硫铝酸盐水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能

通过制配水泥胶砂试件进行硫酸盐侵蚀试验,研究了水灰比、养护龄期、侵蚀溶液浓度、侵蚀龄期等对硫铝酸盐水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响;并采用宏观观测和扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)微观观测方法,分析和揭示其抗硫酸盐侵蚀机理,并与高抗硫硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能进行了对比。结果表明,硫铝酸盐水泥胶砂试件可以抵抗高浓度硫酸盐的侵蚀,且随着水灰比的降低、养护龄期的延长,其抗硫酸盐侵蚀能力会进一步得到提高;硫铝酸盐水泥混凝土较高的抗硫酸盐侵蚀能力,主要取决于混凝土的高密实度和化学侵蚀内因的减少。侵蚀发生在开口孔隙内,侵蚀产物是团簇状钙矾石(AFt),硫铝酸盐水泥具有显著高于高抗硫水泥抗硫酸盐侵蚀的能力。     

PVA纤维对水泥胶砂抗侵蚀性能的影响

研究了不同掺量PVA纤维水泥胶砂经浓度为10000 mg/L和30000 mg/L的硫酸钠溶液侵蚀后的抗压强度和抗折强度变化规律,并以抗折抗蚀系数为指标评价了碱环境下PVA纤维对水泥胶砂抗侵蚀性能的影响。结果表明:随PVA纤维体积掺量的增加,水泥胶砂拌和物的流动度逐渐减小;经硫酸钠溶液侵蚀后,各组试件的力学性能和抗折抗蚀系数均有不同程度降低,高浓度和长侵蚀龄期对水泥胶砂的抗侵蚀性能影响较显著;对比基准组,掺入PVA纤维可有效提高水泥胶砂的力学性能和抗折抗蚀系数,且PVA纤维体积掺量为0.2%时效果最好。     

铝酸盐水泥抗海水侵蚀性能研究进展

铝酸盐水泥具有优良的抗海水侵蚀性能。针对海水中Cl~-、SO_4~(2-)和Mg~(2+)这3种主要侵蚀离子,综述了铝酸盐水泥在抗海水侵蚀机理方面的研究进展,着重介绍了其在抗氯离子侵蚀方面的机理研究,概括了铝酸盐水泥在海洋工程中耐久性的提高途径。以期对铝酸盐水泥在海洋工程中的应用起到一定的理论指导作用。     

硫铝酸盐水泥混凝土抗氯离子侵蚀机理分析

采用欧洲BUILD492《非稳态氯离子迁移试验法》测定普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥混凝土的氯离子非稳态扩散系数,应用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)以及孔结构分析分别对这种水泥水化产物和水泥石内部结构进行研究,并对其抗氯离子侵蚀性能及其抵抗机理进行了研究分析.结果表明:硫铝酸盐水泥是提高混凝土抗氯盐侵蚀...     

硅质机制砂对砂浆性能的影响及机理研究

采用硅质机制砂制备水泥砂浆,研究了水灰比、胶砂比对硅质机制砂水泥砂浆力学性能、抗氯离子渗透能力、吸水率的影响,并对水化28 d后水泥砂浆的微观形貌进行分析。结果表明：机制砂水泥砂浆的抗折抗压强度随水灰比的增大而降低,随胶砂比的增大而提高;随着水灰比和胶砂比的增大,砂浆的吸水率提高,抗氯离子渗透能力变差。SEM分析表明水灰比的增大,会导致硬化浆体的孔隙率增多,容易引起结构缺陷;胶砂比越大,机制砂水泥砂浆水化程度越好,纤维状的C-S-H凝胶和针棒状的钙矾石填充覆盖了砂浆的孔隙,起到了“微配筋纤维”作用,有利于强度的提高。     

粉煤灰对水泥抗硫酸盐性能的影响研究

通过对水泥胶砂试件的潜在膨胀性能及试件在硫酸钠环境中的抗侵蚀性能的试验研究,讨论了水泥品种、粉煤灰掺量、无碱速凝剂及养护时间对水泥一粉煤灰复合胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响.结果表明,粉煤灰能够较好的抑制硫酸盐侵蚀所引起的膨胀,但这种抑制作用主要表现在后期;在无碱速凝剂存在的条件下,粉煤灰对水泥抗硫酸盐性能的影响尤为显著.同时,粉煤灰能够显著提高硫酸盐侵蚀环境下长龄期水泥胶砂试件的抗压强度.经过充分养护的水泥胶砂试件也有较好的抗硫酸盐性能.     

超细微粉对水泥胶砂抗硫酸盐侵蚀的影响

研究了不同细度超细微粉掺合料对水泥胶砂在硫酸钠溶液全浸泡和干湿循环条件下抗侵蚀性能的影响,测试试件在(20±2)℃的3%Na_2SO_4溶液浸泡后的强度变化情况,从胶砂抗折强度的发展规律入手,结合抗蚀系数对胶砂抗硫酸盐侵蚀性能进行评价,并对两种侵蚀条件下胶砂抗硫酸盐侵蚀的性能进行了比较分析。结果表明:在全浸泡条件下胶砂抗折强度随掺入微粉比表面积变化规律为:550 m~2/kg450 m~2/kg310 m~2/kg空白组,超细微粉掺合料的加入明显的提高了水泥胶砂的抗折强度;在干湿循环条件下掺入超细微粉水泥胶砂抗折强度28 d前变化规律为:450 m~2/kg空白组550 m~2/kg310 m~2/kg;28 d后为强度下降阶段,掺入超细微粉掺合料各组强度下降速度均超过空白组,超细微粉掺合料的加入对于提高水泥胶砂在干湿循环条件下的抗折强度的效果不明显,特别后期加剧了强度下降。     

陶砂对石灰石-煅烧黏土-水泥砂浆性能的影响

采用轻质陶砂、水泥、偏高岭土和石灰石粉制备了石灰石-煅烧黏土-水泥（LC3）砂浆,研究了陶砂掺量及预湿状态对LC3砂浆干密度、力学性能、抗渗性能及抗氯离子侵蚀能力的影响,分析了其强度形成和微观结构机理.结果表明：随着砂胶比的增大,LC3砂浆的干密度和抗压强度逐渐降低,累积吸水量逐渐增大,抗氯离子侵蚀能力逐渐增强;与掺未预湿陶砂的LC3砂浆相比,掺预湿陶砂的LC3砂浆试件28 d抗压强度增大3.4%～10.8%,28 d电通量降低59.0%～80.0%,累积吸水量降低更为显著. LC3体系中石灰石粉的成核作用能够促进水泥早期水化,偏高岭土的火山灰反应有利于细化孔结构,同时预湿陶砂的内养护效应能够维持基体内部湿度继续促进水泥水化,使得掺预湿陶砂的LC3砂浆微观结构更为密实,从而提高了其力学性能、抗渗性能和抗氯离子侵蚀能力.     

矿物掺合料对水泥基材料抗侵蚀性能的影响

研究了石灰石粉、硅灰-石灰石粉、硅灰-粉煤灰、硅灰-矿渣粉和纳米Al_2O_3、纳米Fe_2O_3对全浸泡水泥基胶砂抵抗硫酸盐和氯盐复合溶液侵蚀性能的影响,探讨了不同组成水泥基材料增强抗侵蚀性的可行性。测试了水泥基胶砂的外观形貌、强度,并利用XRD分析了侵蚀试样的物相组成。结果表明,硅灰-矿渣粉增强水泥基材料的抗侵蚀性能较好。     

氯离子侵蚀下水泥基灌浆料力学性能试验研究

针对青海盐湖地区混凝土结构遭受氯盐的侵蚀破坏的情况,采用长期浸泡法研究了水泥基灌浆料在不同浓度(10%,15%,20%) Na Cl溶液下的抗氯离子侵蚀力学性能,从强度耐蚀系数(抗折耐蚀系数、抗压耐蚀系数)及氯离子侵蚀深度两方面对水泥基灌浆料抗氯离子侵蚀性能进行了分析研究。试验结果表明,在相同浓度的Na Cl盐溶液及水泥基灌浆料配合比下,水泥基灌浆料试件随着浸泡时间的增长,其抗折耐蚀系数和抗压耐蚀系数呈现出先缓慢增大后大幅度降低的趋势;随着Na Cl盐溶液浓度的增加,浸泡9个月的水泥基灌浆料的抗压耐蚀系数降低了4. 1%;水泥基灌浆料试件的氯离子侵蚀深度随浸泡时间的增加而增加,浸泡至9个月后,氯离子侵蚀速率减缓趋于稳定,试件氯离子侵蚀深度的增长率仅为2. 6%。在此基础上,对抗氯离子侵蚀性能最好的NJ3试件在15%Na Cl溶液下进行冻融循环试验,结果表明,随着冻融循环次数的增加,NJ3试件的氯离子侵蚀深度逐渐增加,在75次冻融循环后,氯离子侵蚀深度的增长速率有所降低,200次冻融循环试验之后,NJ3试件的氯离子侵蚀深度为4. 35mm。     

复合液体抗腐蚀剂对海洋混凝土性能的影响研究

试验研究对比了4种复合液体抗腐蚀剂FS-1～FS-4对水泥胶砂强度和混凝土的工作性、力学性能与耐久性的影响。结果表明:相对于空白样,4种复合液体抗腐蚀剂均可提高水泥胶砂的抗折强度11.6%～13%,改善混凝土的工作性,提高混凝土28 d抗压强度14%～15%;通过碳化试验、抗氯离子渗透试验以及模拟海水干湿循环试验得出,4种抗腐蚀剂可以减缓混凝土碳化速率13.0%～21.7%,提高混凝土的抗碳化性能,6 h电通量降低23%～32%,有效降低海洋环境对混凝土强度和质量损失的影响。     

海水侵蚀环境下粉煤灰对清水混凝土耐久性的影响

采用抗压强度、电通量及RCM法、XRD和SEM,研究了粉煤灰对清水混凝土在海水侵蚀环境下耐久性的影响规律。结果表明:粉煤灰的掺入对清水混凝土后期强度没有明显降低作用,甚至略有提高,电通量及氯离子扩散系数均降低;XRD结果显示,海水的侵蚀会导致水泥浆体中Ca(OH)_2含量降低,AFm向AFt转变,同时生成大量Friedel盐,而掺入粉煤灰后可生成更多的Friedel盐,固化海水周围的Cl~-,减少Cl~-对钢筋混凝土的锈蚀破坏作用,从而提高清水混凝土抗侵蚀性能;SEM结果显示,粉煤灰的掺加减少了钙钒石的生成,同时也使胶凝材料结构变的更加致密,降低了孔隙率,减少了海水的侵蚀破坏。     

氯离子与冻融侵蚀共同作用下水泥基灌浆料力学性能试验研究

青海盐湖地区的建筑物长期遭受氯离子的侵蚀及季节性冰冻破坏,通过试验,研究了不同配合比水泥基灌浆料在不同NaCl溶液浓度(10%,15%,20%)下的抗冻融侵蚀性能,并探讨水泥基灌浆料外观形态、质量损失率和强度损失率的变化。试验结果表明:氯离子和冻融侵蚀共同作用下对水泥基灌浆料的破坏大于单一冻融作用下的破坏;在一定的氯离子浓度范围内,随NaCl溶液浓度的增加,试件的抗冻性能降低;而高浓度的NaCl溶液可以有效降低水的冰点,提高其抗冻性能;掺入适量的矿物掺合料,水泥基灌浆料可展现出良好的抗冻性能。为将水泥基灌浆料推广到氯离子和冻融侵蚀共同作用下的实际工程中提供可靠的理论试验依据。     

水泥品种对钻孔灌注桩混凝土耐久性的影响

为了确定同时受硫酸盐强腐蚀作用和氯离子强腐蚀作用的钻孔灌注桩混凝土的水泥品种,考察了普通硅酸盐水泥、高抗硫水泥及Ⅱ型硅酸盐水泥对钻孔灌注桩混凝土的耐久性影响。分别研究了评价抗硫酸盐侵蚀性能的抗压强度耐蚀系数、砂浆膨胀系数和砂浆抗折强度抗蚀系数,以及评价抗氯离子侵蚀性能的氯离子迁移系数、氯离子扩散系数和电通量。结果表明,与采用普通硅酸盐水泥相比,采用高抗硫水泥与Ⅱ型硅酸水泥的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能没有明显提高;普硅水泥混凝土的抗氯离子侵蚀性能要优于高抗硫水泥混凝土和Ⅱ型硅酸盐水泥混凝土。在硫酸盐与氯离子双重强腐蚀作用下,普硅水泥制备的高性能钻孔灌注桩混凝土具有良好的耐久性。     

桥墩抗裂抗腐高性能混凝土试验研究

针对北方寒冷地区易受海水或化冰盐侵蚀的桥墩块体混凝土进行配合比试验研究。根据试验分析在不同水胶比中掺入不同组分的矿渣与粉煤灰时混凝土的强度、抗氯盐侵蚀能力及抗裂性能的变化情况。结果表明,混凝土抗裂及抗氯离子侵蚀性能可通过改变胶凝材料中掺合料的比例实现,而采用中热水泥并掺入一定比例的磨细矿渣和粉煤灰,可配制出强度等级满足混凝土规范要求、抗氯离子侵蚀能力强的高性能混凝土。     

矿渣-海水湿排粉煤灰复合胶凝材料的制备研究

通过优化配合比组分、粒级设计和使用外加剂,制备出一种高掺量矿渣、粉煤灰且使用水泥熟料较少的矿渣-海水湿排粉煤灰基复合胶凝材料。研究了独特的粉磨方式所制备的复合胶凝材料、石膏掺量、矿渣与粉煤灰的掺量及比例对复合高性能胶凝材料体系强度的影响,初步阐明了复合胶凝材料的活性与级配协同优化效应。复合胶凝材料胶砂水胶比为0.33时具有较好的流动度,胶砂试块养护28d抗压强度可以达到53.53MPa,抗折强度达到13.92MPa,并具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能,其氯离子含量符合国家使用标准。     

氯离子对无机聚合物和硅酸盐水泥水化特性和硬化浆体性能的影响

研究了内掺氯离子对无机聚合物和硅酸盐水泥基本性能的影响,以及其硬化浆体对氯离子的固化特性及机理分析。结果表明:氯离子引入对无机聚合物及硅酸盐水泥的标准稠度用水量影响不大,对无机聚合物有缓凝作用,对硅酸盐水泥有促凝作用;氯离子对无机聚合物胶砂的抗压强度影响不明显,能提高硅酸盐水泥胶砂的早期抗压强度,但都能降低两种胶凝材料的抗折强度;内掺氯离子不改变无机聚合物和硅酸盐水泥的水化特性,但会改变放热峰的峰值及出峰时间;当水胶比一定时,无机聚合物与硅酸盐水泥硬化浆体对氯离子的固化能力总体的变化趋势表现为随龄期的增加而提高,随NaCl掺量的增加而下降,无机聚合物对氯离子的固化率低于硅酸盐水泥硬化浆体的原因是没有形成Friedel′s盐,仅仅由水化形成的C-S-H凝胶吸附氯离子。     

矿粉和粉煤灰对机制砂混凝土力学性能及抗氯离子渗透性能的影响研究

以胶凝材料组成和胶凝材料用量为变量,采用RCM法,测定混凝土的氯离子渗透系数,探究30%矿粉、30%粉煤灰、15%矿粉和15%粉煤灰对机制砂混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能的影响。矿粉取代率提升幅度为15%时,机制砂混凝土氯离子渗透系数减少了0.20×10^-12 m²/s;粉煤灰取代率增加幅度为15%时,机制砂混凝土氯离子渗透系数增大了0.05×10^-12 m²/s;当胶凝材料组成为15%矿粉和15%粉煤灰时,机制砂混凝土抗氯离子侵蚀性能最好。     

影响水泥—粉煤灰抗硫酸盐性能的若干因素

采用快速试验方法研究了波特兰水泥粉煤灰混合胶凝材料的抗硫酸盐性能，探讨了水灰比和养护温度对水泥胶砂试件抗硫酸盐性能的影响．研究结果表明，较高的水灰比或养护温度会有助于硫酸盐侵蚀的发生和发展，进而引起试件的膨胀和破坏．高水灰比的胶砂具有较大的比渗透率和有效扩散系数．     

湿-烘循环作用下PVA纤维增强水泥基复合材料抗氯离子侵蚀性能研究

采用湿-烘循环的试验方法,以PVA纤维体积掺量和烘干温度为参数,研究了PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)的抗氯离子侵蚀性能。结果表明:湿-烘循环作用下,随着PVA纤维体积掺量逐渐增加,PVAFRCC试件氯离子平均侵蚀深度变化幅度较小,而氯离子最大侵蚀深度逐渐降低。与同等条件下混凝土相比,氯离子最大侵蚀深度约降低20.9%~48.9%,同时,同一侵蚀深度处自由氯离子浓度明显降低。随着烘干温度的升高,PVAFRCC试件氯离子平均和最大侵蚀深度增长明显;相同侵蚀深度处自由氯离子浓度明显增加。PVA纤维体积掺量和烘干温度对PVA-FRCC抗氯离子侵蚀性能有较明显的影响。