干湿交替氯盐环境下氧化石墨烯水泥砂浆抗侵蚀研究

抗氯离子侵蚀能力的强弱对水泥基材料服役寿命长短有着关键性的影响。本文研究了不同氧化石墨烯(GO)掺量(0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%,质量分数)在干湿交替氯盐环境下对水泥砂浆抗氯离子侵蚀性能的影响,分析了不同GO掺量下自由氯离子浓度与水泥砂浆抗氯离子侵蚀性能之间的关系,并利用扫描电子显微镜从微观角度分析水泥砂浆的抗侵蚀性能。结果表明:GO能显著提高水泥砂浆的抗氯离子侵蚀能力,最佳掺量范围为0.04%~0.06%;在同一钻孔深度处,水泥砂浆内的自由氯离子浓度随着GO掺量的增加先降低后升高;GO能有效调节水泥砂浆的微观形貌,减少内部孔隙产生,密实结构,提高水泥砂浆抗氯离子侵蚀能力。     

氯盐环境下粉煤灰及矿粉对砂浆性能的影响

主要研究了氯盐环境中掺粉煤灰和矿粉的砂浆性能.通过测试在氯化钠和氯化钙溶液浸泡之后的水泥砂浆的自由氯离子浓度和总氯离子浓度,研究了矿物掺合料对氯离子结合能力的影响,结论表明随着矿物掺合料掺量的增加,砂浆的氯离子结合能力也会提高.基于RCM法检测了砂浆的氯离子扩散系数,结果表明粉煤灰和矿粉均可以提高混凝土的抗氯离子渗透性,并且矿粉对抗氯离子渗透性的改善作用更显著.基于氯盐结晶、氢氧化钙溶出、Friedel's盐角度,分析砂浆孔隙率变化的原因,结论表明氯盐会导致砂浆孔隙率增加,而矿物掺合料则可以减小由氯盐引起的孔隙率增加的作用.     

焙烧水滑石对砂浆中氯离子渗透的影响

通过3.5%NaCl溶液连续浸泡的方式,从砂浆的孔隙结构和氯离子结合能力两个方面,研究了CLDHs的掺加对水泥砂浆抗氯离子渗透的影响,结果表明:与空白砂浆相比,随CLDHs的掺量增加,砂浆强度在一定程度上有所降低,但孔隙结构密实度相应提高;CLDHs的掺加能够显著提高砂浆的抗氯离子侵蚀能力,砂浆氯离子结合能力提高了20%~36%,氯盐浸泡28 d氯离子的渗透深度减小了26%~35%,且CLDHs掺量不宜过大,以占胶凝材料的3%左右为宜.     

硅灰混凝土表观氯离子扩散系数影响因素的研究

通过自然扩散法测定了硅灰混凝土在高浓度氯盐介质中浸泡不同时间后自由氯离子的浓度分布,研究了硅灰混凝土表观氯离子扩散系数与硅灰掺量、养护时间、暴露时间以及溶液种类的关系.结果表明:掺加适量的硅灰可以有效减小混凝土表观氯离子扩散系数;增加养护时间将降低硅灰混凝土表观氯离子扩散系数;硅灰混凝土的表观氯离子扩散系数在3种溶液中的大小顺序为:3.5％ NaCl+ 5％ MgSO4溶液＞3.5％ NaCl溶液＞青海盐湖卤水.     

钙铝类水滑石对混凝土抗盐冻性能的影响

以氯盐为主要成分的除冰盐会导致混凝土发生盐冻破坏,而钙铝类水滑石(CAHL)可以对氯离子进行吸附固化。为研究CAHL对混凝土抗盐冻性能的影响,在C30混凝土中分别掺加胶凝材料质量0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的CAHL,测试不同CAHL含量对混凝土抗压强度、电通量、盐冻剥落质量、自由氯离子浓度的影响。结果表明:当CAHL掺量≤1.5%时,随着掺量的增加,混凝土的抗压强度逐渐增大,而电通量逐渐降低,说明合适的CAHL掺量可以提高混凝土的致密性;随CAHL掺量的增加,Friedel's盐的衍射峰逐渐增强,说明CAHL可以较好地固化氯离子;CAHL通过提高混凝土致密性和固化氯离子有效降低了盐冻条件下混凝土中的自由氯离子含量;与空白样相比,CAHL掺量为1.5%时的混凝土经28次单面盐冻剥落后质量损失下降22.9%。     

矿物掺合料对低水胶比混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用ASTM C1202-97方法测定混凝土氯离子电通量及渗透等级,主要研究了矿渣、粉煤灰、偏高岭土在单掺及不同比例复掺时对低水胶比混凝土抗氯离子渗透性能的影响.实验结果表明:矿物掺合料能有效改善低水胶比混凝土抗氯离子渗透性能.粉煤灰与矿渣复掺时,随着矿渣所占比例增加,混凝土氯离子渗透等级逐渐降低.水胶比为0.38,偏高岭土与矿渣复掺时随着偏高岭土所占比例增大,混凝土氯离子电通量先降低后增加,与基准组相比较,掺入比例为1∶1时其28 d氯离子电通量降低了93％.偏高岭土与矿渣复掺能有效改善混凝土的孔隙结构,孔径趋于细化,提高了混凝土抗氯离子渗透性能.     

硝酸银显色法测量混凝土氯离子表观扩散系数

研究了硝酸银显色法快速测量混凝土中氯离子表观扩散系数。将14组混凝土试件分别在16.5%与3.5%NaCl溶液中浸泡90d和300d,用AgNO_3显色法及NT Build 443法测量其氯离子表观扩散系数(D_A和D_N)。结果表明:用浸泡液浓度为表面氯离子浓度情况下,当表层氯离子浓度与浸泡液氯离子浓度相近时,D_A与D_N值相近;浸泡90 d时,一部分D_A与D_N值相近;浸泡300 d时,所有的D_A与D_N均十分相近。测量的表层氯离子浓度作为表面氯离子浓度时,所有D_A和D_N均十分接近。因此,合理确定表面氯离子浓度后,硝酸银显色法可以快速且较为精确地测量混凝土氯离子表观扩散系数。     

持续荷载和锂渣取代量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

为考察受载锂渣混凝土抗氯离子渗透性能,本文设计了锂渣取代水泥质量0%、10%、20%和30%的C20、C30和C40混凝土,对混凝土试件施加极限压荷载的10%、30%和50%,作为持续压应力,进行氯离子渗透性能试验。结果表明：水灰比范围在0.40～0.62时,电通量随着水灰比的增大而增大;对于施加不同压应力的混凝土,当压应力比达到0.3时,C20和C30混凝土电通量有明显的提升,当压应力比达到0.5时,C40混凝土电通量有明显的提升;对于不同锂渣取代量的混凝土,电通量随着锂渣取代量的增大而减小。结合Fick第二定律和质量守恒定律,建立在持续荷载作用下锂渣混凝土氯离子渗透模型,结果表明,氯离子在浸泡环境下的渗透性能符合试验规律,模拟结果与试验结果一致。     

陶瓷粗骨料混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

试验采用电通量法研究了陶瓷粗骨料、矿物掺合料掺量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响.试验结果表明:陶瓷粗骨料掺量对混凝土抗氯离子渗透性能影响不大,与普通混凝土一样,其渗透性能等级为Q-Ⅱ;28 d龄期时,电通量随着粉煤灰掺量的增大略有增加;龄期继续增长,粉煤灰的掺入明显改善了混凝土抗氯离子渗透性能.复掺硅粉后,随着硅粉的增加,混凝土的电通量明显降低,硅粉的掺入大大提高了混凝土的抗氯离子渗透能力.     

再生骨料混凝土抗氯盐侵蚀性能研究

本文研究了再生骨料混凝土的抗氯盐侵蚀性能。相比传统骨料制备的混凝土,再生骨料混凝土在孔结构、孔隙液pH以及力学、耐久性方面均表现出较差的服役效果:再生骨料混凝土孔隙率是传统骨料混凝土的3.4倍,达到1.70%,孔径分布也更趋向于大孔危害孔;实测电通量和氯离子扩散系数分别是传统骨料混凝土的4.21倍和6.54倍;再生骨料混凝土28d抗压强度为传统骨料混凝土的62.00%;使用再生骨料制备的混凝土孔隙液pH整体低于传统骨料混凝土。同时研究发现,再生骨料替代传统骨料比例小于50%时,混凝土的抗氯离子渗透能力略微提高;采用自然浸泡法测得再生骨料混凝土的力学性能表现为先提高后降低。     

Diffusion of chloride ions in polymer‐mortar composites

In recent years, the rapid deterioration of various reinforced concrete structures has been a widely recognized problem in the world. Penetration of chloride ions into the concrete structures was found to be the major cause of premature corrosion of reinforcing steel and to promote their deterioration. The present articles deals with the resistance to chloride penetration of polymer‐mortar, which are often used as low‐cost promising materials for preventing or repairing various reinforced concrete structures. To gain more knowledge on the efficiency of polymer‐mortar, four mortar mixtures: one specimen with Portland cement (control sample) and three mixtures with 2.5, 5, and 7.5 wt % of the replacement of cement by polyethylene terephthalate (PET) were tested for chloride ion permeability under immersion in 5% sodium chloride solution. Their chloride ion penetration behavior is discussed by applying Fick's second law. In conclusion, the chloride ion penetration depth and apparent chloride ion diffusion coefficient of the polymer‐mortar composites are smaller than those of unmodified mortar. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

Enhancement of barrier properties of cement mortar with graphene nanoplatelet

The transport properties of cement mortar with graphene nanoplatelet (GNP) are investigated experimentally in this study. GNP, a low cost carbon-based nano-sheet, was added to mortar at contents of 0, 2.5, 5.0 and 7.5%, by weight of cement. The water penetration depth, chloride diffusion coefficient and chloride migration were determined for cement mortar with GNP and compared with plain cement mortar specimens. Test results showed that the addition of 2.5% GNP can cause significant decrease of 64%, 70% and 31% for water penetration depth, chloride diffusion coefficient and chloride migration coefficients respectively. The reduced water and ions ingress can be partially attributed to a reduction in the critical pore diameter of about 30%. This refinement of the microstructure by the GNP is validated by the mercury intrusion porosimetry (MIP) results. The impermeable GNP also contributes to the reduced permeability due to the increased tortuosity against water and aggressive ions ingress.     

防腐阻锈剂对混凝土性能影响试验研究

将防腐阻锈剂按照不同比例等量取代普硅水泥配制混凝土,研究其对混凝土抗压强度、抗硫酸盐侵蚀系数、氯离子渗透系数、腐蚀电量等性能指标的影响,并通过SEM扫描电镜观察混凝土3 d、7 d、28 d的水泥水化产物形貌.研究结果表明:掺入防腐阻锈剂后,混凝土的工作性能、后期力学性能、抗硫酸盐侵蚀性能、氯离子渗透性能、抗氯盐侵蚀性能明显优于基准混凝土;防腐阻锈剂的掺入消耗了水泥中的C3A、水泥水化产生的Ca(OH)2,生成钙矾石和C-S-H凝胶,产生微膨胀效应使混凝土结构更加致密,提高了抗硫酸盐、氯盐侵蚀性能.     

引气混凝土抗氯离子渗透性及其微观孔结构

研究了不同混凝土含气量和水灰比下混凝土的抗压强度和氯离子扩散系数变化,以及相应的孔结构特性.结果表明:引气剂掺量影响混凝土的气泡分布和孔道连通性;适量引气剂有助于增加混凝土中独立、封闭、分布均匀、稳定的微小气泡数量,降低孔隙之间的连通性,进而提高混凝土的抗氯离子渗透性能,含气量为5%的C30混凝土的氯离子扩散系数仅为C30基准混凝土的69.52%,并且相对于C30混凝土,此效应对C50混凝土的作用的效果更加明显.     

氯离子掺入方式及偏高岭土对砂浆氯离子结合性能的影响

通过模拟海砂与拌合水将相同含量的氯离子引入砂浆,研究了氯离子掺入方式及偏高岭土对氯离子结合性能的影响。采用能谱仪(EDS)分析了砂浆中氯离子含量分布,使用X射线衍射(XRD)及微商热重法(DTG)分析了水化产物的变化,采用压汞法(MIP)分析了砂浆孔隙结构的变化。结果表明,海砂型氯离子存在从砂粒表面向胶凝材料扩散的过程,而拌合水引入氯离子在砂浆中分布较为均匀。龄期1 d时,砂浆对海砂型氯离子结合性能低于拌合水引入氯离子;龄期28 d时,两种内掺型氯离子结合性能趋于一致。偏高岭土加速早期水泥水化反应,会促进砂浆对拌合水引入氯离子的结合。随偏高岭土掺量的增加,Friedel’s盐及Ca(OH)₂含量逐渐减少。20%与30%(质量分数)偏高岭土掺量下,拌合水引入氯离子对孔隙结构的细化效果更为显著。     

海水和矿物掺合料对硫铝酸盐水泥砂浆性能的影响

本文研究了不同拌和水以及海水拌和时粉煤灰和硅灰掺量对硫铝酸盐水泥(SAC)砂浆力学性能和表观孔隙率以及净浆凝结时间、化学收缩、孔溶液pH值和氯离子结合能力等的影响,并通过XRD、SEM和EDS分析水泥水化产物和微观结构。结果表明,海水能加快SAC早期水化并提高其早期强度,但后期强度和淡水拌和时无明显差别。粉煤灰和硅灰均会延长SAC凝结时间,对早期抗压强度不利,而掺加质量分数为5.0%和7.5%的硅灰能提高SAC砂浆28 d抗压强度。硅灰掺量增加时会提高用水量和表观孔隙率,降低流动性,使水泥化学收缩增大,降低净浆pH值且减少氯离子结合量;粉煤灰能够提高砂浆流动性,减少水泥化学收缩,但掺量越大对SAC砂浆抗压强度和抗折强度越不利,掺质量分数为10%的粉煤灰可小幅提高氯离子结合量且减小表观孔隙率。     

掺合料对C60高性能混凝土氯离子扩散性能的影响

通过混凝土氯离子扩散系数试验,研究C60高性能混凝土的氯离子扩散性能.试验结果表明:掺合料(粉煤灰、矿粉)掺量在0～30%范围内降低了混凝土的氯离子扩散系数,粉煤灰较佳掺量为20%左右;掺合料复合使用效果更优,28 d时,粉煤灰取代水泥23%、矿粉取代水泥10%混凝土28 d氯离子扩散系数比纯水泥混凝土降低了35.2%...