粉煤灰与表面涂层对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响

试验了不同掺量下单掺粉煤灰、表面涂层材料(环氧树脂或聚合物水泥基防水材料)以及两者共同作用对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响,分析了粉煤灰改善混凝土抗氯离子渗透性能的机理。研究结果表明:粉煤灰和表面涂层均可显著地提高混凝土的抗氯离子渗透能力;粉煤灰的改善效果随着掺量的增加而增加;环氧树脂的作用效果比聚合物水泥基防水材料更明显;粉煤灰与表面涂层材料结合使用效果更优;粉煤灰的火山灰效应、填充效应以及对氯离子的初始固化能力是改善混凝土抗氯离子渗透性能的三个重要因素。     

矿物掺合料对海水中氯离子的结合能力

研究了0~50%粉煤灰净浆、0~65%矿渣净浆以及0~8%硅灰净浆在海水和NaCl两种溶液中的氯离子结合规律。结果表明:净浆在NaCl溶液中,其结合氯离子量为4.8~4.9mg Cl-/g净浆;海水中存在的SO42-降低了Friedel盐的生成量,使净浆的结合氯离子量降低33%~46%。矿渣及0~35%的粉煤灰能提高净浆的氯离子结合能力,而硅灰的掺入降低了净浆的结合氯离子量。当矿渣和粉煤灰掺量为35%和15%时,净浆的结合氯离子量最大。随浸泡龄期延长,大掺量矿粉净浆的结合氯离子量会相应增加。最后,使用DTG和XRD技术研究了上述规律产生的微观机理。     

搅拌工艺和粉煤灰掺量对混凝土氯离子渗透性的影响

采用NEL法测定混凝土的氯离子扩散系数,比较了不同搅拌工艺以及粉煤灰掺量对混凝土强度和氯离子渗透性能的影响。结果表明,在硅酸盐水泥中掺加适量粉煤灰以及采用二次搅拌工艺均可有效提高混凝土的力学性能和耐久性能。     

凝石混凝土的抗氯离子渗透性能研究

由钢筋锈蚀导致的混凝土结构耐久性问题受到越来越多的关注，而氯离子是造成钢筋锈蚀的主要原因。采用ASTMC1202推荐的快速试验方法对比测定了氯离子在凝石混凝土和水泥混凝土中的渗透能力，结果表明：凝石混凝土的抗氯离子渗透性能优于水泥混凝土，其机理在于凝石混凝土的孔结构优于水泥混凝土及凝石对氯离子较强的固化能力。     

不同配合比混凝土的电化学除氯效果研究

    采用60V稳压电源、饱和氢氧化钙溶液、钛金属网阳极对圆柱体混凝土试件进行连续14天的电化学除氯实验,研究不同配合比混凝土试件的通电量、氯离子排出量和混凝土中残余氯离子含量.结果表明：相同电场作用条件下,水灰比越小,混凝土电化学除氯时通过的电量越少,除氯效果越差;掺入硅灰、矿渣使通过混凝土的电量值明显减少,电化学除氯效果变差;掺粉煤灰混凝土的电化学除氯效果接近甚至高于基准混凝土.因此,针对不同配合比混凝土应采用不同的电化学除氯电压和除氯时间才能达到理想除氯效果.     

凝石混凝土的抗氯离子渗透性能研究

由钢筋锈蚀导致的混凝土结构耐久性问题受到越来越多的关注,而氯离子是造成钢筋锈蚀的主要原因.采用ASTMC1202推荐的快速试验方法对比测定了氯离子在凝石混凝土和水泥混凝土中的渗透能力,结果表明:凝石混凝土的抗氯离子渗透性能优于水泥混凝土,其机理在于凝石混凝土的孔结构优于水泥混凝土及凝石对氯离子较强的固化能力.     

海洋环境下聚合物对混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能的影响研究

通过两种养护方式下混凝土力学性能的变化以及氯离子扩散系数和氯离子含量试验,阐述了模拟海洋环境下几种不同的聚合物对混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能的影响.研究结果表明,相对于其它两种聚合物,BSA聚合物能明显改善混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能,有助于提高在海洋环境下混凝土的耐久性.     

外墙涂层对混凝土耐久性的影响

目的探索外墙涂层提高混凝土耐久性的能力。方法通过室内碳化试验、氯离子侵蚀试验、盐酸侵蚀试验、吸水率试验,系统地研究混凝土表面涂刷外墙涂层对其耐久性的影响。结果碳化60 d,涂刷外墙涂层R的试件碳化深度比空白件下降了53.4%。龄期90 d时,空白件的电通量为2423 C,渗透等级为"中";而涂刷外墙涂层R的试件电通量为1599 C,渗透等级为"低"。4%(质量分数)盐酸溶液腐蚀28 d后,空白件的抗折强度仅为涂刷外墙涂层R的试件的42.7%。浸水4,8,12,24 h后,涂刷外墙涂层R的试件吸水率分别比空白件降低了67.4%,51.7%,41.7%,18.0%。结论混凝土表面涂刷外墙涂层后,抗碳化、抗氯离子和盐酸侵蚀的能力有所改善,吸水率降低,耐久性得以提高。     

氟碳涂层对海洋环境下混凝土抗氯离子渗透性能的影响

目的研究不同氟碳涂层体系对海洋环境下混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律及作用机理。方法以溶剂型氟碳涂层和水性氟碳涂层为研究对象,开展了两种溶剂型氟碳涂层体系和一种水性氟碳涂层体系的研究,即环氧底漆-溶剂型氟碳面漆、环氧底漆-聚氨酯中层漆-溶剂型氟碳面漆及水性环氧底漆-水性氟碳面漆。通过氯离子电迁移快速试验,研究涂覆这三种氟碳涂层体系的混凝土抗氯离子渗透性能。采用干湿循环试验模拟浪花飞溅区,通过混凝土抗氯离子侵蚀试验及扫描电镜观察试验,研究涂层对混凝土在海洋环境浪花飞溅区的防腐性能。结果氯离子电迁移快速试验测得的氯离子扩散系数表明,氟碳涂层体系作用下,混凝土氯离子扩散系数降低。干湿循环试验36 d后,通过扫描电镜观察发现这两种溶剂型氟碳涂层体系表面仍然致密,水性氟碳涂层体系表面出现裂缝。结论溶剂型和水性氟碳涂层体系均能提高混凝土抗氯离子渗透性,溶剂型氟碳涂层体系在海洋浪花飞溅区更耐久,更适用于该环境下的混凝土腐蚀防护。     

矿物掺合料对钢筋氯盐腐蚀行为的影响及其作用机理

用水泥提取液模拟混凝土孔隙液,用自腐蚀电位、动电位极化和电化学阻抗技术,研究单掺粉煤灰或矿粉、复掺粉煤灰和矿粉对混凝土中钢筋氯盐腐蚀行为的影响.结果表明,粉煤灰和矿粉均能有效降低钢筋受氯离子腐蚀的风险,减小腐蚀速率,并能不同程度地提高钢筋腐蚀的临界氯离子浓度.抑制氯离子腐蚀能力由强到弱依次为:矿粉>矿粉+粉煤灰>粉煤灰>水泥.且随氯离子浓度的增大,矿粉和粉煤灰的阻锈效率会有不同程度的下降.用矿粉和粉煤灰按适当比例复掺的方法来对抗氯离子腐蚀不仅经济,而且有不错的阻锈效果.     

Corrosion behavior of steel bar embedded in fly ash concrete

Steel bar embedded in concrete without fly ash and with fly ash was tested under complete immersion, in 3.5 wt.% NaCl solution. Monitoring of open-circuit potential, polarization resistance measurement and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used to evaluate the corrosion behavior of steel bar. ASTM C1202 test method was also used to estimate the concrete’s resistance to the penetration of chloride ions. The results obtained from electrochemical tests show that partial replacement of fly ash has led to an enhancement of corrosion resistance and a reduction of corrosion rate due to the decrease of permeability to chloride ions.     

Durability properties of concrete with blended cements

The study of chloride‐induced corrosion started more than three decades ago, after extensive cases of damage were observed on reinforced concrete structures in coastal regions and on infrastructural objects exposed to salt action. Nowadays, the basis for sustainable concrete industry lies in these three aspects: reducing CO₂ emissions by using by‐products of other industries (slag, fly ash, silica fume) for cement production, conservation of natural resources by replacing part of the aggregate with recycled construction waste, as well as use of recycled water in concrete production, and finally, construction of durable concrete structures. Durability design procedures for reinforced concrete structures in aggressive environments are still to a large extent empirical, especially in the case of using blended cements. The type of cement has a considerable effect on the properties of concrete, especially concrete resistance to the penetration of chloride ions. The paper presents results of testing durability and deformational properties of concrete produced with quaternary‐blended cement. A clearer insight into these properties is a necessary starting point for the performance‐based design of concrete prepared with blended cements, leading to more durable and corrosion‐free concrete structures in aggressive environments.     

应力-化学介质-冻融循环协同作用下水泥基材料失效机理及寿命预测的研究

针对水泥基材料在应力-化学介质-冻融循环协同作用下的耐久性进行了研究,并开发了多种材料失效试验方法和装置。砂浆试件应力-化学腐蚀协同作用试验装置的特点是加载稳定,克服了应力松弛;协同作用耐久性试验装置可以用于监测协同作用下钢筋混凝土试件性能的衰减过程。研究发现：矿物掺合料改善抗渗性的能力依次是矿渣粉、活化煤矸石粉、粉煤灰;随应力比加大和冻融循环次数增加,水泥基材料中钢筋锈蚀加速、化学介质的渗透速度和深度增大,协同作用加速了水泥基材料的失效;可以用一元二次函数来近似预测氯盐-冻融循环-弯曲荷载协同耦合作用下的寿命。     

混凝土保护涂层抗氯离子渗透性研究

在NaCl溶液中对混凝土保护涂层进行干/湿循环加速腐蚀实验,用电化学循环极化法和高压渗水法对混凝土保护涂层的防护效果进行了研究,并将两种方法研究结果进行对比.结果表明：氯盐环境中,混凝土保护涂层可以有效提高混凝土的抗渗性,降低氯盐对钢筋的腐蚀破坏;循环极化测试法可用于研究钢筋钝化膜的溶解特性和钢筋的锈蚀趋势.      

Chloride threshold for rebar corrosion in concrete with addition of silica fume

The effect of silica fume on the chloride threshold for the initiation of pitting corrosion of steel in concrete was investigated. Laboratory tests were carried out in concrete specimens made with ordinary Portland cement and with 10% of silica fume. Chloride contents up to 2% by mass of cement were added to the mixes, in order to investigate the corrosion rate of embedded bars made of both strengthened and mild steel. A lower chloride threshold was observed in the bars which were embedded in concrete with silica fume compared to those embedded in concrete made of Portland cement.