不同掺量的海砂对管桩混凝土性能影响的研究

由于管桩作为建筑桩基础,一般深埋于地下,地下氧气浓度低,而管桩混凝土的高密实度使得外界水分很难入侵到其内部,这样即使钢筋的钝化膜遭受氯离子破坏,钢筋也很难发生锈蚀。针对这个特点,本文研究了海砂部分或者全部取代河砂作为细骨料对管桩混凝土性能的影响。对其和易性、强度、抗氯离子渗透性能和抗钢筋锈蚀性能进行了试验分析。结果表明,海砂掺量的增加在一定程度上降低了混凝土的和易性,但通过增加减水剂掺量的方法可以解决这一问题。海砂掺量的加大除了减水剂的用量有一些增加,对强度并无不利影响。从整体上看,海砂掺量的增加对管桩混凝土的抗渗性能影响较小。在自然养护和盐雾养护条件下钢筋均无锈蚀发生,海砂掺量的变化不是影响管桩混凝土钢筋锈蚀的因素。     

海砂混凝土中钢筋锈蚀情况研究

对各种海砂混凝土体系下的钢筋成型钝化膜,再通电加速腐蚀对钢筋进行破钝,并综合电化学方法和钢筋失重率对比研究了各体系下的混凝土中钢筋锈蚀规律。结果表明,淡水拌合淡化海砂混凝土体系中的钢筋耐锈蚀能力较好;随着Cl~-浓度的提高,钢筋的腐蚀行为越严重,但是存在临界Cl~-浓度。经过淡化处理的海砂使其氯离子含量降低至一定值内,是可以代替河砂使用。若直接用海砂来配制混凝土,则需要使混凝土内部生成或者本身带有较强的碱性物质,进而才能抑制高氯离子含量的混凝土体系中钢筋的锈蚀行为。     

海砂混凝土的抗氯离子性能研究

研究海砂中的氯离子含量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律是制备抗钢筋锈蚀混凝土的基础。根据海砂中的氯离子含量不同,研究了水胶比对混凝土抗氯离子渗透性能的改善效应。结果表明:在氯离子含量分别为0、0.06%、0.12%、0.30%时,降低水胶比均能使海砂混凝土的电通量下降。当水胶比低于0.35时,海砂混凝土的电通量均可低于1000 C;水胶比相同且混凝土氯离子含量在0~0.30%时,氯离子含量越高,电通量越低,氯离子结合率越高。     

淡化海砂混凝土中钢筋的锈蚀特征

采用电化学法分析了不同强度等级的海砂混凝土与淡化海砂混凝土内的钢筋锈蚀发展规律。结果表明,随测试龄期延长,2种混凝土内钢筋腐蚀电位的绝对值为先减小后增大,腐蚀电流密度逐渐增大,且相同强度等级的淡化海砂混凝土内钢筋的腐蚀发展明显慢于海砂混凝土。海水侵蚀对钢筋锈蚀的长期影响大于NaCl溶液;此外,虽然海砂引入了氯离子,但外界环境侵入的氯离子仍是引起钢筋锈蚀的主要原因。     

海砂混凝土中钢筋锈蚀机理及其防治

通过对宁波地区海砂淡化厂里海砂的调查,探讨了海砂混凝土中钢筋的锈蚀机理及氯离子扩散规律,提出了海砂混凝土中钢筋锈蚀的防治措施。     

海水海砂混凝土中钢筋锈蚀的电化学特征

研究了不同侵蚀方式下海水海砂混凝土中钢筋发生锈蚀的电化学机理及规律,并与普通混凝土内钢筋进行了对比。通过线性扫描伏安法(LSV)和电化学阻抗谱法(EIS)对两种不同氯离子侵蚀方式下的海水海砂混凝土与普通混凝土内钢筋进行电化学测试,进而得到并分析其极化曲线与电化学阻抗谱。研究结果表明,试件自腐蚀电位随着时间的增长均逐渐升高,后续锈蚀反应更加艰难;锈蚀状态下钢筋的Nyquist图中增加了中频区与钢筋表面点蚀有关的第三段容抗弧;海水海砂试件中骨料及拌合用水所携带的氯离子导致混凝土电阻率及钢筋表面的传递电阻降低,阳极氧化反应更加容易进行;海水海砂试件中,中频区容抗弧率先消失,揭示出了随着时间的推移,钢筋表面不只一处发生坑蚀,大阴极小阳极的作用减弱,蚀孔内的阳极电流密度逐渐减小的规律。     

碱矿渣混凝土氯离子渗透及钢筋锈蚀性能

氯离子渗透是造成混凝土中钢筋锈蚀的主要原因之一.采用ASTM C1202规定的氯离子渗透试验方法及浸烘循环试验,研究了矿渣细度、溶矿比对碱矿渣混凝土氯离子渗透及钢筋锈蚀性能的影响,并探讨了碱矿渣混凝土电通量和钢筋失重率之间的关系.研究表明:在其他条件相同时,随矿渣细度增大,碱矿渣混凝土氯离子渗透性降低,抗钢筋锈蚀性能增强;随溶矿比增加,碱矿渣混凝土氯离子渗透性升高,抗钢筋锈蚀性能减弱;且6 h通过碱矿渣混凝土的电通量和钢筋失重率之间存在一定的相关性.     

城市混凝土桥梁盐冻病害调查与研究

为了探究盐冻作用下城市混凝土桥梁的破坏特征及评价盐冻环境混凝土桥梁主体结构的服役现状,通过现场调研、检测、取样和室内试验,研究了混凝土的主要物理力学性能、氯离子质量分布和表层混凝土及钢筋锈蚀物的微观结构.结果表明:盐冻作用下混凝土桥梁使用13a以后,其主体结构发生了严重的除冰盐冻融破坏和钢筋锈蚀破坏,混凝土的氯离子结合能力很低,自由氯离子浓度很高,钢筋锈蚀物中物理吸附了大量的氯离子,且氯离子迁移多堆积于靠近钢筋表面的混凝土层,其总氯离子质量高于钢筋表面及受力钢筋间混凝土近2倍;实际混凝土结构工程在盐冻作用下,混凝土保护层的氯离子浓度分布规律并不符合Fick第二扩散定律;在盐冻环境作用下进行混凝土桥梁结构的耐久性设计时,必须提高其抗盐冻能力、抗氯离子扩散渗透能力,氯离子扩散模型必须考虑表层效应.     

海砂管桩混凝土抗钢筋锈蚀性能研究

随着经济的高速发展,河砂资源短缺现象加剧,基于管桩混凝土使用环境和制作工艺的特殊性,主要研究了海砂掺量,粉煤灰掺量,阻锈剂,钢筋保护层厚度及水胶比对管桩混凝土抗钢筋锈蚀性能的影响。结果表明:海砂掺量不是影响钢筋锈蚀的主要因素;在盐雾养护条件下,当粉煤灰掺量小于25%时,钢筋均没有发生锈蚀,然而当粉煤灰掺量达到32%时,钢筋就会发生轻微锈蚀;掺加阻锈剂可以抑制钢筋锈蚀现象的发生;随着钢筋保护层厚度的增加,钢筋锈蚀率越来越小,建议管桩保护层厚度为30~40 mm为宜;盐雾养护条件下,随着水胶比的增大,钢筋锈蚀率逐渐变大,当水胶比增加到0.34时,钢筋发生锈蚀。     

混凝土冻融损伤对内部钢筋锈蚀影响研究

为研究混凝土冻融损伤对内部钢筋锈蚀程度和锈蚀速率的影响,开展加速冻融循环试验和加速钢筋锈蚀试验,同时分别用半电池电位和腐蚀电流密度两种电化学方法测定混凝土内部钢筋的锈蚀速率。试验结果表明:冻融损伤对混凝土内部钢筋锈蚀影响较大,钢筋的锈蚀速率随着冻融循环次数和氯离子侵蚀龄期的增加而增加;降低混凝土水灰比和增加混凝土保护层厚度可以有效的提高混凝土内部钢筋的抗锈蚀能力。     

玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度的试验研究

玄武岩纤维复合筋是我国战略性新兴产业重点产品。玄武岩纤维复合筋为无机材料,与混凝土基体有很好的兼容性,耐海水腐蚀性好,在替代钢筋用于海洋地材混凝土方面具有很大潜力。对比测试了玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土、玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土、钢筋与淡水河砂混凝土、钢筋与海水海砂混凝土的握裹强度,试验发现玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度比钢筋与混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土的握裹强度比玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度极差较大。     

杂散电流影响下海砂混凝土的力学性能以及钢筋锈蚀特征

对杂散电流影响下海砂混凝土的力学性能以及钢筋锈蚀特征进行了研究。结果表明:随着加载电压的增大以及通电时间的延长,其抗压强度和弹性模量明显下降;通过电化学当量和钢筋腐蚀电流密度特征变化,杂散电流对河砂混凝土钢筋锈蚀影响较弱,但会加速海砂混凝土钢筋锈蚀,产生不利影响。     

未淡化海砂超高性能混凝土的性能研究

对利用未经淡化处理海砂配制的超高性能混凝土(UHPC)的抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、抗冻性能、抗氯离子渗透性能和护筋性能进行了系统的试验研究。结果表明:抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度分别大于120 MPa、20 MPa和12 MPa,弹性模量大于40 GPa,其抗冻等级超过F500,电通量值不超过50 C,力学性能和耐久性指标均满足GB/T 31387—2015《活性粉末混凝土》的要求。此外,本试验显示,经过40次的盐水浸烘循环试验后,未淡化海砂UHPC中的钢筋锈蚀风险较低。     

利用海砂制备高性能混凝土试验研究

研究了细集料砂对水泥胶砂性能的影响,并以海砂为细骨料制备高性能混凝土,分别进行了C60、C100等级海砂高性能混凝土工作性能、力学性能以及耐久性能试验研究。结果表明:海砂水泥胶砂抗压强度比河砂低,但是抗折强度要高于河砂;海砂制备同等级高性能混凝土的工作性、28 d抗压强度及劈裂抗拉强度要优于天然河砂,且早期强度发展迅速;采用电通量法和NEL法评价的氯离子渗透性都处于很低的水平,为海砂混凝土的研究与应用提供了研究基础,为制定海砂混凝土应用技术规范提供重要参考。     

废弃玻璃砂对地聚合物混凝土性能的影响

将废弃玻璃砂取代部分河砂制备偏高岭土基地聚合物混凝土,研究了废弃玻璃砂取代率对地聚合物混凝土力学性能与耐久性能的影响。结果表明,随着废弃玻璃砂取代率的增加,地聚合物混凝土的抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度均先提高后降低,取代率为60%时地聚合物混凝土的力学性能最佳。增大废弃玻璃砂取代率可显著提高地聚合物混凝土的抗化学侵蚀性能,当取代率超过80%时,地聚合物混凝土试样分别在2%H2SO4溶液和5%NaCl溶液中浸泡60 d后的抗压强度损失较小。     

粉煤灰对淡化海砂混凝土性能的影响

选取两种不同来源的粉煤灰(FAⅠ、FAⅡ),研究了其品质差异和掺量(0、15％、30％、45％)及水胶比(0.5、0.4、0.3)对淡化海砂混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响.研究表明:相较于FAⅡ,FAⅠ型粉煤灰的需水量更小,采用较少的减水剂能使新拌混凝土具有良好的工作性;在水胶比相同的情况下,FAⅠ型粉煤灰对混...     

锈蚀钢筋再生混凝土梁力学性能试验研究及ANSYS分析

通过对钢筋通电加速锈蚀的方法,对12根不同钢筋锈蚀率下粗骨料取代率为100%再生混凝土梁的三分点加载试验,分析相同强度条件下不同钢筋直径和锈蚀率的再生混凝土梁力学性能的影响。结果表明:当钢筋锈蚀率小于10%时,钢筋与再生混凝土的粘结强度足以保证两者能够共同工作,此时试验梁发生材料强度破坏模式;当钢筋锈蚀率超过了10%时,钢筋与再生混凝土的粘结强度不足以保证两者共同工作,此时试验梁发生粘结失效破坏模式。基于ANSYS有限元软件对不同钢筋锈蚀率的再生混凝土梁进行模拟分析,并对锈蚀钢筋再生混凝土梁跨中截面的荷载应力关系曲线进行验算,通过有限元结果与试验结果对比,验证了有限元分析模型的可靠性。     

镁基海水海砂混凝土技术研究

镁基海水海砂混凝土以海砂为唯一骨料,以原状海水为拌合水,具有较高强度。硫氧镁水泥MOS含量为16%时,28d抗压强度达59MPa以上、抗折强度达10MPa以上;含量增至20%时,28d抗压强度达72MPa以上、抗折强度达16MPa以上。试验证明,使用较少的镁基胶凝材料即可使海水海砂混凝土达到较高强度,满足多种建材产品的强度要求。同样,氯氧镁水泥MOC含量为25%时,7d抗压强度达68MPa以上,28d抗压强度达94MPa以上。海水拌合海砂混凝土以镁基胶凝材料通过改性剂及掺合料控制海砂中游离氯离子的含量,克服硫酸盐硫酸根离子与混凝土孔隙中的钙离子发生反应,提高混凝土材料的强度和耐久性。以原状海水代替淡水直接拌合,就地取材,以盐治盐,施工成本低廉,经济优势明显。