海砂资源化与海砂混凝土耐久性研究进展

针对河砂资源日益枯竭的问题,结合地方海砂的实际状况,分析了海砂资源化的必要性与可行性;通过对国外海砂资源利用情况及氯盐限量、海砂淡化技术,以及海砂混凝土耐久性研究的综述,探讨了保持和提升海砂混凝土耐久性的方法,提出在硬化混凝土表面涂覆迁移型阻锈剂,可望实现海砂的合理利用和海砂混凝土耐久性的保持与提升;最后对我国海砂资源化过程中需要解决的问题提出了建议.     

海砂混凝土的研究和应用综述

通过大量国内外文献,从海砂的应用现状、海砂混凝土力学性能、海砂混凝土的淡化处理及其腐蚀性能、未经淡化处理海砂混凝土的研究等方面出发,对海砂混凝土的研究现状进行了总结,就海砂混凝土的应用前景提出了一些看法。     

碳化对海砂混凝土中氯离子扩散的影响

选取海阳海砂、淡化海阳海砂和河砂三种细骨料,分别制备强度等级为C30和C50的混凝土,进行加速碳化与氯离子侵蚀复合试验的研究,测出混凝土试块不同深度的水溶性自由氯离子含量.结果表明:海砂混凝土、淡化海砂混凝土在碳化与氯离子侵蚀复合作用下的破坏规律与河砂混凝土基本一致.碳化时间对各种混凝土中氯离子的扩散影响都很大.混凝土强度等级,海砂中固有的氯离子等因素也影响混凝土各深度的水溶性自由氯离子含量.     

海砂混凝土耐久性能研究

通过海砂混凝土不同条件下力学性能和耐久性的测试,对海砂高强混凝土中的钢筋锈蚀能力进行了研究。结果表明,海砂中氯离子含量在0.123%、在混凝土中使用量低于320kg/m3的条件下,对强度高于50MPa的混凝土立方体抗压强度、碳化性能、抗氯离子扩散性能影响不大;海砂混凝土的钢筋锈蚀失重率随着海砂掺量的增加和水胶比的增大而增加;阻锈剂的掺入和保护层厚度的增加,可使海砂混凝土的抗钢筋锈蚀能力有所改善,钢筋锈蚀程度有所下降。     

适用于海水海砂混凝土的阻锈剂

通过阳极极化法、钢筋腐蚀快速试验法对比研究了由醇胺化合物、表面活性剂、无机盐组成的阻锈剂与Mucis ad 19L/D泰诺迁移性阻锈剂的阻锈效率。在相同水灰比条件下,研究了阻锈剂对砂浆基本性能影响。结果表明:研制的复合型钢筋阻锈剂不仅对海水海砂混凝土具有优良的缓蚀效果,而且可以改善海水海砂砂浆的流动性,并对砂浆的强度无不利影响。     

淡化海砂用水量的研究

通过静水浸泡的方式模拟淡化海砂中的氯离子,探究了固液比、浸泡时间、淡化次数对海砂中氯离子含量的影响。经过研究发现,当固液比为1∶1、浸泡时间为30min、淡化工艺次数为4～5次可以将海砂中氯离子含量淡化至福建省预拌混凝土用砂的氯离子含量指标要求,即氯离子含量≤0.003%;并研究了不同阶段产生的废水是否可以再次利用,研究结果表明,除第一阶段产生的废水不可再利用,其余阶段废水可用于下一生产批次的海砂淡化工序中。     

海砂混凝土中氯离子的作用机理及其固化研究

氯离子是海砂在混凝土中使用的最大隐患,分析了氯离子对海砂混凝土结构的破坏机理,对比常见的海砂淡化方法,提出以矿物掺合料固化海砂混凝土中的氯离子,并阐述其作用原理。     

不同区域海砂氯离子含量的影响研究

为探究各因素对海砂中氯离子含量的影响,本文通过模拟周期浸泡试验分析了干湿试样、浸泡温度、浸泡时间以及二次析出效应等因素。研究表明,湿海砂试样比干砂试样的检测值高12%～35%;随着浸泡加热时间的增长,海砂样品中氯离子含量的检测值也随之增大,在达到8h后氯离子含量基本趋于稳定;不同温度下,随着浸泡温度的升高,海砂样品中氯离子含量的检测值也随之增大;二次浸泡后,氯离子含量仍有首次浸泡含量的35%～50%。该研究结果可以为海砂混凝土的研究与应用提供理论依据。     

淡化海砂中贝壳含量及粒径对胶砂性能的影响研究

建筑用砂量的不断增长和天然砂资源的日益短缺,使得淡化海砂进入工程领域并得到了极大的推广与应用,但淡化海砂中的氯离子和贝壳含量等阻碍了其广泛应用.通过对淡化海砂进行筛分和盐酸溶解等处理,得到不同贝壳含量和粒径的淡化砂,对其胶砂性能进行测试,研究贝壳含量和粒径对胶砂流动度及其强度的影响.试验表明,贝壳含量降低和粒径减小对胶砂性能都起到了促进作用,当筛除大于5.0 mm贝壳粒径时,其胶砂流动度和强度增长幅度最大.试验结论可为其他类似工程提供借鉴.     

淡化海砂高性能混凝土氯离子渗透性研究

针对海砂、淡化海砂和河砂不同细骨料配制的 12组共 36块C6 0和C80高性能混凝土 ,通过基于ASTMC12 0 2标准的通电法氯离子渗透性试验 ,对比分析了淡化海砂高性能混凝土抗渗性随龄期、外掺料和强度等级的变化规律 ,得出了在保证淡化海砂质量的前提下淡化海砂高性能混凝土具有良好耐久性的结论。     

海砂中氯离子含量的影响因素研究

试验研究了砂水比、海水氯离子含量、海砂含水率及颗粒粒径等因素对海砂中氯离子含量的影响.结果表明:海砂中氯离子含量分别与海水氯离子含量及海砂含水率显著线性相关;堆积状态下的海砂,其含水率沿堆积高度呈递减规律,含水率稳定值对应的临界高度约为40cm;海水氯离子含量、海砂含水率及颗粒粒径等因素对海砂氯离子含量的影响规律均可用相应的数学关系来表征.     

粉煤灰在海工混凝土中的应用研究

通过系统研究优质粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透、硫酸盐侵蚀、干燥收缩等性能的影响，根据Fick第二定律，在海工工程中使用适量粉煤灰可以明显改善混凝土的耐久性寿命。     

掺粉煤灰和引气剂混凝土氯离子渗透性能研究

研究了普通混凝土、粉煤灰混凝土、引气混凝土和粉煤灰引气混凝土等四种类型混凝土的氯离子渗透性能,结果表明:混凝土的渗透系数与氯离子渗透深度有相关性,它们之间的关系可用一元幂函数表示。     

基于水热固化技术的海砂利用研究

模拟地下水热系的成岩机理,利用水热固化技术在反应釜中将海砂固化成高强度(抗折强度≥20MPa)的新型建筑材料.结果表明:硅酸钙水合物(C-S-H)和托勃莫来石相的生成提高了海砂固化体的强度;消石灰掺量、固化时间和温度均影响C-S-H和托勃莫来石的生成;水热固化可使海砂固化体的氯离子溶出量大大降低,达到了中国建设部制定的建筑用海砂中氯离子含量(溶出量)标准.     

海洋环境下粉煤灰对水泥胶砂耐腐蚀性影响的试验研究

通过快速腐蚀试验研究了在水泥胶砂中掺加10%、20%、40%粉煤灰时其力学性能和抗Cl-渗透性能。     

海砂砂浆水化过程的电化学阻抗谱研究

采用电化学阻抗谱(EIS)方法,对海砂砂浆的水化过程进行了研究,探讨了海砂对水泥基材料的作用和影响.结果表明：海砂砂浆水化过程的EIS比一般的电化学体系复杂得多,同时表现出电解质特征（低频）和电介质特征(高频);在海砂砂浆的水化过程中,海砂中的Cl-释放是一个持续的过程,其对水泥基材料水化进程的促进作用也是个长期的过程;随着海砂砂浆中Cl-含量的提高,水化反应产生的OH-与游离的Ca2+反应生成Ca(OH)2,使C S H凝胶的体积分数下降,Ca(OH)2和钙矾石体积分数增加,从而导致海砂砂浆的孔结构疏松且分布不均匀.     

船用海水淡化装置的发展及应用

介绍了船用海水淡化装置的工艺、特点及研究发展历程,对不同形式船用海水淡化装置的技术特点进行了比较,并展望了船用海水淡化装置的发展方向。     

海砂砂浆碳化过程的电化学阻抗谱研究

通过建立新的电化学等效电路模型,分析了海砂砂浆的碳化行为,并对新模型进行理论数学推导,得出了新模型在复平面中的曲线方程;同时通过对比分析验证了新模型的合理性.结果表明:碳化过程会引起海砂砂浆的电化学阻抗谱行为发生规律性的变化,高频圆直径随碳化龄期增大而增大;由电化学阻抗谱拟合获得的电化学模型参数具有规律性,可以定量表征海砂砂浆的碳化过程,其参数分别与碳化深度和碳化时间存在函数关系,可以对海砂砂浆的碳化深度进行预测.     

石灰粉煤灰固化天津滨海软土试验研究

天津滨海新区大面积分布的海积软土含水量高、孔隙比大、强度较低,对工程的安全建设和使用存在很大影响,在工程实践中常需要进行固化处理。本文以石灰粉煤灰为固化材料,通过大量室内试验,以及微观结构测试,研究其对天津滨海软土的改良效果。室内试验结果表明,二灰土各项力学性质明显提高,即压缩性降低,水稳性良好,无侧限抗压峰值应变及三轴峰值应变较小,由于其强度很大程度依赖于土体颗粒间的胶结作用,一旦破坏,二次抗压强度则较低。微观结构测试分析表明,石灰粉煤灰与软土在拌合均匀状态下,经一系列物理化学作用,土体颗粒胶结成土团粒,粒间孔隙也得到填充。随着龄期的增长,二灰土孔隙数量减少,等效直径减小,土体颗粒数量减少,等效直径增大;而随着压力的增大,二灰土表现出孔隙数量增多而孔隙等效直径减小,颗粒数量和等效直径变化较小的趋势。室内试验与微观测试认为石灰粉煤灰可用于固化天津滨海软土,是一种经济合理的固化剂。     

耐腐蚀混凝土工作性研究

通过流动性试验和坍落度经时损失试验,考察了耐腐蚀混凝土的工作性,结果表明：掺入高效外加剂会使混凝土流动性随时间下降很快,掺加粉煤灰有利于耐腐蚀混凝土工作性的改善,有助于进一步推广耐腐蚀混凝土的应用。