既有污水混凝土构筑物表层及内部混凝土腐蚀情况研究

通过混凝土中性化深度测试并综合XRD、SEM、EDS、X-CT等微观测试手段对既有污水混凝土构筑物表层混凝土的腐蚀深度进行定量化表征。对污水混凝土构筑物内部混凝土力学性能、微观性能、内部钢筋锈蚀情况、氯离子含量分布进行测试,确认内部混凝土的腐蚀情况。通过污水水质分析推测污水混凝土构筑物腐蚀破坏的可能原因。结果表明,既有污水混凝土构筑物表面往下深度5 mm以内的混凝土受腐蚀较为严重,表面往下5～22 mm深度范围内的混凝土发生轻度的钙溶蚀,距腐蚀表面深度大于22 mm的内部混凝土未受腐蚀,污水构筑物表层混凝土受腐蚀的主要原因为有机物在微生物作用下形成的酸溶蚀。     

原位合成SAR表层处理混凝土的抗碳化性

采用含有引发剂、交联剂的丙烯酸和丙烯酰胺单体溶液浸渍混凝土表层,通过红外辐射引发原位合成吸水性树脂(SAR)对该表层进行处理,并与斥水型有机硅防水剂(AAS)表层处理的混凝土试件进行了对比;通过不同碳化时间下的平均碳化深度和碳化层内Ca(OH2),CaCO3的XRD特征峰变化规律表征了混凝土SAR表层处理前后的抗碳化能力;通过SEM分析了SAR改善混凝土抗碳化能力的机理.     

住宅剪力墙混凝土表面点状爆裂的原因分析

针对某住宅部分剪力墙混凝土出现点状爆裂现象,采用XRF、XRD、DSC-TG、SEM和EDS等方法分析爆裂中心物质,并与未爆裂部位的硬化水泥浆体进行对比,对爆裂构件进行了钻芯法强度试验和沸煮试验,结果表明胶凝材料f-CaO超限造成点状爆裂的可能性极小;点状爆裂的原因为混凝土中混入过烧生石灰,过烧石灰表层破坏后剪力墙浅部CaO与水作用生成Ca(OH)2,同时体积膨胀;发生爆裂构件后期存在继续产生体积稳定性不良的可能.     

水泥砂浆表层溶蚀-冲刷腐蚀失效过程的试验研究

先利用1 mol/L NH4Cl溶液对水泥砂浆环形试件进行静水溶蚀，通过酚酞滴定法和扫描电子显微镜（SEM/EDS）测试溶蚀过程中水泥砂浆试件的溶蚀深度和表层钙硅比，用于表征试件表层的静水溶蚀损伤程度；然后采用自行设计制作的水中水泥砂浆环形试件自旋转冲刷腐蚀装置开展经静水溶蚀的环形试件在不同流速条件下的冲刷试验，以质量损失速率表征水泥砂浆表层冲刷腐蚀性能，分析静水溶蚀损伤程度和流速对试件损伤失效过程及冲刷腐蚀性能的影响。结果表明，在静水溶蚀过程中，试件的溶蚀深度与浸泡时间的平方根成线性关系，表层钙硅比随浸泡时间的增加而减小；在水流冲刷过程中，试件表面剪应力与流速的1.8次方呈线性关系，试件的质量损失速率随流速和表层静水溶蚀损伤程度的增加而增大，且静水溶蚀损伤程度越大，质量损失速率增加越显著。     

溶蚀混凝土拉伸性能退化的试验研究

通过加速试验的方法研究了不同配合比混凝土拉伸力学性能随溶蚀时间的退化规律。在该试验中,主要设计变量包括水灰比和骨料体积含量。试验结果表明,采用酚酞指示剂可以较准确地表征混凝土的溶蚀深度,溶蚀深度近似地与溶蚀时间的平方根成线性关系。混凝土抗拉强度和弹性模量随着溶蚀时间的增长而减小,而峰值应变则随着溶蚀时间的增长而增大。采用合适的水灰比和骨料体积含量,可以减慢溶蚀速率,减轻混凝土拉伸性能的退化。相比混凝土弹性模量和抗拉强度,峰值拉伸应变对溶蚀更为敏感。     

溶蚀混凝土拉伸性能退化的试验研究北大核心

通过加速试验的方法研究了不同配合比混凝土拉伸力学性能随溶蚀时间的退化规律。在该试验中,主要设计变量包括水灰比和骨料体积含量。试验结果表明,采用酚酞指示剂可以较准确地表征混凝土的溶蚀深度,溶蚀深度近似地与溶蚀时间的平方根成线性关系。混凝土抗拉强度和弹性模量随着溶蚀时间的增长而减小,而峰值应变则随着溶蚀时间的增长而增大。采用合适的水灰比和骨料体积含量,可以减慢溶蚀速率,减轻混凝土拉伸性能的退化。相比混凝土弹性模量和抗拉强度,峰值拉伸应变对溶蚀更为敏感。     

含石膏骨料引起的混凝土内部硫酸盐侵蚀

采用XRD,SEM/EDS,BSEM/EDS,光学显微分析和显微硬度分析等测试方法对湖北十字垭隧道工程混凝土进行了分析.结果表明：混凝土部分粗骨料含有石膏,在粗骨料中石膏与砂浆界面过渡区生成了钙矾石和碳硫硅钙石,导致混凝土开裂、界面过渡区疏松多孔,混凝土内部受到硫酸盐侵蚀破坏.     

再生微粉对海工混凝土抗氯离子侵蚀性能影响的研究

混凝土预拌厂废渣与其它废渣粉磨制备再生微粉,采用RCM法研究再生微粉对混凝土氯离子扩散系数的影响规律,同时制备相应水泥净浆,通过XRD、SEM、MIP、EDS等测试方法分析其作用机理。结果表明,再生微粉可显著减小海工混凝土氯离子扩散系数。再生微粉减少了水化产物中Ca(OH)_2含量,生成了低钙硅比的C-S-H凝胶,同时优化了孔结构,提高了海工混凝土的抗氯盐侵蚀性能。     

混凝土在海洋环境下硫酸盐侵蚀机理研究

对不同配合比混凝土试件在不同海洋区域内进行现场暴露试验,通过硫酸根离子含量测定、SEM扫描电镜试验及X荧光试验,研究实际海洋暴露环境下混凝土内部硫酸盐侵蚀机理。试验结果表明,不同暴露环境下硫酸根作用机理不同,混凝土在不同暴露区域硫酸盐侵蚀程度为潮汐区水下区浪溅区;硫酸根离子由混凝土表层向内部传输,在表层范围内硫酸盐腐蚀产物主要是钙矾石,随着硫酸根离子传输深度增加以及内部游离CaO水化成Ca(OH)2,混凝土硫酸盐损伤程度加剧;混凝土表层SO42-和Ca2+含量较高,而混凝土内部Na+含量较高。     

细菌诱导碳酸钙沉积修复混凝土裂缝

提出生物沉积修复混凝土裂缝的方法,通过XRD、SEM、混凝土抗压及抗弯试验,研究细菌诱导碳酸钙晶体在混凝土表层沉积的晶相、微观形貌及生物沉积对混凝土裂缝的修复效果。结果表明:沉积晶体的晶相为方解石和球文石;对于菌种Sporosarcina pasteurii,Ca2+源影响沉积晶体的晶相类型,Ca2+浓度影响沉积晶体的形貌和尺寸,沉积晶体在混凝土表层形成了有效的防护层;混凝土裂缝经生物沉积修复后,抗压强度随裂缝深度增加而增加,最大增加了15.3%;梁试件跨中极限荷载随裂缝深度增加而减小,极限荷载最大增加了8.5%,浅层裂缝恢复效果较深层裂缝明显。     

再生混凝土界面强化试验的微观机理研究

基于再生混凝土界面结构特征,设计了新拌水泥浆体、新拌水泥砂浆中做基体改性试验,并采用XRD、MIP、SEM等测试方法,研究了掺加界面改性剂后水泥净浆和水泥砂浆体系水化产物Ca(OH)2含量、孔结构、水化产物形貌的不同,分析了界面强化措施的作用.     

杂散电流对广州地铁混凝土溶蚀性能影响的加速试验研究

通过加速试验方法研究了直流电流作用下混凝土筛余砂浆的溶蚀性能,并建立了其与广州地铁工程混凝土在杂散电流下的溶蚀性能之间的关系.结果表明:当地铁杂散电流为100 mA/m2时,广州地铁工程混凝土抗杂散电流作用下溶蚀能力可以满足100年的安全运行.采用SEM和EDS对电流加速溶蚀试验后的砂浆进行分析,越靠近阴极部位的砂浆,其凝胶产物越松散,水化硅酸钙产物的Ca/Si越为下降;砂浆微观结构越不密实,孔隙越多.溶蚀后的砂浆强度比基准砂浆降低了约10%.     

混凝土在氯盐冻融过程中的pH值演变

C30和C50引气混凝土在3.5%NaCl以及5%Na2SO4+3.5%NaCl溶液中自然浸泡或快速冻融循环,测试盐冻过程中混凝土不同深度粉末浸泡液的pH值及腐蚀产物。结果表明:盐冻过程中混凝土发生溶蚀,其表层的pH值、氢氧化钙和C-S-H量低于内部。随冻融循环次数增加,混凝土溶蚀深度和pH值下降幅度增大。复合溶液中硫酸根离子存在延缓了混凝土表层溶蚀,致使其pH值下降幅度减轻。浸泡环境下,混凝土表层pH值降低幅度约为冻融环境的50%。提高混凝土强度不仅增加其自身碱度,而且提高了混凝土致密度,有助于提升其在盐冻过程中的抗溶蚀能力。     

混凝土涂料对混凝土碳化性能影响的研究

通过对混凝土表层进行涂刷不同涂料,研究了混凝土碳化深度随涂料种类,涂层厚度变化而变化的规律．总结出了当前市场上经常使用的混凝土涂料对混凝土抗碳化性能的影响。     

受硫酸盐腐蚀混凝土微观结构分析

为探讨硫酸盐腐蚀条件下混凝土微观结构的变化规律,采用干湿交替的实验室加速腐蚀方法对混凝土试件进行腐蚀。通过压汞试验(MIP)测定了不同腐蚀时间混凝土的孔隙率,分析了孔径分布的变化规律;使用扫描电镜(SEM)观测了不同腐蚀时间混凝土微观结构的变化,运用分形理论对不同腐蚀时间混凝土表观裂缝特征进行了分析;采用能谱分析(EDS)测试了不同腐蚀时间混凝土内部相对元素含量的变化。结果表明:硫酸盐腐蚀混凝土的孔隙率先减小后增大,裂缝分维数逐渐增大,元素含量变化显著,微观结构完整性遭到破坏,这与混凝土宏观力学性能的退化相吻合。     

硫酸盐对氯离子在地下结构混凝土中传输过程的影响

基于地铁工程混凝土实际配合比,进行了水灰比为0.35的双掺(粉煤灰、矿渣)混凝土试件在四种不同浓度的氯盐-硫酸盐复合溶液中的浸泡腐蚀试验,测定了氯离子含量随深度与时间变化的分布以及混凝土结合氯离子能力,运用XRD测试方法对混凝土微观组成试验前后的变化进行了分析。试验结果表明:单一氯盐情况下溶液浓度越高,侵入混凝土中的氯离子含量越多;硫酸根的存在,能够抑制氯离子侵入混凝土,且硫酸根浓度越高,该抑制作用越强;硫酸根离子能够显著降低水泥材料对氯离子的结合作用,并且氯离子结合量变化幅度受其浓度影响较大。XRD测试结果表明,硫酸根影响水泥材料结合氯离子能力的原因在于其反应生成钙矾石,消耗了C3AH6的含量,释放了部分固化的氯离子。     

泡沫混凝土孔结构的表征及其对性能的影响

采用压汞法(MIP)、计算机断层成像(X-CT)技术及真空饱水吸水率法测试了泡沫混凝土的孔结构.对由X-CT技术获得的二维切片图,采用Image-Pro Plus软件进行图像分析,实现了对泡沫混凝土宏观孔隙率、孔径分布及孔形状因子等的表征.研究了密度等级和粉煤灰掺量对泡沫混凝土孔结构、抗压强度及吸水率等的影响.结果表明:泡沫混凝土的平均孔径和孔形状因子随其密度等级的降低而增加,掺入适量粉煤灰能够改善泡沫混凝土孔结构和力学性能.     

盐胀对混凝土劣化机理研究

以混凝土强度、氯盐种类、氯盐浓度、侵蚀方式为评价指标,研究干湿循环条件下混凝土所受到的盐胀劣化机理。研究表明,氯离子侵蚀混凝土表面的量随强度等级的提高而减小;经多次干湿循环后,由于盐结晶作用,混凝土会发生膨胀;干湿循环比长期浸泡的混凝土表面氯离子浓度高;随浸泡龄期的增长,混凝土表层氯离子浓度不断增长,但后期增长缓慢。分析混凝土经干湿循环后表层XRD图谱以及混凝土在氯盐溶液中浸泡后SEM图谱,得出氯盐融雪剂对混凝土的盐胀破坏是物理结晶腐蚀和化学腐蚀综合作用的结果。     

纳米粘土材料对水泥混凝土作用机理的研究

本文采用XRD、DSC-TG、SEM和压汞孔结构分析等测试方法,较系统地研究了纳米粘土材料对水泥混凝土的水化作用机理.     

石粉含量对机制砂混凝土力学性能与微观结构的影响

采用石英质机制砂石粉,讨论了石粉含量对中低等级强度混凝土工作性和力学性能的影响规律,并选取三种不同岩性机制砂石粉,运用SEM、XRD等测试方法研究其对水泥水化产物及其微结构的影响.结果表明,石粉的掺入可明显改善混凝土的和易性及力学性能,混凝土强度等级越高,其石粉合理掺量应越小;石粉对水泥水化产物及其微观形貌影响较小;石粉含量变化引起细骨料(机制砂)级配优化作用是普通机制砂混凝土工作性和力学性能得到改善的主要原因.