影响,测试了不同试验条件下混凝土气体渗透系数和电通量,分析了混凝土抗气体渗透性能和抗氯离子渗透性能的相关性,并利用扫描电子显微镜观察了内掺膨润土混凝土的微观结构。研究表明:膨润土掺量在0~8%范围内,混凝土的气体渗透系数与电通量均先降低后升高,当膨润土掺量为4%时,混凝土气体渗透系数和电通量最低;适当降低水胶比可以有效改善混凝土抗气体渗透和抗氯离子渗透性能;混凝土气体渗透系数与电通量显著正相关;微观分析表明:掺膨润土混凝土的抗渗透性能可能与水化硅酸钙凝胶体系内孔隙的填充和C-S-H之间的连接程度有关。