浅谈影响混凝土抗渗性能的主要因素

混凝土结构物在长期的静水压力作用下,其施工质量薄弱部位,常常会出现渗漏现象.由于骨料颗粒在混凝土中被水泥石包裹,对混凝土渗透性影响较大的是水泥石的渗透性,水泥石的渗透性是由毛细孔所决定,并随着水泥水化的程度而变化.随着水泥水化的进行,渗透逐渐降低,水泥凝胶体逐渐填充了由水占据的孔隙.完成硬化的水泥石的渗透则取决于凝胶体颗粒的大小、形状和数量及毛细孔的连通性.因此,影响混凝土抗渗性能的因素是多方面的.     

自溃坝应用引爆素混凝土闸门的可行性

混凝土结构物在长期的静水压力作用下,其施工质量薄弱部位,常常会出现渗漏现象。由于骨料颗粒在混凝土中被水泥石包裹,对混凝土渗透性影响较大的是水泥石的渗透性,水泥石的渗透性是由毛细孔所决定,并随着水泥水化的程度而变化。随着水泥水化的进行,渗透逐渐降低,水泥凝胶体逐     

浅析砼冻融破坏的应对措施

砼是由水泥砂浆及粗骨料组成的毛细孔多孔体。在拌制砼时为了得到必要的和易性,加入的拌合水总要多于水泥的水化水。这部分多余的水便以游离水的形式滞留于砼中形成连通的毛细孔,并占有一定的体积。例如在水泥用量为300～600k,用水量为160～240kg的砼中游离水的体积平均为5～20％。这种毛细孔中的自由就是导致砼遭受冻害的主要内在因素。     

水泥水化二维模拟的数值方法及其应用

通过引入周期性边界条件获得了正方形单元上水泥颗粒的初始分布。在水泥水化二维模拟中,假设水泥表面各点的反应速率相等,每个水泥颗粒用3个同心圆表示,引入3个参数量化相邻水泥颗粒之间的相互干涉,建立各相组分增量之间的关系。通过与已有试验结果进行比较,验证了水泥水化二维模拟数值方法的有效性,分析了养护温度对水化度的影响。应用该方法定量分析了毛细孔、未水化水泥和水化产物的面积百分数,毛细孔两点概率函数以及单位面积毛细孔周长随水化时间的变化规律。     

ζ-电位法探究粉煤灰掺量对低热水泥早期水化进程影响

为探究粉煤灰掺量对低热硅酸盐水泥早期水化进程的影响,采用电声法ζ-电位分析仪对低热水泥水化240min的ζ-电位进行测试.结果表明:在水胶比为0.40、 水化20min左右,纯水泥浆体中钙矾石和水化硅酸钙开始生成,随着粉煤灰掺量的增加,钙矾石和水化硅酸钙开始生成的时间逐渐延长.在水化120min左右,纯水泥浆体中便有大量钙矾石和水化硅酸钙生成,且粉煤灰掺量大于或等于30％时,浆体中因大量粉煤灰静电吸附孔溶液Ca2+而使大量钙矾石和水化硅酸钙生成的时间至少延长30min.当水泥浆体进入硬化状态后,粉煤灰掺量大于30％的水泥石中钙矾石和水化硅酸钙生长迟缓,增大了水泥石孔隙率.     

水泥石的腐蚀与防止

硅酸盐水泥硬化后在某些腐蚀性介质作用下,会逐渐受到侵害、性能改变,强度降低,严重时会引起整个工程结构的破坏,腐蚀足一个相当复杂的过程。引起水泥石破坏的主要原因有以下几种。一、软水侵蚀(溶出性侵蚀)软水能使水泥水化产物的氢氧化钙溶解,并促使水泥石中其他水化产物发生分解,强度下降。故软水侵蚀称为溶出性侵蚀。     

新型水工混凝土抗冻防冻复合外加剂对水泥浆体负温水化的影响

以新型抗冻防冻复合外加剂掺量、水泥浆体负温转正温养护龄期为变量,采用微观试验手段分析水泥浆体负温水化进程。通过水泥水化程度试验、电镜扫描与压汞试验三种试验方法,从不同角度分析水泥水化进度。试验表明,随着复合外加剂掺量的增加,水泥浆体的水化程度也在增加,水化产物CSH凝胶体增多,水化产物孔隙率也在增加。外加剂掺量为5.5%,水泥浆体-7+28d(负温养护7天、正温养护28天)试验的水化程度达到65.3%,孔隙率达到17.4%。     

粉煤灰高性能混凝土的试验研究

1粉煤灰的特性粉煤灰是一种火山灰质材料,粒径较小,大多数颗粒呈球状,与水泥的水化产物可发生二次水化,具有一定的活性,是一种理想的砼微粉填充材料。我国目前按粉煤灰品质划分,分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ个等级(另外还有等外品粉煤灰),其品质指标见表1。     

颗粒细度与粉煤灰-水泥胶凝体系韧性关系研究

为了弄清水泥与粉煤灰颗粒细度对水泥石韧性的影响，利用灰色关联理论，试验研究了水泥和粉煤灰颗粒细度与粉煤灰-水泥胶凝体系韧性间的关系。试验结果表明，影响粉煤灰-水泥体系韧性的因素排序为：粉煤灰颗粒细度> 水泥颗粒细度> 水泥与粉煤灰颗粒细度之差。适当增大粉煤灰的比表面积以及水泥与粉煤灰间比表面积的差异、降低水泥的比表面积，对于提高粉煤灰-水泥体系的韧性是有利的。     

基于水泥水化的混凝土碳化深度预测模型

为了准确预测混凝土碳化深度的时变演化规律,基于周期性边界条件,本文提出了改进的水泥水化数值分析模型。引入中心水泥颗粒的未水化水泥层、水化产物层和空气层的受干扰程度3个参数量化表征了水化过程中水泥颗粒之间的干扰效应,考虑水泥矿物组分、水灰比、粒径分布对水泥水化进程的影响,分析了水泥水化度、孔隙率、水化产物随龄期的发展变化规律。结合Papadakis的混凝土碳化深度预测模型,提出了基于水泥水化的混凝土碳化深度预测方法。采用标准碳化试验方法对本文提出的模型进行了验证,试验研究表明模型预测结果与试验结果吻合良好,本文提出的混凝土碳化深度预测模型对研究混凝土耐久性具有重要意义。     

高铁酸钾预处理对水泥固化淤泥强度的影H向

淤泥的有机质中含氧官能团易与水泥水化产生的铝和钙相结合,延缓水泥水化的进程,阻碍水泥发生硬化,影响水泥固化淤泥强度的形成。为消除有机质对水泥水化的不利影响,选择高铁酸钾作为外掺剂对淤泥进行预处理,通过无侧限抗压试验和直剪试验,研究高铁酸钾对水泥固化淤泥强度的影响规律,并利用扫描电子显微镜分析水泥固化淤泥的微观结构。研究结果表明:高铁酸钾预处理可有效提高水泥固化淤泥的无侧限抗压强度和抗剪强度,其原因在于淤泥中的有机质被高铁酸钾氧化分解,保证了水泥水化反应和火山灰反应的充分进行,利于水泥水化产物的生成。同时,高铁酸钾被有机质还原,游离的Fe(III)吸附在黏土颗粒表面上,减薄了扩散层厚度,引起了黏土颗粒的絮凝。高铁酸钾预处理,通过改变水泥固化淤泥的微观结构,从而提高水泥固化淤泥强度。     

介绍混凝土溶蚀试验

江河中的水工混凝土,石灰的溶蚀是普遍的,因此研究混凝土的溶蚀,具有实际的意义。矽酸盐水泥在水化后,产生大量的氢氧化钙,在28天龄期中,所产生石灰数量约占水泥重量10～15％①。处在软水中的混凝土,石灰逐渐向表面层扩散,不断溶解,结果使混凝土逐渐毁坏②。这一类型的侵蚀比较普遍,有许多工作者进行这方面的研究。苏联的斯多尔尼柯夫③,用电子显微镜研究水泥的水化过程,指出水泥石中的Ca(OH)_2,粒径0.5～1.0μ,漫布在难溶性的铝酸盐和矽酸盐结构网中。但是,直到如今,关于在多孔性介质中,溶质溶解过程的机构的研究,都是很少。     

水泥-凝灰岩-粉煤灰复合胶凝材料硬化浆体微观结构特征

利用X射线衍射(XRD)、热重(TG)、压汞法(MIP)、扫描电镜分析(SEM)等现代测试技术与方法对水泥-凝灰岩-粉煤灰复合胶凝材料硬化浆体微观结构特征进行测定和分析。结果显示:凝灰岩的掺入使得硬化浆体中引入了长石、水云母及低温型石英(α-SiO₂)等晶相物质,其余水化产物与纯水泥样品基本相同;含有凝灰岩的水泥硬化浆体中Ca(OH)₂含量降低幅度明显小于水泥-粉煤灰二元胶凝体系;随着养护龄期的延长,复合胶凝材料硬化浆体孔隙率逐渐降低,孔径逐步得到细化,到水化180 d时,各样品中最可几孔径的分布主要集中在4.5~50 nm,浆体结构朝着对耐久性有利的方向发展;凝灰岩颗粒特殊形貌引起的形态效应和微集料填充作用在水化初期显得较为明显;相比于同掺量情况下的单掺粉煤灰体系和单掺凝灰岩体系,水泥-凝灰岩-粉煤灰三元胶凝体系的水化产物较多,越来越多的凝灰岩和水泥的水化产物包裹粉煤灰球形颗粒,并逐渐形成整体,整个浆体微观结构结合紧密。     

高钛矿渣-水泥复合胶凝材料体系的水化机理研究

采用SEM,XRD,TG-DSC等微观测试手段,探讨掺高钛矿渣-水泥复合胶凝材料体系的水化机理。研究结果表明：高钛矿渣主要由结晶性强的稳定矿物组成,水化活性低;高钛矿渣颗粒分散并填充水泥颗粒,明显改善浆体结构。水化反应早期,硬化浆体结构疏松,水化产物较少,有大量未被反应的稳定晶相。反应后期,Ca(OH)₂参与二次水化反应,强度稳定增长。     

碾压混凝土耐久性的初步探讨

碾压混凝土与常态混凝土耐久性对比试验证实，碾压混凝土具有较常规混凝土更好的耐久性。其耐久性更好的主要原因是水泥水化产生的氢氧化钙与粉煤灰二次反应生成新的结石和凝胶体充填孔隙，使碾压混凝土更致密，具有更稳定的内部结构。     

基于核磁共振的粉煤灰混凝土水和气体渗透性与孔结构的研究

以自主设计加工的一种试验装置,测定了粉煤灰混凝土的水和气体渗透系数;同时,以核磁共振(NMR)技术测试了试验混凝土的孔隙率及其孔径分布等微观结构参数。分析了粉煤灰掺量对混凝土的水、气体渗透性及微观结构参数的影响,以及粉煤灰混凝土水和气体渗透性与其微观结构参数之间的关系。试验结果表明掺量在40%以内时,混凝土的水和气渗透系数均随粉煤灰的掺量增加有较明显的降低,但降低混凝土气体和水渗透性的最佳掺量分别是30%和40%;不同的粉煤灰掺量导致混凝土内孔径分布的变化,主要体现在不同孔径大于10 nm孔的分布;相较于总孔隙率,混凝土中不同孔径的贡献孔隙率可以更直观地反映微毛细孔(10～100 nm)和大毛细孔(100～1000 nm)对粉煤灰混凝土的水和气体渗透性的不同影响;混凝土中的微毛细孔和大毛细孔的贡献孔隙率与其气体渗透系数之间关系,比其与水渗透性之间的关系更加紧密。     

外加剂在混凝土工程中的应用

混凝土是由水泥、砂子、碎石和水组成的毛细孔多孔体。内部有许多大小不同的孔隙及相互连通的毛细孔,孔隙和毛细孔内充满水,并占有一定的体积。混凝土在负温的情况下,内部的水遇冷结冰会发生体积膨胀,产生的冻胀力引起混凝土内部结     

丰满溢流坝面混凝土冻融破坏机理分析

本文根据丰满大坝溢流面混凝土冻融循环破坏的实际情况,从混凝土中毛细孔及凝胶物渗透性及低强混凝土同渗透性关系入手,分析了其冻融破坏机理。并叙述了渗透水压力的影响因素及混凝土骨料对渗透性影响,略谈工程补强措施。     

基于压汞法的改良土渗透特性研究

为探讨改良剂(水泥、固化剂)对土壤渗透性及微观孔隙分布的影响机理,以平原水库粉质黏土为研究对象,采用渗透试验和压汞试验,对改良土的渗透系数及微观孔隙进行研究。结果表明:固化剂使孔隙体积变小,降低改良土的渗透系数,但并非呈线性减小关系;当掺量为2%时,水泥和固化剂之间产生较大的抑制作用。固化剂速凝,可明显缩短施工周期,为工程抢修提供新的发展方向。水泥对改良土渗透性影响最大,随着水泥掺量增加,土体内部由大孔隙向小孔隙过渡。当龄期超过7d,土体渗透性降幅较大,大孔、中孔含量减少,微孔、极微孔逐渐增多;该研究建立了渗透系数与大孔、中大孔孔隙率的函数关系,为改良土作为防渗材料的稳定性分析提供理论依据。     

棉秆纤维EPS颗粒轻量土配合比设计

为满足湿陷性黄土地区海绵城市道路建设需求,研制了一种具有轻质、高强并兼具一定渗透性的棉秆纤维EPS颗粒轻量土作为路基换填材料。该轻量土由棉秆纤维、聚苯乙烯(EPS)颗粒、水泥、黄土和水混合而成。通过室内试验对不同棉秆纤维掺量及长度、不同EPS颗粒掺量及粒径、不同水泥掺量轻量土的密度、强度、变形和渗透性进行研究,进而设计棉秆纤维EPS颗粒轻量土配合比。结果表明:轻量土各成分中,EPS掺量和水泥掺量对轻量土密度的影响最大;水泥掺量与轻量土强度之间为正相关关系,与渗透系数之间为负相关关系;EPS掺量和粒径与轻量土强度之间为负相关关系,与渗透系数之间为正相关关系;棉秆纤维的加入改善了轻量土的塑性性能,并使轻量土的渗透性有一定程度的提高。各因素对轻量土强度影响的大小顺序为:水泥掺量>EPS掺量和粒径>棉秆纤维掺量和长度。满足湿陷性黄土地区海绵城市道路建设需求的棉秆纤维EPS颗粒轻量土最优配合比为:黄土∶棉秆纤维(长度9 mm)∶EPS颗粒(粒径0.5～1.0 mm)∶水泥∶水=1 000∶4∶18∶35∶400。