混凝土模拟孔溶液中有机钢筋阻锈剂的加速评价及等效性分析EI北大核心CSCD

针对有机钢筋阻锈剂在混凝土模拟液与混凝土中作用效果偏差大的问题,搭建了基于混凝土模拟孔溶液与温湿度可控的钢筋阻锈剂干湿循环加速评价试验箱,研究了4种加速试验制度对钢筋锈蚀的加速效果及试验偏差。结果表明:通过精确控制试验环境参数与优化干湿加速制度,可明显降低钢筋阻锈剂试验结果的偏差,且模拟液与混凝土中钢筋的干湿循环加速试验结果具有较好的相关性。同时,有机阻锈剂咪唑啉、羧酸胺、氨基醇均可有效抑制氯盐干湿循环环境钢筋锈蚀的快速发展。     

我国首例海工混凝土碱集料反应

对浙江省宁波北仑港海工混凝土构件，用岩相法、扫描电镜／能谱分析、快速压蒸测长法，Ｘ－射线衍射分析等方法进行研究，发现在浪溅区凡表面开裂剥落的混凝土构件中都含有大量的活性集料，并发生了碱集料反应，而表面完整没有裂纹的混凝土构件中活性集料较少；结果表明，海工混凝土如使用碱活性集料，它与来自海水中的碱将会发生反应造成混凝土开裂；碱集料反应和钢筋锈蚀等破坏作用的相互促进，使海工混凝土构件的耐久性大大下降。     

干湿循环作用下混凝土裂缝区域氯离子的传输状态

研究了干湿循环作用下混凝土裂缝区域的氯离子浓度分布和裂缝影响区域.制备了不同宽度横向裂缝的混凝土试件,采用干湿循环加速氯离子对混凝土的侵蚀,定期检测不同侵蚀周期试件破型后裂缝侧面以及试件上表面至钢筋方向的氯离子浓度.试验结果表明:氯离子浓度随着传输深度增加而降低,在20 mm处基本稳定.随着干湿循环的进行,在20个干湿循环周期后,裂缝宽度为0.1~0.5 mm的试件,裂缝侧面30 mm处氯离子浓度都大于0.1%,钢筋在裂缝左右30 mm范围内有锈蚀的危险.并且由于二维传输的互相影响,裂缝宽度越大,相同传输深度氯离子浓度也越高.     

粉煤灰在抑制集料碱活性方面的试验研究及应用

通过试验研究了不同掺量粉煤灰的砂浆棒在不同龄期的膨胀率变化.研究结果表明,在集料具有碱活性的混凝土中掺加一定量的粉煤灰,能够很好地抑制混凝土中由于集料碱活性而造成混凝土的膨胀率增大而造成的危害.这对提高混凝土的耐久性有显著作用.     

再生粗集料性能试验与分析

在对不同来源再生粗集料进行试验与分析的基础上,着重探讨了再生粗集料表面附着的旧砂浆对再生粗集料和再生混凝土性能的影响,发现可以用再生粗集料的吸水率与饱和面干状态下的表现密度来反映再生粗集料表面附着的砂浆,并指出再生粗集料中砖含量也是影响再生混凝土性能的主要因素之一.最后提出了我国再生粗集料分级标准的建议.     

混凝土模拟孔隙液中呸啶衍生物对钢筋的阻锈性能与机制

制备了1H-呸啶(PED)和2-羟基-1H-呸啶(HPED),并研究了其在混凝土模拟孔隙液中对HRB400钢筋的阻锈作用.采用干湿循环试验、扫描电子显微镜、电化学阻抗谱以及量子化学方法研究其阻锈性能和在钢筋表面的吸附机理.结果 表明:当呸啶衍生物浓度为0.12 mmol/L时,其在混凝土模拟孔隙液中对钢筋的阻锈效率均超...     

喀腊塑克水库混凝土集料碱活性试验研究

用岩相法、砂浆棒快速法、砂浆长度法等多种方法对喀腊塑克水库工程所用集料的碱活性进行研究.试验结果表明.料场集料中含有属于低活性或反应缓慢的碱活性集料.为确保工程安全,应采取工程措施抑制碱一集料反应.     

中国混凝土材料耐久性研究的新进展

一、概述混凝土的耐久性是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素作用下保持其工作能力的性能。常见的破坏因素可归为９类：冻融循环、碳酸化、钢筋锈蚀、化学腐蚀、海水侵蚀、淡水溶蚀、应力破坏、碱－集料反应和多因素综合作用；最常见的劣化过程有钢筋锈蚀、冻融循环、硫酸盐侵蚀和碱－集料反应。混凝土耐久性与国民经济、社会安定、环境保护、可持续发展等密切相关，是混凝土材料科学的重大研究课题，是工程界关注的重大科技问题。混凝土用于工程建设已经有近１６０年的历史，国外从上世纪３０年代开始重视和研究混凝土的耐久…     

波茨坦砂岩的微观结构和碱活性快速检测方法的适应性

为研究集料微观结构对碱活性快速检测方法中对岩石适应性的影响,采用混凝土棱柱体法、快速砂浆棒法、压蒸法、中国快速砂浆棒法研究了波茨坦砂岩的膨胀行为,并研究了膨胀后试件的微观结构.结果表明:快速砂浆棒法、压蒸法、中国快速砂浆棒法均不能正确判定波茨坦砂岩的碱活性,主要是由于这些方法使用的集料中含大量粒径太小、不能反映该砂岩特殊结构特征的颗粒;对该类岩石,除活性组分的类型、数量外,岩石的微观结构特征能够显著影响碱-集料反应发生的位置和膨胀行为.在快速法中采用能够保持岩石原有结构特征的集料粒径是正确鉴定类似波茨坦砂岩微观结构岩石及其它非均质、多矿物岩石碱活性的关键.     

水泥组成对混凝土中钢筋锈蚀的影响

本研究在人工模拟自然环境条件下加速混凝土中钢筋的锈蚀,采用电化学方法研究了水泥组成对混凝土中钢筋锈蚀的影响规律.研究结果表明,水泥组成对混凝土中钢筋的锈蚀有显著的影响作用.混合水泥配制的混凝土能有效延缓混凝土中钢筋的锈蚀,延长钢筋开始锈蚀时间;水泥混合材的密实效应及氯离子吸附效应对改善混凝土--钢筋界面区的微观孔结构和减少钢筋表面的氯离子浓度有积极作用,可以降低钢筋的锈蚀速率.     

复合盐侵蚀再生混凝土耐久性能退化试验研究

我国西北地区土壤及其地下水中含有大量侵蚀性离子,造成了再生混凝土结构耐久性能快速退化,严重制约着再生混凝土在主体结构中的应用。基于西北地区耐久性环境中侵蚀离子组成及区域气候环境特征,以7.5%(质量分数)MgSO₄-7.5%(质量分数)Na₂SO₄-5%(质量分数)NaCl为侵蚀介质,采用干湿交替方式,开展复合盐侵蚀再生混凝土耐久性能退化试验研究。以粉煤灰、矿渣、硅灰、偏高岭土等活性矿物掺合料取代水泥,研究矿物掺合料搭配方式对再生混凝土耐久性能影响。采用XRD、FTIR、TG-DSC及SEM、EDS等表征手段,分析侵蚀产物矿物组成、含量及微结构变化,研究复合盐侵蚀再生混凝土损伤过程。随着干湿交替次数增加,再生混凝土相对动弹性模量、质量变化率、相对抗压强度、相对劈裂抗拉强度及损伤层厚度的变化规律与矿物掺合料搭配方式有着显著的相关性。随着侵蚀离子的不断扩散,混凝土碱度降低,在表面依次形成了以水镁石、石膏及钙钒石为主要产物的致密侵蚀产物层,短暂阻碍了侵蚀离子进一步扩散。随着侵蚀产物不断堆积及无胶凝性水化硅酸镁的形成,在膨胀应力及盐结晶压力共同作用下,再生混凝土表面大量剥蚀并开裂,耐久性能快速退化。     

阻锈剂对海水拌和再生胶砂力学性能和钢筋腐蚀行为的影响研究

针对海水拌和再生骨料混凝土的耐久性问题,对比分析了两种阻锈剂在单掺和复掺下对海水拌和再生胶砂力学性能和钢筋腐蚀行为的影响,并通过X射线衍射(XRD)、压汞(MIP)等测试手段分析其影响机理。结果表明:海水拌和再生胶砂在不掺阻锈剂的情况下前期腐蚀速度较快,7 d后腐蚀速度较慢,逐渐趋于钝化;氨甲基丙醇对海水拌和再生胶砂力学性能和钢筋锈蚀性能起不利影响,主要原因是其抑制了水泥水化进程,增加了孔隙数量;五水偏硅酸钠能使海水拌和再生胶砂中的钢筋发生钝化,具有显著阻锈作用,同时可促进C-S-H的形成,优化孔结构,对海水拌和再生胶砂力学性能影响较小。该试验可对海水拌合再生骨料混凝土耐久性的改善和服役安全性的提升提供参考。     

格尔木盐湖地区内掺阻锈剂对钢筋混凝土耐久性影响

阻锈剂常用来缓解混凝土中钢筋锈蚀问题,而阻锈剂种类是否对混凝土耐久性有一定影响尚需要进行进一步研究。因此分别制备内掺阻锈剂Ca(NO₂)₂(又称CAN)和C₄H₁₁NO(又称CN)混凝土,并对两组试件在格尔木盐湖地区进行现场暴露试验。每3个月对试件进行电化学试验研究、超声波检测、质量检测,以混凝土中钢筋锈蚀程度、混凝土中裂缝的发展、混凝土的质量损失三方面对其耐久性的影响进行分析。研究表明,两组试件经过180 d现场暴露,其内部钢筋达到了低锈蚀状态,经过810 d后的现场暴露,A组试件中钢筋就达到中等锈蚀状态,而B组钢筋依然处于低锈蚀状态。经过810 d的现场暴露,A、B组试件的相对质量评价参数ω₁值分别为0.42、0.46,相对动弹性模量评价参数ω₂值分别为0.47、0.53,自暴露180 d后,同时期A组试件的ω₁和ω₂值小于B组试件。在810 d时A、B组试件的表面最大裂缝分别达到了0.15 mm、0.11 mm左右。阻锈剂CN对混凝土耐久性的提升效果要好于CAN。     

基于裹浆工艺的煤矸石混凝土性能研究

采用裹浆工艺对煤矸石骨料进行预处理,研究原状煤矸石骨料与不同浆体裹浆煤矸石骨料的吸水率、压碎值和干湿、冻融环境下的劣化行为以及裹浆煤矸石混凝土的强度和耐久性能,并分析骨料性能强化与混凝土性能提升的相关性。采用XRD、SEM分析原状煤矸石骨料与裹浆煤矸石骨料干湿、冻融循环前后的矿物组成、微观形貌和界面过渡区。结果表明,原状煤矸石骨料吸水率高,硬度低,在干湿、冻融环境下劣化明显,裹浆后煤矸石骨料性能提升。原状煤矸石混凝土强度与耐久性能较差,裹浆后煤矸石混凝土性能得到增强,骨料性能与混凝土性能相关性良好。煤矸石骨料劣化的主要原因是黏土矿物吸水后在干湿、冻融环境下软化失稳,而裹浆可以起到隔绝水分的作用,从而使骨料性能得到强化。骨料强化以及骨料与砂浆基体的结合程度提高共同促进了裹浆煤矸石混凝土性能提升。     

钢筋混凝土中防腐添加剂的研究进展

在钢筋混凝土结构服役过程中,由环境侵蚀因素导致的耐久性问题是制约结构长效服役的重要原因,其中,氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀是引起钢筋混凝土耐久性劣化的主要因素之一。在混凝土内掺加防腐添加剂,可从促进钢筋表面成膜和改善混凝土自身性能(孔隙结构、水化过程、Friedel’s盐生成)等方面提升阻锈能力,近年来逐渐成为研究热点。本文将防腐添加剂分为传统阻锈剂、绿色植物提取物阻锈剂、纳米材料以及矿物掺合料等四类,从材料开发、作用机制、阻锈影响因素等方面对防腐添加剂的研究进行了综述。最后,探讨了防腐添加剂研究中存在的问题,并对未来的研究提出了建议,以期为防腐添加剂能够更好地防治混凝土中的钢筋锈蚀问题提供参考。     

硫酸盐腐蚀对混杂纤维混凝土弯曲韧性的影响研究

为了研究混杂纤维混凝土经硫酸盐腐蚀后的弯曲性能,首先对不同掺量的聚乙烯纤维(PE)与聚丙烯粗合成纤维(HPP)混凝土进行了硫酸盐干湿循环腐蚀和长期浸泡腐蚀试验,然后以三分点弯曲试验为基础,结合美国ASTMC1018和奥地利ORS评价方法,对比分析了混杂纤维混凝土在硫酸盐腐蚀前后其弯曲韧性变化及最佳纤维掺量.结果表明,纤维的掺入使得混凝土的破坏类型发生了变化,破坏时的最大荷载和挠度均明显增大,混凝土I5、I10、I20、R5,10和R10,20显著提高,韧性水平也明显高于普通混凝土;在硫酸盐腐蚀作用后不同纤维掺量的混凝土其弯曲韧性均出现了不同程度的下降,其中干湿循环腐蚀条件下比长期浸泡腐蚀条件下的混凝土的弯曲韧性受损更为严重;聚乙烯纤维(PE)与聚丙烯粗合成纤维(HPP)掺量为0.8％～1.2％的混凝土在经受450d长期浸泡腐蚀作用后的I5、I10与R5,10值分别提高了32.2％、19.6％和6.8％,具有良好的耐硫酸盐腐蚀性能和弯曲韧性.     

废橡胶改性再生混凝土材料性能研究进展

废橡胶再生混凝土作为一项新型工程技术,它能够解决建筑垃圾和废旧汽车轮胎循坏利用的问题,对自然环境的保护具有重要意义.本文详细阐述了废橡胶再生混凝土的国内外研究现状,介绍了废橡胶再生混凝土的配制原则和技术、静动态力学性能、耐久性能和高温性能,并展望了下一步的研究.研究表明:在再生骨料取代率不变的情况下,随着橡胶取代率的增加,废橡胶再生混凝土力学性能逐渐降低,可通过掺入一定的钢纤维、硅粉或对橡胶进行改性等改善其力学性能;钢纤维橡胶再生混凝土具有较好的断裂能和断裂韧性;废橡胶再生混凝土相对于再生混凝土具有较好的抗疲劳性能和耐冲击性能;废橡胶再生混凝土抗氯离子渗透性和抗冻融性随着橡胶颗粒取代率的增加而增强,但随橡胶粒径的增大而降低;通过掺入纳米材料或橡胶和三元胶结体系的共同掺入可提高废橡胶再生混凝土的抗腐蚀性能;高温作用虽削弱了钢纤维橡胶再生混凝土的刚度和承载力,但提高了其延性.     

铁尾矿-钢渣集料微表处混合料路用性能及耐久性试验研究

针对微表处路面耐久性不足、尾矿综合利用率低以及钢渣长期堆放造成环境污染等一系列问题,讨论了不同粒径钢渣及铁尾矿替代传统优质集料的可行性,利用材料分析技术及物理力学性能测试,揭示了不同粒径钢渣及铁尾矿的材料特征,制备了铁尾矿-钢渣集料微表处混合料。以混合料的黏聚性、耐磨耗性能、水稳定性、抗滑性能及抗车辙性能作为评价指标,分别采用黏聚力试验、湿轮磨耗试验、冻融循环湿轮磨耗试验、长期抗滑性能试验及轮辙变形试验对铁尾矿-钢渣集料微表处混合料的耐久性进行评价。结果表明:铁尾矿和钢渣对微表处混合料的耐磨耗性能、长期抗滑性能以及抗车辙性能具有显著增强作用;铁尾矿的掺入会对混合料黏聚性和抗水损害性能产生不利影响,且在20%(质量分数)掺量时加剧,但钢渣的掺入可以有效改善铁尾矿导致的黏附性差的问题;使用钢渣粗集料替代传统集料,同时掺入15%(质量分数)的铁尾矿细集料可以有效提升微表处路面的耐久性,从而延长微表处路面的使用寿命。     

Cover zone properties influencing acoustic emission due to corrosion

The deterioration of reinforced concrete is a serviceability problem worldwide. The cover zone plays an important role in the durability and serviceability of concrete and provides the initial barrier to aggressive species. The research presented investigates the potential of acoustic emission (AE) as a means of identifying corrosion at an early stage, before any significant cover damage has occurred. The purpose of part of the study was to identify the influential cover zone factors that affect the magnitude of the AE measurements per gram of steel loss. Prisms with various combinations of strength, cover thickness, aggregate and rebar diameters were studied to ascertain the important variables likely to be encountered on reinforced structures. The experimental results confirmed that early corrosion, verified by internal visual inspection and mass loss, can be detected by AE and before any external signs of cracking. They also show that the most influential parameter affecting the AE measurement is concrete strength, being exponentially related to the AE energy. Material properties, such as cover thickness, had a negligible effect on AE energy during the initial stages of reinforcement corrosion, whereas from this initial work, the rebar diameter indicated a promising relationship with AE energy per gram of steel loss.     

BFRP筋增强珊瑚混凝土耐久性研究进展

随着远海工程建设对建筑原材料的需求量与日俱增,若由内陆向海岛运送原料,其运输费用高、时效性差等问题显而易见。对于岛礁工程建设而言,可就地取材,将珊瑚碎屑作为骨料并加入海水拌制成珊瑚混凝土,同时采用纤维增强复合材料筋(FRP筋)作为结构增强筋,可有效解决海洋环境下钢筋锈蚀等耐久性问题。玄武岩纤维增强复合材料筋(BFRP筋)的力学性能优越,但我国对BFRP筋的研发起步较晚,尚未有充分的理论经验,故应对BFRP筋增强珊瑚混凝土耐久性展开系统研究,以确保岛礁工程建设的安全性。基于现有试验研究进展,在分析BFRP筋、珊瑚混凝土材料基本力学性能的基础上,对BFRP筋的耐久性、珊瑚混凝土的耐久性、BFRP筋-珊瑚混凝土界面粘结耐久性,以及BFRP筋增强珊瑚混凝土结构耐久性进行系统地概述与总结,并对BFRP筋增强珊瑚混凝土耐久性的后续研究进行展望。