海砂混凝土及其耐久性保护

根据海砂的主要成分和特征,针对海砂在土木工程中的使用现状,通过对钢筋锈蚀机理分析,揭示海砂对混凝土结构耐久性的不良影响。阐述"海砂屋"关于耐久寿命的潜在危险,剖析因海砂中的海盐引起钢筋锈蚀的工程事例和教训,重点提出对于海砂混凝土防止钢筋锈蚀的关键技术;对比阴极保护系统和电化学除氯法的原理及具体做法,提出在海砂混凝土工程中抑制钢筋锈蚀的主要办法。根据现行国家规范对混凝土结构耐久性设计的实际要求,指出混凝土所用海砂的氯盐限量;并针对海砂对混凝土结构耐久性的危害提出若干防治措施。     

新型碳纤维增强复合材料-钢复合管海水海砂混凝土圆柱轴压试验

为研究原状海水海砂混凝土在复合管混凝土中的应用可行性,提出一种新型由内外壁纤维增强复合材料(FRP)和夹心钢管复合的碳纤维增强复合材料(CFRP)-钢复合管海水海砂混凝土柱结构。对12个新型CFRP-钢复合管海水海砂混凝土圆柱试件进行了轴压试验,研究了CFRP层数和核心混凝土强度等级变化对其轴压性能的影响。试验结果表明,内外壁CFRP的包裹能够有效地提高结构承载力和变形能力;CFRP-钢复合管海水海砂普通混凝土圆柱破坏形态为混凝土压溃,而CFRP-钢复合管海水海砂高强混凝土圆柱破坏形态为剪切破坏;结构的极限应力与CFRP层数、混凝土强度呈正相关,而极限应变随着CFRP层数增加而提高,却随着混凝土强度提高而减小;核心混凝土和钢管对极限应力的贡献随着CFRP层数增加基本不变,且当包裹两层及以上CFRP时,CFRP对试件极限应力的贡献占主导地位。      

海砂混凝土中氯离子固化的影响因素研究

通过海砂混凝土中游离氯离子含量的测定,研究了海砂混凝土氯离子吸附和结合特征.利用X射线衍射、扫描电镜和热分析等测试方法对海砂混凝土的微结构和Friedel盐进行了表征.结果表明:海砂混凝土游离氯离子浓度与溶液的萃取温度密切相关,温度越高,游离氯离子浓度越大,萃取温度为65℃时的游离氯离子浓度约为15℃时游离氯离子浓度的2倍;同时粉煤灰砂浆中结合的物理固化离子在较低温度下溶出率低.TG/DTA曲线上没有出现海砂混凝土的Friedel盐吸热峰,而XRD与SEM图中显示海砂混凝土中存在Friedel盐,可能是因为Friedel盐含量较少,导致生成的Friedel盐不稳定.     

海水海洋骨料混凝土霍普金森压杆动态力学性能试验研究EI北大核心CSCD

为研究海水海洋骨料混凝土动态受压力学行为,采用155 mm大直径分离式霍普金森压杆(separated Hopkinson pressure bar,SHPB)试验装置开展了15个淡水河砂碎石混凝土、15个海水海砂碎石混凝土和15个海水海砂珊瑚混凝土在不同冲击气压下的动力荷载试验研究,并分别与各自混凝土(累计9个)在静力荷载作用下的受压性能进行对比分析。研究结果表明:淡水河砂碎石混凝土和海水海砂碎石混凝土的破坏面在于骨料与水泥浆体的界面区,而海水海砂珊瑚混凝土的薄弱点为珊瑚骨料本身;淡水河砂碎石混凝土和海水海洋骨料混凝土的破碎程度、峰值应力、峰值应变、能量吸收密度、动态强度放大系数均随应变率的增加而增大;在同级应变率下,海水海砂珊瑚混凝土的动态峰值应力最大、海水海砂碎石混凝土的次之、淡水河砂碎石混凝土的最小,而应变延性系数正相反;海水海砂珊瑚混凝土的动态峰值应变和能量吸收密度比海水海砂碎石混凝土和淡水河砂碎石混凝土的大;基于欧洲混凝土规范CEB的预测曲线基本能反映海水海洋骨料混凝土动态强度放大系数与应变率之间的关系,而相应的吻合程度也体现了海水海砂珊瑚混凝土比淡水河砂碎石混凝土和海水海砂碎石混凝土的应变率效应更加显著。     

基于不同地域海砂的海水海砂混凝土力学性能试验研究

本研究选取山东、福建、广西三地原状海砂,测定了其物理和化学性质并与长沙本地河砂进行比较.结果表明,海砂的矿物组分、细度模数和压碎值与河砂基本相同,而不同地域海砂的氯离子和贝壳含量存在差异.采用不同地域的海砂和人工海水配制了C30、C40、C50强度等级的海水海砂混凝土(Seawater sea-sand concrete,SWSSC),测试了不同龄期海水海砂混凝土的抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度等关键力学性能,并与普通混凝土(Ordinary concrete,OC)进行了对比,采用XRD、SEM等手段研究了相关机理.结果表明,SWSSC早期(3 d和7 d龄期)抗压强度高于OC,但其后期(28 d龄期以后)抗压强度低于OC.两者抗拉强度的差异随着龄期增长不断减小,而SWSSC的360 d抗拉强度基本高于OC.最后通过1 H NMR分析比较了不同龄期的SWSSC和OC的孔结构,发现SWSSC和OC的孔结构发展规律与其力学性能发展规律一致.本研究成果可为海水海砂混凝土的配合比设计和工程应用提供重要依据.     

建筑用砂氯化物含量的检测方法

0引言沿海地区有丰富的海砂资源,建筑结构中的细集料很大一部分使用了淡化海砂。虽然海砂已经过淡化,但其中的氯化物含量还是要引起足够的重视。因为氯离子是一种穿透力极强的腐蚀介质,当接触到钢铁表面,能迅速破坏钢铁表面的钝化层,引起钢筋局部腐蚀,对腐蚀过程具有催化作用。可以说氯化物的侵入是引起混凝土中钢筋腐蚀的最主要原冈之一,严重影响混凝土的耐久性。因此不管是国家标准GB／T14684—2011《建设用砂》,     

广东汕尾地区淡化海砂性能研究

该文对汕尾09区块的海砂经淡化后的性能进行研究,进行了颗粒级配与细度模数试验、密度试验和抗折、抗压强度试验,通过试验得到了淡化海砂的细度模数、表观密度、堆积密度、抗折强度和抗压强度等物理性能参数。通过对比发现淡化海砂在抗折与抗压强度上略低于普通河沙,但各项指标均满足混凝土相关规范,得到汕尾09区块的海砂淡化后可以用于混凝土施工中的结论。之后针对海砂混凝土在施工中的注意事项进行描述。     

CFRP筋与海水海砂混凝土粘结性能试验与机制分析

通过碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)筋与海水海砂混凝土的中心及偏心拉拔试验,对比了CFRP筋在不同条件下拔出时的粘结应力及滑移值大小,得到完整的CFRP筋/海水海砂混凝土粘结-滑移曲线,同时分析了CFRP筋在混凝土中发生滑移时会产生的若干破坏模式,在此基础上对粘结-滑移曲线不同受力阶段特点进行了分析。同时,采用正交试验的方式,获得了不同因素对CFRP筋/混凝土粘结强度的影响程度。试验表明,CFRP筋/混凝土粘结力中摩擦力的占比较大,且粘结强度最主要的影响因素是混凝土的强度等级。除了传统拉拔试验中会出现的受力筋拉出破坏和混凝土劈裂破坏外,CFRP筋还会由于自身的外形、工艺及力学性能的影响,发生自身破坏。对不同破坏模式、受力筋外形的三种CFRP筋/海水海砂混凝土粘结-滑移曲线,采用多种理论表达式进行对比,最终得到不同条件下CFRP/海水海砂混凝土的粘结-滑移本构关系表达式。     

不同细骨料下不锈钢管混凝土构件受弯性能研究

为考察不同细骨料种类对不锈钢管混凝土的受弯性能的影响,进行了24根不锈钢管混凝土构件在纯弯荷载作用下的力学性能试验研究。试验的主要参数为:细骨料种类、截面形状和剪跨比。基于试验结果,对比了不锈钢管原状海砂混凝土、不锈钢管淡化海砂混凝土和不锈钢管普通河砂混凝土3类构件的破坏模态,并分析了各主要参数对试件荷载-变形关系曲线、受弯承载力和抗弯刚度的影响规律。试验结果表明:采用原状海砂和淡化海砂取代普通河砂,对不锈钢管混凝土构件受弯承载力和刚度的影响较小。建立了不锈钢管混凝土纯弯构件的有限元分析模型,并利用模型对影响构件力学性能的重要参数进行了分析,在此基础上提出了圆形和方形不锈钢管混凝土受弯承载力的简化计算公式,可为相关工程实践提供参考。     

纤维增强塑料在建筑中的应用

1.前言建筑中使用的主要材料是钢材和混凝土。一般说来,混凝土的压缩强度很大,而抗拉强度或弯曲强度却很小。为此,在桥梁用的钢筋混凝土结构中,混凝土承受着压缩力,而抗拉力则由钢筋分担。为了充分利用混凝土的高压缩特性,通过钢筋预先将压缩力导入混凝土的预应力混凝土结构(PC)近年来非常盛行。这样的混凝土结构可说是半永久性的,可是若水份渗入混凝土的微细裂缝或混凝土使用含盐分的海砂时会使钢筋受到腐蚀而导致结构劣化。又有资料报道,在日本计划建设线性电动机牵引列车,如使用原来的钢材,会因磁化而带来功率损失,所以在某些特殊环境下使用原来的钢材和混凝土是不合适的。最近复合材料的发展非常迅速,其中纤维     

浙江慈溪：严禁未经淡化处理的海砂进工地

砂是必不可少的建筑材料，但在建设过程中直接使用未经淡化处理的海砂，就会影响建筑质量，甚至缩短建筑寿命。近日，记者从慈溪市淡化海砂专项整治办获悉，现已全面开展淡化海砂专项整治，严禁未经淡化处理的海砂进入建筑工地。     

BFRP筋增强海水海砂混凝土梁的抗冲击性能EI北大核心CSCD

为研究玄武岩纤维增强复合材料(basalt fiber reinforced polymer,BFRP)筋增强海水海砂混凝土(seawater sea-sand concrete,SSC)梁的抗冲击性能,利用落锤冲击装置研究了不同冲击能量(1818 J,2727 J,3636 J,4848 J)作用下,不同混凝土强度(30 MPa,50 MPa)和配筋率(0.23%,0.48%)的BSFP-SSC梁冲击响应,并测试了冲击后梁的残余承载力。结果表明,随着冲击能量的增加,BFRP-SSC梁的破坏模式由弯曲破坏转变为剪切破坏,梁的残余承载力系数逐渐降低。提高配筋率或海水海砂混凝土强度,均可有效降低梁的最大跨中位移,提升初始峰值冲击力和抗冲击性能。该研究可为BFRP筋增强海水海砂混凝土梁的抗冲击设计提供重要依据。     

海水海砂制备活性粉末混凝土的碳化机理

采用丰富的海砂资源制备海水海砂活性粉末混凝土并研究其抗碳化性。通过硬度计研究碳化不同阶段混凝土的表面硬度,用酸度计测试其pH变化规律,用XRD和SEM研究其微观成分和形貌变化。研究发现:(1)采用指示剂法测得所有混凝土28 d碳化深度为0,通过SEM扫描电镜测试发现实际碳化发生在混凝土表面(50～100μm)。(2)碳化28 d后混凝土孔隙液pH明显降低,沿CO_2侵蚀方向混凝土孔隙液pH降低幅度呈下降趋势。在距混凝土表面3 mm内,pH变化幅度较大,最终pH均大于10. 5,大于钝化膜完全破坏的临界值(9. 88);标准养护的混凝土孔隙液的pH均大于11. 50,大于钝化膜开始不稳定的临界值;使用海水海砂制备的混凝土孔隙液pH变化小于淡水河砂制备的混凝土。(3)碳化对混凝土的力学性能影响不大,但碳化腐蚀产物沉积在混凝土表面可以增加混凝土表面硬度;(4)海水海砂活性粉末海工混凝土的碳化实际上是CO_2与混凝土表层的Ca(OH)_2、C-S-H凝胶、C_3S、C_2S以及Friedel’s盐反应,生成CaCO_3和无定型的水化SiO_2覆盖于原始混凝土表面,增加混凝土的抗碳化性。     

动态响应下海水海洋骨料混凝土受压应力‑应变本构关系研究EI北大核心CSCD

为了构建海水海洋骨料混凝土在高应变率下的受压应力⁃应变本构关系,以海水海砂碎石骨料混凝土和海水海砂珊瑚骨料混凝土为研究对象,采用大直径霍普金森压杆试验装置开展了两类混凝土动态力学性能的测试,并通过静态力学性能试验得到各自混凝土动态力学性能比较的参考基准。基于静动态受压性能试验结果,获取了海水海洋骨料混凝土破坏模式与特征、应力⁃应变关系曲线、峰值应力和峰值应变、受压强度的动态放大系数(DIF),并深入分析应变率和混凝土类型对单一性能指标的影响。研究结果表明:海水海砂碎石骨料混凝土的破坏面在于碎石与水泥浆体的界面区,而海水海砂珊瑚骨料混凝土的破坏表现为珊瑚的剪切断裂;海水海洋骨料混凝土的静动态受压过程相似,其应力⁃应变关系曲线基本经历了弹性阶段、塑性发展阶段以及全塑性破坏阶段;应变率效应对提高海水海洋骨料混凝土动态受压力学性能具有显著影响,其中珊瑚作为粗骨料比碎石粗骨料具有更高的应变率敏感性。通过数值回归分析,构建了以应变率为自变量的海水海洋骨料混凝土受压强度DIF预测模型。以《混凝土结构设计规范》提供的分段式数学方程为基础,采用数值反演法建立了海水海洋骨料混凝土静动态应力⁃应变统一本构方程。     

富氯海砂混凝土的应用可行性探讨

天然海砂已经成为我国部分沿海城市建筑用砂的重要来源,但因其较高的氯含量和夹杂细碎贝壳等特性,在工程应用中受到了一定的限制。本文比照分析了不同氯含量天然海、河砂混凝土的工作性、抗压强度以及抗氯离子渗透性能,探讨了掺合料与耐蚀剂对于内掺型富氯海砂混凝土的适用性与可行性。研究结果表明,混凝土的坍落度随砂中氯含量的增大而显著减小;砂中氯含量大小以及一定掺量掺合料与耐蚀剂的加入,基本不影响混凝土的抗压强度;掺合料与耐蚀剂还可改善混凝土的工作性及抗氯离子渗透性能,18%掺量的耐蚀剂与30%掺量的掺合料对提升混凝土抗氯离子渗透性能的能效相近。     

FRP非均匀约束海水海砂混凝土方柱轴压性能

为扩大纤维增强树脂复合材料(FRP)-海水海砂混凝土(SSC)组合结构的应用范围,改善FRP约束海水海砂混凝土柱脆性破坏特性,对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)非均匀约束海水海砂混凝土方柱的轴压性能进行了研究。试验结果表明：由于CFRP非均匀约束试件中沿高度方向CFRP厚度并不相等,因而整个破坏过程具有明显的预兆,故脆性行为得到明显改善。相比于相同体积率下的全包裹和条带约束试件,其具有更优越的力学性能,尤其是在净距比较小的情况下。随着外部CFRP条带净距的下降和层数的增加,试件的极限强度和变形能力显著提高。具体而言,由于FRP条带净距的降低导致试件的极限强度增幅在5.4%～18.5%不等,而在净距比固定状态下,当外部条带层数增大1倍后,极限强度与应变的最大增幅分别为15.8%和21.8%。最后基于试验数据,对现有部分代表性应力-应变模型对于非均匀约束混凝土的适用性进行了讨论,并给出了所有模型对于试件极限状态的预测精度与误差大小。     

适用于海水海砂混凝土阻锈剂的作用机理

采用X射线衍射、扫描电镜和X射线能谱、傅里叶变换拉曼光谱等方法分别研究了复合型阻锈剂对海水海砂混凝土中水泥水化作用、钢筋与混凝土交界面微观结构与组成、钢筋表面吸附的影响。结果表明,阻锈剂C3对水泥水化有一定的延缓作用,可以提高混凝土密实程度,对混凝土强度无不利影响,并且可以通过氨甲基丙醇的物理吸附作用、乙烯基三乙氧基硅烷的密封作用、单氟磷酸钠的化学反应沉淀作用等稳定地富集于钢筋与混凝土交界面处,增强钢筋及其钝化膜的稳定性。     

碱激发矿粉海水海砂混凝土与CFRP筋粘结性能研究

该文通过试验分析研究了碱激发矿粉海水海砂混凝土与碳纤维筋(Carbon Fiber Reinforced Polymer)筋的粘结性能。分别考虑了碱激发矿粉淡水河砂混凝土(FRASC)、碱激发矿粉淡水海砂混凝土(FSASC)、碱激发矿粉海水河砂混凝土(SRASC)和碱激发矿粉海水海砂混凝土(SSASC)四种碱激发矿粉混凝土(ASC),并与钢筋的粘结性能进行了对比。试验中分别采用直径为8 mm的CFRP筋和HRB400带肋钢筋,粘长分别为2.5 d、5 d、7.5 d、10 d和15 d(d为筋的直径)。结果表明:粘长为15 d的试件,CFRP筋的试件全部劈裂破坏,钢筋粘长为10 d、15 d的试件全部为钢筋拉断破坏;粘长为2.5 d的CFRP筋试件将筋表面的脱模带拉断而出现第二个峰值;粘结滑移曲线可分为微滑移阶段、滑移阶段、剥离阶段、软化阶段和残余阶段。     

海砂颗粒级配对UHPC性能的影响

针对海砂颗粒级配的优化,运用混料设计的方法,将A、B、C、D四个粒径段海砂分别作为四个变量进行了设计分析。建立了具有良好统计学意义的流动度模型、抗压强度模型及抗折强度模型,并利用响应面法系统分析了各粒径段海砂对超高性能混凝土(UHPC)的流动度、抗压强度及抗折强度作用规律。通过对所建模型进行多目标同步优化,得出了海砂各粒径段掺量的优化方案,制备出了流动度良好、28 d抗压强度超过130 MPa、抗折强度超过29 MPa的UHPC。     

建筑用砂氯化物的检测方法探讨

海砂中的氯化物是引起混凝土中钢筋腐蚀的最主要原因之一,严重影响混凝土的耐久性.为了避免钢筋过早锈蚀,国家标准和行业标准对氯化物含量的控制相当严格,并制定相应的检测方法.通过硝酸银标准溶液滴定检测方法和电化学检测方法的试验与分析,对相关的检测方法进行了探讨.