冻融循环与硫酸盐侵蚀共同作用下再生混凝土的微观结构研究

采用快冻法,将再生骨料取代率为30%的混凝土分别置于3%Na₂SO₄、5%Na₂SO₄、10%Na₂SO₄(均为质量分数)溶液以及水中进行冻融循环试验,测试再生混凝土质量损失率、相对动弹性模量变化、抗压强度损失率,并利用电子显微镜、能谱仪和X射线衍射等方法分析再生混凝土损伤层的微观结构,以超声波平测法确定损伤层厚度,引入侵蚀系数对以损伤层厚度为评价指标的损伤度进行优化。结果表明,当冻融循环为0～200次、Na₂SO₄溶液浓度大于5%时,抗压强度侵蚀系数始终小于1,即Na₂SO₄溶液对再生混凝土宏观力学性能损伤的促进作用明显,而对微观结构损伤的抑制作用明显。在再生混凝土冻融循环初期,以冻融侵蚀为主;冻融循环后期,以硫酸盐化学侵蚀为主,再生混凝土经化学侵蚀后生成钙矾石和石膏等膨胀产物,并出现膨胀裂缝,在冻融循环作用下裂缝迅速扩展,损伤层厚度增加。以损伤层厚度为评价指标的损伤...     

硫酸盐侵蚀与冻融循环共同作用下混凝土损伤研究

对水胶比为0.45的引气混凝土分别在质量分数为1％ Na,SO4、5％ Na2 SO4、5％ MgSO4溶液及水中进行快速冻融试验,采用超声平测法测量混凝土损伤层厚度,分析了不同溶液中混凝土的损伤层、未损伤层超声波速及损伤层厚度随冻融循环次数的变化规律.结果表明:混凝土损伤层厚度能够反映硫酸盐-冻融共同作用下混凝土损伤程度;不同溶液与冻融共同作用下混凝土损伤程度有所不同,原因在于硫酸盐溶液对混凝土冻融破坏既存在抑制作用,又存在促进作用;随着硫酸钠溶液浓度的升高,硫酸钠溶液对混凝土的冻融破坏由促进作用逐渐转变为抑制作用,由于硫酸镁具有镁盐和硫酸盐的双重腐蚀,对混凝土的冻融破坏促进作用最大.     

混凝土抗硫酸盐侵蚀研究综述

从混凝土硫酸盐侵蚀类型、侵蚀速度的影响因素出发,系统总结了国内混凝土硫酸盐侵蚀的研究现状及常用预防保护措施,深入分析了已有研究中存在的若干问题,并为以后的研究提出了建议。     

混凝土抗硫酸盐侵蚀研究综述

混凝土抗硫酸盐侵蚀的研究,对提升混凝土耐久性有着十分积极的作用。主要研究了混凝土硫酸盐侵蚀类型、机理、影响因素,总结了混凝土硫酸盐侵蚀现状以及常用防护措施,为进一步进行硫酸盐侵蚀的研究打下了基础。     

全浸泡作用下混凝土抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

研究了不同水胶比混凝土试件在(20 ±2)℃全浸泡作用下的抗硫酸盐侵蚀性能.试验制作了0.32与0.36两种水胶比的普通硅酸盐水泥、中抗硫水泥以及矿粉-硅灰复掺的混凝土试件,试件标养28 d后,测定了各试件在(20 ±2)℃的3%Na2SO4溶液中全浸泡侵蚀的抗压侵蚀系数、相对动弹性模量,并且测定了侵蚀240 d后混凝土的含气量和连通孔隙率,对混凝土在(20 ±2)℃下的抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价.结果表明:在(20 ±2)℃全浸泡作用下,(1)混凝土抗硫酸盐侵蚀性能E>A>B,中抗硫水泥主要通过限制C3A的含量,进而改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,不一定在任何环境下都适用;(2)0.36水胶比混凝土抗硫酸盐侵蚀性能低于0.32水胶比混凝土,抗硫酸盐侵蚀性能随着水胶比的降低而提高;(3)低水胶比混凝土复掺矿粉-硅灰后抗硫酸盐侵蚀性能得到显著的提高;(4)混凝土抗压侵蚀系数和相对动弹性模量高度相关,侵蚀240 d后,不同配比混凝土的含气量与连通孔隙率趋势极为接近,相关系数为0.93,因此可以合理选择试验评价指标,减少原材料浪费和试验工作量.     

粉煤灰改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究

配制玛纳斯水电站大坝面板高性能混凝土,拟采用玛纳斯电厂生产的粉煤灰作掺合料.时掺此粉煤灰的水泥基胶凝材料进行了抗硫酸盐化学侵蚀的试验研究.实验结果表明:掺粉煤灰试件其抗侵能力优于不掺粉煤灰试件,在实验中其抗侵能力提高2倍以上.粉煤灰有利于生成抗硫酸盐侵蚀的低钙硅比CSH.试件对SO42-的吸收与试件自身CaO析出量同浸...     

粉煤灰高性能混凝土的抗硫酸盐侵蚀研究

混凝土的侵蚀实质是水泥石的侵蚀,而造成混凝土宏观破坏。高性能混凝土由于掺加了高效减水剂和大掺量超细掺合料并采用低水胶比配制,因而具有高密实度和优异的抗侵蚀性。     

掺复合掺合料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

研究了钢渣-矿渣-粉煤灰复合掺合料的混凝土在硫酸盐及干湿交替硫酸盐环境中的强度、膨胀率及剥落量。结果表明:在干湿循环环境中,硫酸盐结晶引起的破坏远大于化学侵蚀引起的破坏。复合掺合料能有效抑制硫酸盐化学侵蚀引起的膨胀破坏,但掺加复合掺合料的混凝土抗硫酸盐结晶破坏的能力有明显降低。     

低温干湿循环条件下砂浆抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

研究了不同水胶比水泥砂浆试件在低温干湿循环条件作用下的抗硫酸盐侵蚀性能.试验制作了0.36与0.5两种水胶比的普通硅酸盐水泥、中抗硫水泥以及矿粉-硅灰复掺的水泥砂浆试件,检测了试件标养28 d后的孔结构及各试件在(5±1)℃的3％Na2 SO4溶液中干湿循环后的强度、动弹性模量变化情况,对砂浆在低温干湿循环条件下的抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价,并分析了检测指标间的相关性.结果表明:低温干湿循环条件下,0.5水胶比砂浆抗硫酸盐侵蚀性能低于0.36水胶比砂浆,抗硫酸盐侵蚀性能随着水胶比的降低而提高;低水胶比砂浆复掺矿粉-硅灰后抗低温干湿循环条件下的硫酸盐侵蚀性能提升明显;两个水胶比砂浆的相对动弹模均与抗压强度高度相关.     

冻融循环与硫酸盐溶液耦合作用下混凝土劣化机理试验研究

基于多尺度研究了浓度为10％和15％硫酸盐溶液与冻融循环耦合作用下混凝土的劣化机理.从混凝土质量,抗压强度,相对动弹性模量时变规律等宏观力学指标探究了混凝土损伤劣化机制;运用CT技术和扫描电镜(SEM)技术从细微观角度研究了冻融循环与硫酸盐溶液耦合作用下混凝土的侵蚀劣化规律.研究结果表明:宏观上混凝土试样的质量损失总体呈现初期增加随后小幅下降后期快速增加的趋势、单轴抗压强度先增大后减小的变化规律;在高浓度溶液中的试样相对动弹性模量下降速率呈现出先快后慢的变化规律,在低浓度溶液中的试样相对动弹性模量下降速率开始比较缓慢随着冻融次数增加慢慢趋近于高浓度溶液中试样.细观上通过CT技术发现试样的孔隙率随着冻融次数的增加呈现先减小后增大的趋势,内部微裂纹逐步扩展直至贯通.微观上运用扫描电镜(SEM)观察到试样裂缝和孔洞内壁处生成了钙矾石和石膏,并由于其膨胀力使得混凝土结构酥松.硫酸盐侵蚀和冻融循环耦合作用下混凝土劣化过程有两个阶段:在前期硫酸盐能降低冻融循环对混凝土的劣化,在后期硫酸盐侵蚀产物膨胀力、结晶盐产生的结晶压力和冻融产生的冻胀力共同作用使混凝土加速劣化.     

冻融循环后钢纤维混凝土氯离子侵蚀性能研究

为探索经受冻融循环后的钢纤维混凝土在氯盐环境作用下的耐久性能,通过对冻融循环不同次数后的钢纤维混凝土试件开展氯离子侵蚀试验,分析了钢纤维掺量、冻融循环次数等因素对氯盐侵蚀环境下钢纤维混凝土耐久性的影响规律并探索了冻融损伤对钢纤维混凝土氯离子侵蚀性能的影响机理.研究结果表明:钢纤维掺量在0～1.5％范围内,钢纤维掺量越大,相同渗透深度处混凝土氯离子扩散系数越小,混凝土抵抗氯离子侵蚀的性能越好;冻融循环次数越大,钢纤维混凝土氯离子扩散系数越大,混凝土抵抗氯离子侵蚀的性能越差.     

石膏矿渣水泥混凝土抗硫酸钠侵蚀性能研究

石膏矿渣水泥具有低水化热、良好抗化学侵蚀性能等优点,是一种低碳绿色胶凝材料。为了明确原材料对石膏矿渣水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,对比研究了不同化学组成及活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的强度发展及抗硫酸钠侵蚀性能。结果表明:提高矿粉中Al₂O₃含量可以有效提高石膏矿渣水泥混凝土早期3 d强度;石膏矿渣水泥混凝土在硫酸钠环境下表现出强度软化型劣化;提高水泥用量、降低水灰比可以有效提高低活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的抗硫酸钠侵蚀性能,但不利于高活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的抗硫酸钠侵蚀性能。研究为低活性矿粉制备石膏矿渣水泥混凝土及其寿命预测提供试验数据支撑。     

混凝土在硫酸盐侵蚀及冻融环境下的耐久性试验研究

通过在室内模拟冻融及硫酸盐综合作用的环境,考查混凝土在这两种环境下耐久性的变化,提出了与普遍认为两种环境会加速混凝土劣化的不同观点。通过对试验结果的宏观对比和微观分析,找出在此两种环境下混凝土结构耐久性的变化规律。     

粉煤灰与矿渣、硅灰复掺混凝土干湿循环下抗硫酸盐侵蚀性能研究

为探索粉煤灰与矿渣、硅灰复掺混凝土干湿循环作用下的抗硫酸盐侵蚀性能,在室内开展了三组掺合料混凝土在3种不同浓度硫酸根溶液侵蚀以及4种硫酸盐溶液侵蚀下的干湿循环和抗压试验。结果表明:掺合料种类对混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响较大,掺入硅灰能明显提升混凝土抗硫酸盐侵蚀能力,复掺15%粉煤灰+30%矿渣+5%硅灰试验组的抗硫酸盐侵蚀能力最强;硫酸根离子浓度越高,生成的钙矾石和石膏量越多,混凝土的抗侵蚀能力越弱;MgSO_4对混凝土的侵蚀能力强于Na_2SO_4,掺入NaCl能减弱硫酸盐的侵蚀能力,混凝土对四种硫酸盐的抗侵蚀能力大小依次为:5% Na_2SO_4+3.5%NaCl>5% Na_2SO_4>5%MgSO_4+3.5%NaCl>5%MgSO_4。     

不同温度下锂渣混凝土的早期抗裂性能

针对新疆的特殊地理区域和矿渣资源,用刀口法对不同温度下锂渣混凝土早期抗裂进行了研究。试验结果表明:锂渣掺量在一定范围内可以控制混凝土早期裂缝,且最优掺量为30%;高温时锂渣混凝土的耐久性优于素混凝土的耐久性;锂渣水化产物的膨胀性能够补偿高性能混凝土的早期收缩,从而提高高性能混凝土的早期抗裂性能。     

高性能锂渣混凝土的抗裂性试验研究

采用平板法和圆环法,研究了锂渣掺量对混凝土开裂性能的影响.结果表明,锂渣能提高混凝土的强度,运用锂渣等量代替一部分水泥(42.5R普通硅酸盐水泥)配制出28 d抗压强度为80 MPa以上的高性能混凝土,抗裂能力明显增强.研究的结论提升了锂渣的价值,为锂渣的应用提供有效途径,有助于制备高性能混凝土.     

掺氧化镁膨胀剂混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能研究

由于环境侵蚀,混凝土结构易开裂破坏,掺入适宜的外加剂可减轻其损伤劣化。本文研究了不同氧化镁膨胀剂掺量对混凝土抗侵蚀性能的影响,测试了混凝土经MgSO₄浸泡后的质量损失、强度变化,结合微观结构变化,评价了掺氧化镁膨胀剂混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明:硫酸盐长期浸泡环境下,混凝土试件的质量和力学性能均先增加后降低,掺入氧化镁膨胀剂以及降低硫酸盐溶液浓度都能降低硫酸盐的侵蚀速率;氧化镁膨胀剂的掺入一方面能够细化混凝土内部孔结构,降低硫酸盐的侵蚀损伤速率,延缓试件损伤开裂形成微裂纹;另一方面氧化镁膨胀剂填充了开裂后的微裂纹,阻断或减小了硫酸盐继续传输通道,从而抑制裂纹继续扩展。     

粉煤灰轻骨料混凝土抗硫酸盐侵蚀研究

按粉煤灰最佳掺量配制轻骨料混凝土,进行抗硫酸盐侵蚀实验.试验结果表明,干湿循环作用下,硫酸钠浓度为7％的试块侵蚀速度最快;粉煤灰轻骨料混凝土的破坏形式主要为裂缝开裂破坏;随干湿循环的进行,抗压强度呈现出先增加后降低的近似抛物线曲线的趋势,并且硫酸钠溶液的浓度越高,强度上升的越快,下降的也越快;三种侵蚀溶液中的应力-应变曲线具有相似性,并且粉煤灰轻骨料混凝土的塑性随侵蚀浓度的提高而增大;对侵蚀作用后的混凝土应力-应变曲线可以采用三次曲线进行拟合,效果较好.     

硫酸盐侵蚀下混凝土内腐蚀反应-扩散过程的实验研究

通过开展硫酸盐腐蚀试验,研究了硫酸盐侵蚀环境下混凝土中内部硫酸盐浓度随时间和空间的变化规律,探讨了混凝土内部各组分浓度的变化与硫酸根离子浓度之间的关系.结果表明:随着侵蚀时间的增加,反应扩散不断进行,混凝土内部硫酸根离子浓度不断增加,越靠近侵蚀表面浓度越高;水泥水化产物中二水石膏、氢氧化钙和腐蚀产物的浓度变化与硫酸盐浓度变化之间存在一定的联系,随着二水石膏和氢氧化钙含量的减少,钙矾石含量前期增长较快,后期渐渐趋于稳定,硫酸盐浓度变化速率不断减小,直至混凝土内外环境中硫酸盐浓度差达到平稳状态.