商品混凝土抗碳化性能的研究进展

商品混凝土抗碳化性能是混凝土耐久性的一个重要方面。商品混凝土的配制技术、养护条件及其所处的服役环境是影响商品混凝土抗碳化性能的三个主要因素。本文首先简要阐述了混凝土碳化的机理及腐蚀破坏;然后详细介绍了影响商品混凝土抗碳化性能的三个主要因素的研究进展。为了保证商品混凝士的抗碳化性能,我们必须根据混凝土结构物所处的服役环境及适合的配制技术来设计商品混凝土,并采用与之相配套的施工养护条件。     

硬化水泥浆体碳化的交流阻抗研究

硬化水泥浆体组分在长期使用过程中所发生的碳化可在交流阻抗谱中得到反映。根据交流阻抗谱的类型和特征可了解其碳化程度和特征。     

硫铝酸盐发泡水泥强度和碳化性能测试方法研究

对比了GB/T 11969-2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》、GB/T 5486-2008《无机硬质绝热制品试验方法》以及JG/T266-2011《泡沫混凝土》3个标准中对保温材料常规性能测试时对试块的烘干温度、含水率、尺寸的小同要求.设计实验研究了烘干温度为65、85、105℃条件下的抗压强度以及碳化系数的变化,试块含水率分别为12％～20％、8％～12％、＜8％时抗压强度以及碳化系数的变化,试块尺寸为50 mm×50 mm×50 mm、70 mm×70 mm×70 mm、100 mm×100 mm×100 mm条件下抗压强度以及碳化系数的变化.结果表明,测试抗压强度烘干温度宜选择65℃,含水率宜选择8％～12％,试块尺寸宜选择100 mm×100 mm×100 mm; GB/T11969-2008更适用于硫铝酸盐发泡水泥抗碳化性能的测试.     

混凝土抗碳化性能影响因素试验研究

为了探究不同影响因素对混凝土抗碳化性能的影响,用快速碳化试验方法对11组试块进行了不同的试验。试验结果表明,随着水胶比的增大混凝土抗碳化性能降低;粉煤灰掺量在30%以内对混凝土的抗碳化性能有提升作用;河砂和机制砂共同拌制的混凝土抗碳化性能好于单一砂拌制的混凝土;随着温度的升高混凝土的抗碳化性能降低;湿度在75%以内时混凝土抗碳化性能随湿度的增加而降低。     

粉煤灰对水泥浆体流变性能影响的研究

研究了粉煤灰-水泥浆体系的流变性能,测试了不同粒径、不同掺量粉煤灰对水泥浆体流变参数(屈服应力τ0和塑性粘度η)的影响,探讨了粉煤灰-水泥浆体的触变性.研究表明:粉煤灰-水泥浆体系仍近似属于宾汉姆体,粉煤灰的掺入没有改变浆体的流变特性,但是对浆体的流变参数和触变性产生了较大影响.     

纤维增强混凝土抗碳化性能的初步研究

对普通混凝土、钢纤维增强混凝土、耐碱玻璃纤维增强混凝土及聚丙烯纤维增强混凝土进行了抗碳化试验.试验结果表明:纤维增强混凝土的抗碳化性能优于普通混凝土;3种纤维增强混凝土中,抗碳化性能最好的是聚丙烯纤维增强混凝土,其次是耐碱玻璃纤维增强混凝土,再次是钢纤维增强混凝土.     

碳化和加热改性石材微粉对水泥浆体性能影响试验

为提高石材制品生产过程中产生的废弃微粉的再生利用率,通过CO₂碳化和加热预处理,探讨花岗岩石材微粉替代水泥制备水泥基浆体的改性方法。以石材微粉替代率(0%、10%、20%、30%)、石材微粉粒径(2组)、碳化时长(0、24 h)、加热温度(室温、400 ℃、600 ℃)为试验变量,并考虑7 d和28 d龄期的影响,开展了改性再生微粉水泥基浆体流动性和抗压性能的试验研究,分析了各变量对其流动性、抗压强度和破坏模式的影响规律。在此基础上,结合X射线衍射(XRD)测试,揭示石材微粉的改性机理。结果表明:石材微粉的掺入会造成水泥浆体强度的明显下降; 加热改性在一定程度上可以减少石材微粉对水泥浆体的负面作用,其中400 ℃加热改性的效果最佳; 碳化改性该类石材微粉对水泥基浆体的增强效果不佳; 改性前后的石材微粉掺入均不会对水泥浆体的流动性产生明显影响。     

水泥浆体／碎石界面性能的交流阻抗研究

提出了用交流阻抗谱方法来研究水泥浆体／碎石界面的性能。通过比较交流阻抗谱的三个参数来确定水混浆体／碎石界面效应的大小。     

水溶性聚合物对水泥浆体性能的影响

采用水溶性聚合物-聚丙烯酰胺对水泥浆体进行改性处理,对比分析了不同掺量的聚丙烯酰胺对新拌水泥浆体的凝结时间、标准稠度用水量、流动度的影响,以及对硬化水泥浆体力学性能的影响。研究结果表明:聚丙烯酰胺增加了水泥浆体标准稠度用水量,降低了水泥浆体的流动度,聚丙烯酰胺对水泥基复合材料的抗压强度无改善作用,但在其掺量为1%时,复合材料28 d的抗折强度提高了9.55%,而且随着其掺量的增加,复合材料的折压比呈增大趋势,其整体韧性得到改善。     

橡胶混凝土的抗碳化性能试验研究

试验以C30混凝土为基准.用废旧轮胎橡胶颗粒等体积取代细骨料制成橡胶混凝土,研究碳化时间、不同粒径橡胶颗粒和掺量对橡胶混凝土抗碳化性能的影响.研究结果表明:碳化3 d后,掺1～3mm橡胶小颗粒和60目胶粉混凝土的碳化深度较基准混凝土最大减小了40%,掺3～6mm橡胶大颗粒的混凝土与基准混凝土较接近;碳化7、14d后,掺...     

碳化对碱矿渣水泥浆体微观结构的影响

针对碱-矿渣水泥水化产物中不存在Ca(OH2)且碳化比较严重的现象,选择水玻璃作为碱组分,采用X-射线衍射(XRD)和可变真空扫描电子电镜(SEM)研究了碱-矿渣水泥浆体的碳化产物和微观形貌,结合氮吸附方法分析了碳化对碱-矿渣水泥浆体孔结构的影响.结果表明:碱-矿渣水泥浆体碳化导致的孔隙溶液Ca2+浓度降低由水化硅酸钙(C-S-H)凝胶脱钙补偿,碳化生成的碳酸钙主要以方解石的形式存在;碳化后,C-S-H凝胶的钙硅比降低,浆体的比表面积增大,平均孔径降低,而累积孔体积的变化与水玻璃的模数有关.     

掺磷铝酸盐水泥的矿渣硅酸盐水泥水化行为

主要研究了掺放磷铝酸盐特种水泥（PALC）后矿渣硅酸盐水泥（SC）的水化行为;通过混凝土实验,探讨了在磷铝酸盐水泥作用下混凝土的力学性能变化,掺磷铝酸盐水泥后的矿渣硅酸盐水泥28d胶砂抗压强度可提高8～14MPa,利用DSC,XRD,SEM,IR等分析手段,对该复合水泥水化浆体的结构、形貌进行研究,IR分析表明,复合水泥浆体水化产物相晶体结构的对称性较SC的高,由此可推测其稳定性增强,浆体耐久性好,SEM表明,水化浆体中的C-S-H凝胶交织成网络状,结构致密。     

硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥水化动力学的研究

研究了石膏掺量为3.5%(以SO3计,质量分数,下同)、磷铝酸盐水泥熟料掺量为10%的硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的力学性能和水化动力学,测定了该复合水泥在不同水化时间下的Ca2 和[SiO4]4-溶出浓度、相应的电导率及pH值.研究结果表明,磷铝酸盐水泥的掺入不仅可以提高硅酸盐水泥的水化硬化速率,而且能使硅酸盐水泥的早期以及后期强度有不同程度的提高.该复合水泥水化硬化浆体的Ca2 和[SiO4]4-的相对溶出浓度、电导率及pH值均较同龄期的硅酸盐水泥低,说明该复合水泥的水化产物较为稳定,不易溶解,而且碱性较低.硅酸盐与磷铝酸盐复合水泥的水化历程与硅酸盐水泥相同,经历5个阶段,即初始期或预诱导期、诱导期、加速反应期、减速反应期和稳定期.加速反应期的水化主要由成核反应控制,而稳定期的水化主要由扩散过程控制.     

碳化对水泥石中硫元素分布的影响

为合理评价混凝土中发生硫铝酸盐膨胀反应的硫酸根离子浓度,应用电子探针显微分析技术,研究了碳化对水泥石中硫元素分布的影响,阐明了碳化作用下混凝土中硫元素的迁移规律.结果表明:碳化前水泥石截面的硫元素分布比较均匀,碳化后水泥石中的硫元素由碳化区向非碳化区迁移和积聚,硫元素在碳化区浓度较低,非碳化区浓度较高,钙矾石含量也随之增大,这种因碳化作用造成的硫元素分布不均匀可能导致混凝土局部发生硫铝酸盐膨胀开裂.     

磷铝酸盐水泥混凝土抗渗性能研究

研究了磷铝酸盐水泥(PAC)混凝土表面透气、表面吸水、水渗透和氯离子渗透性能,并对它们的机理进行了探讨.利用X射线衍射仪(XRD),全自动孔隙分析仪(MIP)和电化学工作站(EIS)对混凝土水化产物的物相组成、孔结构特性和电性能进行了分析.结果表明:磷铝酸盐水泥混凝土具有较佳的表面性能、抗水渗透和抗氯离子渗透性能,养护28d的PAC混凝土表面透气系数为0.0137×ln(p/mbar)/min,表面吸水系数约为0.0456×10~(-7)m~3/min~(0.5),相对渗水系数约为2.99×10~(-9)mm/s,氯离子扩散系数约为1.61×10~(-12)m~2/s.这是由于磷铝酸盐水泥水化机理和水化生成物不同于硅酸盐水泥造成的.随着养护龄期的增长,PAC的水化生成物增多,结构更加致密,混凝土抗渗性能亦随之提高.     

碳化对粉煤灰水泥石比表面积和孔径的影响

用COULTER SA3100比表面积和孔径分析仪研究了碳化前后掺粉煤灰水泥石内比表面积和孔径的变化．结果表明,碳化使水泥石中孔径大于20nm的毛细孔体积减小,而孔径小于20nm的毛细孔体积增大,总孔体积减小,但内比表面积增大．水泥浆体的水灰（胶）比越大,碳化对掺粉煤灰水泥石内比表面积和孔径的影响越大．     

碳化养护蒸压加气混凝土改性水泥的抗硫酸盐侵蚀性能EI北大核心CSCD

研究了碳化养护对硅酸盐水泥(PC)-蒸压加气混凝土(WAAC)抗硫酸盐侵蚀性能的影响,测试了PC-WAAC在不同硫酸盐浸泡时间后的抗压强度、体积和质量变化,并对硫酸盐侵蚀后PC-WAAC的微观结构及劣化机理进行了分析.结果表明:碳化养护后,WAAC掺量为0%、10%、20%的PC-WAAC硫酸盐侵蚀180 d后的抗压强度比其对应的未碳化养护侵蚀前的水泥净浆抗压强度分别高6.55%、15.12%、22.54%;硫酸盐侵蚀180 d后,碳化养护PC-WAAC净浆的抗压强度降低值明显低于未碳化养护水泥净浆,碳化养护提高了PC-WAAC的抗硫酸盐侵蚀性能,缓解了硫酸盐侵蚀造成的抗压强度损失.     

硬化水泥浆体的弹性模量预测

应用复合材料细观力学理论及三维微观水化模型,建立了描述硬化水泥浆体弹性力学性质的多相细观力学模型;将水泥浆体中的水化产物、未水化水泥颗粒和水(孔洞)分别视为基体、夹杂及等效介质,计算了水泥浆体在不同水灰比情况下的弹性力学性质随水化程度的演化.该模型所需要的参数为水泥浆体各相矿物组成含量及自身的弹性力学性质.通过与试验结果比较,证明了该模型可以用于预测水泥浆体的弹性力学性质.     

碳化对碱矿渣水泥石孔结构的影响

以水玻璃(WG)和氢氧化钠(NH)为碱组分配制碱矿渣水泥石（AASS）,采用氮吸附方法分析了这两种碱矿渣水泥石碳化前后的孔结构,并与硅酸盐水泥石（PC）作对比.结果表明：碳化前,以水玻璃为碱组分的矿渣水泥石比表面积最大,平均孔径最小,累积孔体积最大,最可几孔径最小;以氢氧化钠为碱组分的碱矿渣水泥石比表面积最小,平均孔径最大,累积孔体积最小,最可几孔径最大;而硅酸盐水泥石的比表面积、平均孔径、累积孔体积及最可几孔径均介于上述两者之间.碳化后,上述3种水泥石平均孔径、最可几孔径均减小;碱矿渣水泥石比表面积增大,硅酸盐水泥石比表面积减小.