海水海砂混凝土力学性能研究进展

大规模岛礁建设需要大量的砂石和水资源,开发和利用海水海砂制备混凝土至关重要.本文综述了海水海砂混凝土抗压强度、抗拉强度、抗折强度、受压应力-应变关系、以及延性与耗能特性等力学性能,对比分析了海水海砂混凝土与河水河砂混凝土在力学性能方面的差异,为海水海砂混凝土的工程应用提供帮助.     

基于WOS数据库的海水海砂混凝土研究分析

由于建筑物(或构筑物)所用淡水和普通砂石资源的迅速枯竭,工程界不得不考虑使用当前资源相对丰富的海水和海砂等资源,来部分或全部代替传统的淡水河砂用于混凝土结构中。为了全面了解海水海砂混凝土(SWSSC)的研究进展,在此以Web of Science数据库作为主要数据来源,采用VOSviewer等可视化工具,对2000年—2021年间发表的相关文献从研究方向、研究进展和研究难题等方面进行了梳理分析和总结。同时,针对当前学者们比较关注的海水海砂混凝土使用性能中的在环境条件下的耐久性问题等热点问题进行了深入分析,并结合课题组相关研究积累,针对其研究难点提出一些具体可行的方案,以增强海水海砂混凝土的服役可靠性。最后,从促进海水海砂混凝土在实际工程的推广应用方面,提出了几点展望。     

海水海砂再生混凝土力学性能研究

通过制备预期强度为C30~C50的不同再生骨料取代率的海水海砂再生混凝土和普通再生混凝土试件,对再生混凝土在不同再生骨料取代率下的力学性能进行研究,并对海水海砂再生混凝土和普通再生混凝土试件进行抗压强度和弹性模量试验,试验结果表明:海水和海砂配制出来的再生混凝土具有较好的力学性能,可以认为和普通混凝土大致相同。其中再生混凝土的轴心抗压强度和立方体抗压强度与海水海砂普通混凝土相比,强度相差不大。而海水海砂再生混凝土的弹性模量与海水海砂普通混凝土相比有略微降低,降低幅度约为6%~10%。     

海水海砂混凝土基本力学性能研究

通过制作3组不同强度的海水海砂混凝土立方体试块和1组对照用普通淡水河砂混凝土试块,来测定各组试块的抗压强度和劈裂抗拉强度以研究海水海砂混凝土的基本力学性能。试验结果表明,海水和海砂中的盐分以及海砂的砂质等对混凝土的抗压强度与劈裂抗拉强度基本没有不良影响,因此可以认为海水海砂混凝土在基本力学性能方面与普通混凝土相一致,在不考虑盐分对普通钢筋侵蚀的条件下,可以等同普通混凝土使用。     

海水海砂混凝土耐久性研究进展

耐久性是海水海砂混凝土重要性能,文中从渗透机理出发,综述了海水海砂混凝土抗氯离子渗透和抗碳化性能,总结了提高其耐久性的措施.     

改性海水海砂珊瑚混凝土力学性能试验研究

以水泥品种、外掺料种类和掺量大小等为参数,对改性海水海砂珊瑚混凝土的力学性能进行了轴压试验研究。分析了各种因素影响下海水海砂珊瑚混凝土的受力变形性能与破坏特征。研究结果表明,改性海水海砂珊瑚混凝土的破坏模式与普通海水海砂珊瑚混凝土略有差异,受不同因素的影响而变化。采用低碱度硫铝酸盐水泥的海水海砂珊瑚混凝土强度较采用硅酸盐水泥的略有降低而延性有所增长。将粉煤灰与粒化高炉矿渣作为水泥替代材料会导致试件延性明显降低,泊松比增加,弹性模量不变。而掺入聚丙烯纤维后,海水海砂珊瑚混凝土受力与变形性能略有改善。综合对比,掺加不锈钢纤维对试件强度与延性改善最好,其破坏模式也由脆性破坏转变为延性破坏,且强度有所提高。而采用双掺纤维的方法,其性能改善略低于同条件下单掺钢纤维试件。试验结果为海水海砂珊瑚混凝土的实际应用提供了基础。     

海水海砂钢纤维混凝土的基本力学性能

制备了强度等级为C30、C50和C70的海水海砂钢纤维混凝土试件,通过180个标准立方体和72个棱柱体试件,完成了工作性、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度以及弹性模量试验,得到了基于两种规范模式下海水海砂钢纤维混凝土的弹性模量与立方体抗压强度的关系公式。结果表明,海水海砂能够配置成工作性良好的高强混凝土,钢纤维有利于提升混凝土拌合物的流动性。对于混凝土抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量四个指标,海水海砂混凝土均略低于普通混凝土,且随着混凝土强度等级的提高,差距逐渐减小,此外,随着钢纤维体积掺量的增加,上述指标值均逐渐增大。海水海砂混凝土的弹性模量与抗压强度关系模型与试验数据吻合较好,且具有一定安全储备,可供沿海、海岛土木加固工程借鉴。     

掺合料对海水海砂混凝土强度的影响研究

掺加不同掺合料到海水海砂混凝土中,进行了不同原材料配比、不同养护方式和不同龄期条件下的强度试验,试验结果表明,掺加掺合料后的海水海砂混凝土的强度下降趋势明显延缓,其中掺加矿渣的海水海砂混凝土后期强度增长趋势最为明显,而掺加粉煤灰的海水海砂混凝土后期强度增长量是最大的。     

浓海水-海砂混凝土的基本力学性能

目前所有的海水淡化过程都会产生高浓度的废水,如何消耗这些废水对于减轻海洋生物生存环境的影响是很重要的.本文研究了在混凝土中用浓海水和海砂替代淡水和河砂的可行性.试验设置三个对照组,工业拌合水(普通河砂)、标准盐度海水(未淡化海砂)和淡化余留浓海水(未淡化海砂)为拌合水变量,每组设置3个水灰比.测试不同养护龄期混凝土的抗...     

Compressive behavior and microstructure of concrete mixed with natural seawater and sea sand

Noncorrosive reinforcement materials facilitate producing structural concrete with seawater and sea sand. This study investigated the properties of seawater and sea sand concrete (SSC), considering the curing age (3, 7, 14, 21, 28, 60, and 150 d) and strength grade (C30, C40, and C60). The compressive behavior of SSC was obtained by compressive tests and digital image correction (DIC) technique. Scanning electron microscope (SEM) and X-ray powder diffraction (XRD) methods were applied to understand the microstructure and hydration products of cement in SSC. Results revealed a 30% decrease in compressive strength for C30 and C40 SSC from 60 to 150 d, and a less than 5% decrease for C60 from 28 to 150 d. DIC results revealed significant cracking and crushing from 80% to 100% of compressive strength. SEM images showed a more compact microstructure in higher strength SSC. XRD patterns identified Friedel’s salt phase due to the chlorides brought by seawater and sea sand. The findings in this study can provide more insights into the microstructure of SSC along with its short- and long-term compressive behavior.     

海水海砂再生混凝土与环氧涂层钢筋黏结性能

采用中心拔出试验对环氧涂层钢筋海水海砂再生混凝土的黏结性能进行了试验研究。考虑不同混凝土类型（普通混凝土、再生混凝土、海水海砂再生混凝土）、设计强度等级（C20、C25）、黏结长度（3d、5d、8d,d为钢筋直径）、钢筋种类（普通钢筋、环氧涂层钢筋）和保护层厚度（67、42mm）等参数进行拔出试验,研究其黏结强度的变化规律。结果表明：环氧涂层钢筋与海水海砂再生混凝土之间黏结性能较普通钢筋混凝土的略有降低,再生粗骨料的加入降低了试件的黏结强度,而海水、海砂减小了再生粗骨料对黏结强度的不利影响;黏结强度随着混凝土强度和保护层厚度增加而显著提高,随着黏结长度增长而降低;环氧涂层钢筋与海水海砂再生混凝土黏结滑移曲线与普通钢筋混凝土试件的相似,分为微滑移、滑移和下降三段;环氧涂层钢筋使得曲线曲率增加、下降段较缓,而海水、海砂影响与之相反。拟合得到了环氧涂层钢筋与海水海砂再生混凝土间黏结强度计算公式,计算值与相关试验数据吻合良好。     

模拟海砂混凝土中氯离子扩散研究

采用3%浓度的NaCl溶液浸泡河砂模拟海砂,选取海砂颗粒周围的凝胶表面作为扫描区域,定量分析了氯离子在砂子近端和远端的含量,结果显示海砂型氯离子存在一个从海砂表面到水泥凝胶的扩散过程,在此基础上提出海砂型氯离子扩散的概念,并结合微观试验结果讨论了扩散过程.     

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.     

利用海砂制备高性能混凝土试验研究

研究了细集料砂对水泥胶砂性能的影响,并以海砂为细骨料制备高性能混凝土,分别进行了C60、C100等级海砂高性能混凝土工作性能、力学性能以及耐久性能试验研究。结果表明:海砂水泥胶砂抗压强度比河砂低,但是抗折强度要高于河砂;海砂制备同等级高性能混凝土的工作性、28 d抗压强度及劈裂抗拉强度要优于天然河砂,且早期强度发展迅速;采用电通量法和NEL法评价的氯离子渗透性都处于很低的水平,为海砂混凝土的研究与应用提供了研究基础,为制定海砂混凝土应用技术规范提供重要参考。     

海砂对混凝土耐久性能的影响研究综述

海砂混凝土是指采用海砂为骨料制备而成的混凝土。随着河砂资源的日趋减少,致使建筑用砂逐渐短缺,利用海砂来制备混凝土,可以一定程度缓解建筑用砂短缺的压力。介绍了海砂中氯离子、硫酸根离子和贝壳类等有害物质对混凝土耐久性能的影响。针对目前海砂混凝土在开发利用方面存在的问题,概述了海砂淡化、钢筋保护法和采用新型耐腐材料(FRP)3种改进措施。最后就海砂混凝土研究现状提出了3点建议,以期为未来的研究方向提供参考。     

海砂混凝土的抗氯离子性能研究

研究海砂中的氯离子含量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律是制备抗钢筋锈蚀混凝土的基础。根据海砂中的氯离子含量不同,研究了水胶比对混凝土抗氯离子渗透性能的改善效应。结果表明:在氯离子含量分别为0、0.06%、0.12%、0.30%时,降低水胶比均能使海砂混凝土的电通量下降。当水胶比低于0.35时,海砂混凝土的电通量均可低于1000 C;水胶比相同且混凝土氯离子含量在0~0.30%时,氯离子含量越高,电通量越低,氯离子结合率越高。     

宁波地区的海砂问题及其对策

宁波地区的海砂问题已引起了国内有关部门和专家的高度重视。本文调查了宁波地区的建设领域使用海砂的现状,分析了大量使用海砂的原因,指出了滥用海砂的危害,提出了处理办法和管理措施。     

海砂混凝土中钢筋锈蚀特性的电化学表征研究

通过测试海砂砂浆、盐水砂浆和普通砂浆中钢筋的电化学指标,研究了海砂氯离子含量对钢筋锈蚀性能的影响、氯离子引入方式对钢筋锈蚀性能的影响等问题,得出的结论有助于研究如何预防和治理"海砂屋",并为制定海砂应用的相关规范奠定了基础.