冻融-氯盐耦合作用下整体防水混凝土耐久性试验研究

在研究冬季北方除冰盐地区或近海环境,考虑冻融损伤和氯盐侵蚀耦合作用下整体防水混凝土的耐久性能。将不同水灰比和硅烷乳液掺量的整体防水混凝土试件置于3%Na Cl溶液中,进行加速冻融循环试验,测定不同盐冻循环次数下的相对动弹性模量、质量损失和渗透性,以综合评价整体防水混凝土耐久性。试验结果表明,在冻融-氯盐耦合作用下,整体防水混凝土冻融损伤和质量损失均随着硅烷掺量和冻融循环次数的增加而增加,降低水灰比可以有效提高整体防水混凝土抗冻性。但是,在相同冻融循环次数下,整体防水混凝土仍较普通混凝土具有更好的抗渗透性,并且抗渗透性随着硅烷乳液掺量的增加而提高。     

影响混凝土抗冻性因素的试验研究

水泥混凝土抗冻性是影响其耐久性的关键指标。本次通过水泥混凝土快速冻融试验研究了水灰比、循环次数、含气量、气泡特征参数、掺合料种类等对抗冻性影响的主次因素规律及变化趋势。研究结果表明:含气量、循环次数、掺合料的掺量是影响混凝土抗冻性的主要因素。水泥混凝土抗冻性随着水灰比的升高而降低;随着冻融循环次数的增加而下降;随着气泡间距系数的降低而提高;随着含气量的增加而提高,但当含气量低于4.2%时,混凝土前期抗冻性下降迅速,引气混凝土含气量控制在5.6%~6.4%时具有良好的抗冻性。水泥混凝土中添加一定量的粉煤灰或矿渣粉,混凝土的抗冻性随着掺合比例的增加而降低。但在相同掺量下,改善混凝土抗冻性的效果矿渣粉好于粉煤灰。     

盐冻环境下混凝土的微结构和氯离子渗透性

研究了水灰比、含气量等因素对混凝土在冻融和盐冻环境下劣化的影响,进行了混凝土微观形貌分析和冻融条件下氯离子在混凝土中的传输性试验,分析了盐冻条件下混凝土孔结构变化及氯离子传输规律.结果表明:当冻融循环25次时,盐冻条件下混凝土的质量损失率约是水冻条件下混凝土质量损失率的10倍;在冻融早期,盐冻条件下的混凝土动弹性模量损失比水冻条件下的混凝土动弹性模量损失缓慢;引气混凝土中50"m以上孔径的气泡较多,未引气混凝土的平均气泡间距为引气混凝土的2.5倍;引气能够降低冻融下混凝土的氯离子渗透性,但盐冻后引气混凝土表层有氯离子富集现象,考虑到钢筋混凝土构件的保护层厚度范围,这有可能不利于钢筋的保护.     

矿物掺合料对混凝土耐久性的影响

选择粉煤灰和矿渣作为混凝土矿物掺合料,以不同掺量,采用单掺和复掺的形式设计了7种配合比,研究矿物掺合料对混凝土抗渗性和抗冻性的影响。试验结果表明：粉煤灰、矿渣的掺入可以提高混凝土的抗渗性,掺量小于30％时,随着掺量的增加,混凝土抗渗性提高。粉煤灰和矿渣单掺时,会降低混凝土的抗盐冻性能;复掺时,当掺量小于最佳掺量时,可改善混凝土的抗盐冻性能,超过最佳掺量后,混凝土的抗盐冻性能降低,本试验中最佳掺量值为15％。     

轻细骨料内养护混凝土抗冻融和抗盐冻性能

采用粉煤灰陶砂和页岩陶砂为轻细骨料,研究了水灰比mw /mc为0.4和0.3,引气与非引气情况下轻细骨料内养护混凝土与普通混凝土28d抗冻融和抗盐冻性能.结果表明:当水灰比为0.4时,轻细骨料内养护混凝土抗冻融和抗盐冻性能明显低于普通混凝土,原因是轻细骨料内养护混凝土28 d饱水度明显大于普通混凝土,但适量引气可明显提高其抗冻融和抗盐冻性能;当水灰比为0.3时,轻细骨料内养护混凝土抗冻融和抗盐冻性能较好,无需引气;同等条件下,轻细骨料筒压强度越高,对应混凝土抗冻融和抗盐冻性能越好.     

基于"CAD法"的气孔结构对道面混凝土盐冻耐久性影响研究

利用"CAD法"对不同组混凝土试件的切片进行分析。通过研究发现,混凝土试件的孔结构是影响混凝土盐冻耐久性的重要因素。平均气孔孔径更适用寻找最佳含气量,气孔分布情况可以表征引气效果的好坏,孔间系数能直接反应混凝土的盐冻耐久性,随着孔间系数的增大,混凝土的盐冻剥蚀量也逐步增加,其抗盐冻耐久性能降低。     

新型超快硬磷酸盐修补材料抗盐冻剥蚀性能

着重对在除冰盐和冻融循环共同作用下 ,磷酸盐水泥 (MPB)基材料的盐冻剥蚀破坏和与OPC混凝土之间的粘结强度损失进行了研究。试验结果表明MPB材料本身具有很高的抗盐冻剥蚀性能 ,不比引气 4 5 %～ 6 5 %的OPC混凝土差。MPB材料与引气OPC混凝土之间的粘结强度损失明显比非引气OPC混凝土小 ,且含气量愈大 ,粘结强度损失愈小。此外 ,还对MPB材料的气泡结构进行了分析 ,结果显示MPB材料通过化学引气同样可以获得良好的气泡结构参数 ,起到与物理引气一样的抗冻或抗盐冻效果。     

NaCl除冰盐作用下混凝土的抗冻能力分析

通过存质量浓度为3.5%的NaCl溶液中的冻融循环试验,测试了普通混凝土、引气混凝土、粉煤灰混凝土和硅灰混凝土的相对动弹性模量和质量损失率,分析了不同混凝土的抗盐冻的能力.结果表明:适当的引气能够明显改善混凝土的抗盐冻性能,掺加20%粉煤灰时,混凝土仍具有较高的抗盐冻能力,掺量达到40%时混凝土的抗盐冻性能明显下降,掺加10%硅灰明显提高混凝土的抗盐冻能力.     

冻融-氯离子整体防水混凝土复合环境下性能的试验研究

本文测定了内掺硅烷乳液制备整体防水混凝土在冻融-氯离子(盐冻)复合环境下,不同冻融损伤后的质量损失率、相对动弹模量、抗压强度及其渗透性。结果表明,在冻融-氯离子复合作用下,混凝土试件的抗冻性能、力学性能均随着硅烷乳液掺量的增加而降低,但在一定冻融循环次数下,内掺硅烷乳液混凝土仍具有良好的抗渗透性。     

基于孔结构的单面冻后混凝土抗压强度模型研究

通过单面冻融试验,研究了介质和冻融循环次数对混凝土抗冻性能和微观孔结构的影响规律.使用盒维数建立了混凝土单面冻融循环后的孔径分布分形模型,分析了分形维数与抗压强度的关系,建立了基于复合孔参数、分形维数的多因素抗压强度模型.结果表明：在不同冻融介质条件下,混凝土表观形貌、质量损失、相对动弹性模量、抗压强度、抗冻耐久性系数和孔参数随着冻融循环次数的增加逐渐劣化,盐冻对混凝土损伤程度大于水冻;混凝土孔径分布分形维数随着冻融循环次数的增加逐渐减小;在单面冻融循环过程中,混凝土孔参数演化分为初期、中期、后期3个阶段,中、后期对冻融循环作用较敏感的孔参数分别为气孔平均弦长和气孔比表面积、含气量和气孔间距系数;多因素抗压强度模型与复合孔参数、分形维数之间的回归效果显著,可以准确地描述水、盐单面冻融循环前后混凝土抗压强度与孔结构的定量关系.     

粒化高炉矿渣高强水泥基材料盐冻与自愈性能试验研究

为研究两种水胶比粒化高炉矿渣高强水泥基材料的盐冻与自愈性能,利用快速冻融法进行盐冻与自愈试验。结果表明,经过500次盐冻循环后,粒化高炉矿渣高强水泥基材料的总体抗压强度下降率与普通石英砂高强水泥基材料类似;盐冻循环后经过适当养护,粒化高炉矿渣高强水泥基材料和普通石英砂高强水泥基材料的抗压强度均有提高。扫描电镜(SEM)及硬化混凝土气孔结构测定仪测试结果表明,不同冻融循环下的含气量均表明粒化高炉矿渣高强水泥基材料有一定的自愈能力。     

复合双掺混凝土在海水中的抗侵蚀性能研究

研究了矿渣钢渣掺合料在水泥混凝土中的抗海水侵蚀性能.试验表明:矿渣钢渣复合双掺水泥混凝土在海水中的抗侵蚀性能优于普通混凝土,混凝土中掺入矿渣钢渣后,混凝土的孔隙率降低,密实度增强;液相碱度较普通混凝土低,适合的掺量能大大提高水泥混凝土的抗海水侵蚀性能.     

水玻璃的模数和掺量对钢矿粉活性影响研究

研究了水玻璃的模数和掺量对钢矿粉活性的影响,结果表明,当钢渣与矿渣比例为3∶7时,钢矿粉各龄期活性随水玻璃模数、掺量的提高呈先升后降趋势,当水玻璃模数为1.6,掺量为胶凝材料的1.5%时,钢矿粉3 d,7 d,28 d活性指数分别提高10%,11%,5%。     

钢渣粉和粉煤灰对磷酸钾镁水泥抗盐冻性影响

在淡水和Na_2SO_4溶液中进行冻融循环试验,测试和分析掺加钢渣粉或粉煤灰的磷酸钾镁水泥(MKPC)强度、表观形貌、质量损失、线膨胀变形、吸水率、物相组成及微观结构,并将其与纯磷酸钾镁水泥的上述试验结果进行比较,研究掺加钢渣粉或粉煤灰MKPC的抗盐冻性能.结果表明:钢渣粉和粉煤灰均有助于减小MKPC在盐冻中的强度损失和质量损失;适量钢渣粉和粉煤灰掺入可与MgO粉形成良好颗粒级配,提高MKPC硬化体密实度;冻融中硫酸盐的存在可减少钢渣粉中钙离子的溶出,粉煤灰可明显改善MKPC在冻融循环中的线膨胀变形,其惰性SiO_2填充作用及形态效应均有利于提高MKPC的抗盐冻性.     

Strength and permeability of steel fibre reinforced grouts

The feasibility of using steel fibres to improve the tensile strength and durability of cement–sand grout was investigated. Initial tests focused on achieving pumpable grout mixes and 13 mm round steel fibres with a diameter of 0.16 mm were found to be compatible with a conventional grout paddle mixer and piston pump. Subsequently, grouts with 0.5% and 1% fibre volume fraction were subjected to compressive and splitting tensile strength tests, coefficient of permeability tests and wet–dry cycles. The effect of partial cement replacement with silica fume and blast furnace slag was also investigated. It was found that steel fibres were beneficial for short- and long-term tensile strength. Coefficient of permeability was not adversely affected by addition of fibres. Resistance to microcracking and increase in permeability after wet–dry cycles was also improved by steel fibres. Partial replacement of cement with blast furnace slag resulted in enhanced mechanical properties, whereas the results for silica fume were mixed.     

矿渣粉掺量影响混凝土泌水与新拌特性研究

高炉矿渣粉被广泛应用于混凝土中,但矿渣粉的斥水特性,常使混凝土因泌水而造成严重的表面粉化.通过探讨高炉矿渣粉掺量对混凝土泌水特性与新拌混凝土性能的影响,期望根据相关试验结果找出较合理的矿渣粉掺量比例.     

影响道路混凝土受冻前盐溶液预饱和程度的重要因素

参照国际材料试验协会推荐的CDF法,试验研究了水灰比及矿物掺合料对道路混凝土受冻前盐溶液预饱和程度的影响.结果表明:(1)水灰比越大,除冰盐溶液的渗透量和氯离子的渗透深度越大,说明增大水灰比会增大混凝土受冻前的预饱和程度.(2)掺加粉煤灰、矿渣的高性能混凝土除冰盐的渗透量和氯离子的渗透深度明显小于基准混凝土,因此可以通过掺加矿物掺合料的方法来降低混凝土预饱和程度.     

多因素对再生骨料透水混凝土性能的影响及其协同优化研究

研究了骨料级配、水灰比、砂率、设计孔隙率、胶骨比等因素对再生骨料透水混凝土透水系数、抗压强度与弯拉强度的影响;并通过改变水泥品种、添加增强剂、电炉渣与再生骨料复配等方式协同优化再生骨料透水混凝土透水性能、力学性能、抗冻性能、路用性能。结果表明:再生骨料透水混凝土抗压强度和透水性能影响因素主次顺序均为:设计孔隙率>骨料级配>砂率>水灰比;建议再生骨料透水混凝土设计孔隙率为10%~20%,水灰比为0.29~0.32,砂率控制在5%~10%,胶骨比为0.29;采用电炉渣可以大幅提升透水混凝土的力学性能和耐磨性能,但其透水性和抗冻性相差不大。     

高炉钛渣提高混凝土强度的作用机理

采用XRD,DTA,SEM和水化结合水量测量等方法研究了高炉钛渣提高混凝土抗压强度的作用机理.研究表明:磨细的高炉钛渣微粉掺入到混凝土后,可以加速水泥水化速率,产生"二次反应",促进混凝土形成细观自紧密堆积体系,促进混凝土强度进一步发展;掺入适量激发剂能在一定程度上加速高炉钛渣的"二次反应".     

钢渣复合掺合料配制混凝土的工作性能与力学性能研究

研究了钢渣复合掺合料配制混凝土的工作性能与力学性能,并从掺合料的相组成、水化特性、形貌特征、稀释效应及体积效应的角度对试验结果进行了综合分析。研究结果表明,不同掺量下钢渣对混凝土工作性能的影响不同,钢渣-矿渣复合掺合料对混凝土的工作性能有明显不利影响；钢渣的早期活性优于矿渣及粉煤灰,后期略低于矿渣但仍明显优于粉煤灰;高掺量下钢渣与矿渣有良好的复合超叠加效应，且二者的最佳比例为3：7。