硫酸盐侵蚀粉煤灰混凝土的耐久性试验研究

针对盐渍土地区隧道衬砌混凝土耐久性问题,在不同质量分数硫酸盐溶液的侵蚀下,改变干湿循环次数,对粉煤灰混凝土抗硫酸盐侵蚀的耐久性进行了深入研究。结果表明:干湿循环作用下,硫酸盐溶液侵蚀粉煤灰混凝土试件,试件强度先小幅度增长,然后逐渐衰减。其中,质量分数为10%的溶液侵蚀的试件,强度增长最为明显,可达到57.5 MPa;而动弹性模量则与干湿循环次数成反比,表现出循环次数越多,相对动弹性模量越低的特征。其中,质量分数为10%的溶液侵蚀的试件,动弹性模量下降的速率最快,试件动弹性模量从339 MPa下降到235 MPa。粉煤灰混凝土的抗硫酸盐耐久性在一般盐渍土地区都可以较好的保持其强度。     

煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

针对煤矸石混凝土结构耐久性问题,制作煤矸石混凝土立方体试件,进行抗硫酸盐侵蚀试验,研究了粉煤灰掺量、水胶比和干湿循环次数对煤矸石混凝土耐久性的影响.结果表明:煤矸石混凝土抗压强度随干湿循环次数增加呈先升高后降低的趋势;干湿循环15次时,煤矸石混凝土抗压强度耐蚀系数与粉煤灰掺量呈负相关,与水胶比关系不大;干湿循环大于30次时,煤矸石混凝土抗压强度耐蚀系数与粉煤灰掺量呈正相关,与水胶比呈负相关,相关显著性强弱表现为干湿循环90次＞干湿循环60次＞干湿循环30次.煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀能力能满足一般建筑物要求,这为煤矸石混凝土应用提供了试验依据.     

硫酸盐侵蚀环境下水泥砂浆损伤评价研究

通过测定不同硫酸盐侵蚀龄期,不同水灰比下普通硅酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥砂浆的相对动弹性模量,评价硫酸盐侵蚀环境下水泥砂浆损伤。试验结果表明,在5%的硫酸钠溶液中长期浸泡的不同水泥砂浆试件,相对动弹性模量均随着硫酸盐侵蚀时间的增加而降低,且随着水灰比的增大而减小。说明由于硫酸盐侵蚀造成的混凝土损伤随着侵蚀龄期的增加而加剧,降低水灰比可以提高水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能。在相同硫酸盐侵蚀环境下,高抗硫酸盐水泥较普通水泥具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能。     

塑钢纤维增强橡胶混凝土耐硫酸盐侵蚀试验

通过研究3种水胶比、4种塑钢纤维掺量,探讨橡胶混凝土在硫酸盐干湿循环侵蚀作用下的溶液pH值变化、试件表面损伤、抗压强度耐蚀系数、质量经时损失率和相对弹性模量曲线影响,得到各因素对橡胶混凝土抗压强度耐蚀系数、质量经时损失率及相对弹性模量全曲线影响规律。试验结果表明:依次掺入橡胶集料、塑钢纤维,Ca(OH)_2溶出量减少,溶液pH值降低;150次干湿循环后,6 kg/m~3的塑钢纤维掺量对提高混凝土抗硫酸盐侵蚀强度等级非常显著,质量经时损失率最小,CRSF1-4、CRSF2-4、CRSF3-4所对应的质量经时损失率分别为2.0%、2.25%、2.97%,其相对弹性模量较基准混凝土提升6.25%、6.75%、10%,水胶比越大,塑钢纤维的增强、阻裂、抑制混凝土内部损伤劣化的能力越强。     

铁尾矿掺量对冻融循环和硫酸盐侵蚀联合作用下混凝土抗劣化性能的影响

为研究铁尾矿掺量在硫酸钠冻融循环作用下的混凝土劣化机理,对铁尾矿混凝土的质量和抗压强度损失率、相对动弹性模量进行了测试,建立了基于威布尔分布的冻融损伤模型。结果表明:硫酸钠冻融150次后,当铁尾矿的替代率为60%时,铁尾矿混凝土的质量损失最大,为1.7%;铁尾矿混凝土的抗压强度损失率随着冻融次数增加不断增大;60次冻融后,IC15组铁尾矿混凝土和IC45组铁尾矿混凝土的抗压强度损失率明显低于普通混凝土;IC30组铁尾矿混凝土的相对动弹性模量损失最小,而IC60组铁尾矿混凝土的相对动弹性模量损失最大。冻融循环0～30次时,相对动弹性模量降低缓慢,损失较小,当铁尾矿替代率为30%时,相对动弹性模量损失最小,抗冻性和抗硫酸盐侵蚀性最佳;铁尾矿混凝土在冻融循环与硫酸盐侵蚀联合作用下的冻融损伤模型符合威布尔分布,相关系数R2大于0.96。     

碳化作用对水泥砂浆力学性能的影响研究

通过测定不同碳化龄期下,水灰比0.4,0.5和0.6的普通硅酸盐水泥砂浆试块和高抗硫酸盐水泥砂浆试块的相对动弹性模量和抗折抗压强度,研究了碳化作用下水泥砂浆的损伤规律。试验结果表明,在一定的碳化龄期内,水泥砂浆试块的相对动弹性模量和抗折抗压强度均随着碳化时间的增加而增加,但其增长速率呈减缓趋势;各水灰比的水泥砂浆试块碳化28d后,其抗压强度比未碳化时提高40%~50%;最大抗折强度比未碳化时提高20%~30%;普通硅酸盐水泥比高抗硫酸盐水泥具有较好的抗碳化性。     

荷载作用下粉煤灰混凝土硫酸盐腐蚀研究

通过试验模拟围岩复杂环境中混凝土在硫酸盐侵蚀和外界围岩压力作用下的侵蚀特点,分析不同侵蚀时间后混凝土抗压强度和动弹性模量经时变化规律,讨论溶液质量分数和应力水平对混凝土损伤规律的影响;根据SEM图片和XRD图谱,分析混凝土微结构的变化。试验结果表明:当试件受300 k N、质量分数5%硫酸盐溶液耦合作用时,其抗压强度和动弹性模量衰减率最大,分别为8.8%和20.4%。外界应力对混凝土结构的破坏作用及腐蚀产物钙矾石和石膏的膨胀作用在试件内部形成微裂纹,裂纹随侵蚀时间的增长而增多和扩展。     

混凝土井壁受盐害侵蚀后的强度损伤试验研究

井壁混凝土结构在地下复杂环境中易受复合盐害侵蚀。为了研究混凝土受盐害溶液侵蚀后的抗压强度和抗折强度的变化规律,设计制作了C70标号的高强混凝土试块,配置了3种不同浓度的复合盐害溶液,测定试块经过多次复合盐害溶液浸泡后的抗压强度和抗折强度。试验结果表明:高强井壁混凝土在清水和复合盐害溶液浸泡后,抗压强度和和抗折强度的变化趋势不一样。在清水环境中,两者基本都是上升的趋势,抗压强度在初期其强度上升比较快,到后期逐渐趋于稳定,抗折强度在第6个月到第7个月之间有突变。在复合盐害溶液中,抗压强度和抗折强度整体上符合先增大后减小的变化趋势。腐蚀溶液浓度越大,后期下降的趋势越快。抗折强度的变化规律比抗压强度的变化规律复杂。     

铁尾矿基多固废混凝土耐酸侵蚀性能研究

为提高混凝土材料的耐酸侵蚀性能,同时实现大宗固废的综合利用,以铁尾矿、钢渣及脱硫灰为掺合料,铁尾矿砂及铁尾矿废石为骨料制备混凝土试块,研究了水泥替代率及水胶比对混凝土试块28 d抗压强度及酸侵蚀60 d后抗压强度、质量损失、表观劣化及中性化深度的影响。结果表明:(1)当水胶比一定、水泥替代率为10%时,混凝土试块28 d的抗压强度最高,且高于纯水泥混凝土试块的抗压强度;当水泥替代率一定、水胶比为0.42时,混凝土试块28 d的抗压强度最高。(2)当水胶比一定、水泥替代率大于15%时,酸侵蚀60 d后的混凝土试块表现出较强的耐酸侵蚀性能;当水泥替代率一定、水胶比小于0.45时,酸侵蚀60 d后的混凝土试块表现出较强的耐酸侵蚀性能。(3)当水胶比一定、水泥替代率为30%时,达到最小的质量损失;当水泥替代率一定、水胶比为0.42时,达到最小的质量损失;且均小于纯水泥混凝土试块的质量损失。(4)复合掺合料体系使得混凝土的内部结构致密、孔隙细化,有效地阻碍了醋酸溶液对混凝土的侵蚀,降低了混凝土试块的中性化深度。总体上看,铁尾矿、钢渣、脱硫灰进行复掺制备混凝土,具有优于纯水泥混凝土的耐酸侵蚀性能。     

硫酸盐侵蚀下矿用补偿收缩钢纤维混凝土压拉性能试验研究

 摘 要：对矿用补偿收缩钢纤维混凝土在不同侵蚀龄期下的抗硫酸盐侵蚀压拉性能进行研究。结果表明,在膨胀剂掺量为8%、钢纤维体积率为1.2%时其效果最佳。在硫酸盐溶液中侵蚀100d,其抗压强度和抗拉强度相对未侵蚀的基准混凝土分别提高了36.2%、4.52%;侵蚀200d的抗压强度和抗拉强度相对侵蚀100d分别下降了2.16%、2.08%。侵蚀早期,侵蚀溶液中的SO42-不但没有降低混凝土强度,反而使其强度大大增加,侵蚀200d时,强度相对下降,但下降幅度不大,SO42-在一定程度上能够有效减缓强度的下降。     

煤矸石混凝土抗氯离子渗透实验研究

为了解煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能,以自燃煤矸石为粗、细集料,42.5普通硅酸盐水泥为胶凝材料并掺入粉煤灰,制备煤矸石混凝土试件,进行抗氯离子渗透实验,研究了水胶比、粉煤灰掺量以及抗压强度对煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明：非稳态条件下煤矸石混凝土氯离子渗透深度随水胶比增加而加深,呈正相关,氯离子渗透深度增长速度在水胶比0.42~0.48时较快,在水胶比0.48~0.56时缓慢;氯离子迁移系数与水胶比呈正相关,与粉煤灰掺量呈负相关;氯离子迁移系数随抗压强度增大而减小,呈负相关,负相关显著性强弱表现为粉煤灰掺量0%<粉煤灰掺量20%<粉煤灰掺量40%。掺入粉煤灰可以改善煤矸石混凝土耐久性能。     

CF80高强钢纤维井壁混凝土力学特性研究

为了改善高强井壁混凝土的脆性特征,配制出了CF80高强钢纤维井壁混凝土,并对其基本力学性能和三轴抗压强度进行了试验研究。试验结果表明:在混凝土中加入20～40 kg/m3钢纤维,抗拉强度值可提高47.0%～68.3%,明显地改善高强混凝土的脆性特征;钢纤维掺量的改变对高强混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度影响不大,对弹性模量和泊松比几乎没有影响;三轴抗压试验表明,钢纤维的加入能够提高试件破坏的峰值应变和残余强度,显著改善试件的破坏形态。因此,高强钢纤维混凝土能够满足深井高强井壁对混凝土高性能特性需求。     

荷载与环境复合因素作用下混凝土结构耐久性研究现状

综合评述了目前荷载与环境因素共同作用下混凝土耐久性的研究进展情况,着重介绍了荷载(应力)对混凝土抗碳化、抗氯盐和硫酸盐侵蚀,抗冻融性能方面的研究成果.得出一致结论:随着拉应力水平的提高,混凝土耐久性降低;随着压应力水平的提高,混凝土耐久性提高,但当压应力超出临界应力范围,混凝土耐久性反而降低.因此,荷载是耐久性研究中不可忽视的因素之一.     

如何提高硫酸盐侵蚀环境下桩基混凝土的抗侵蚀能力

如何在不同的水文地质环境下选择相应的配合比来提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力是在工程实践中经常面临的一个难题.通过胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能试验,确定了在硫酸盐侵蚀环境下桥梁桩基础混凝土的施工中,原材料的选择及掺入适量的粉煤灰和防腐剂可以大大提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力.     

赵石畔煤矿井筒含水层腐蚀性分析与防腐蚀设计

陕北榆横矿区地层含水层中硫酸盐含量普遍较高,严重威胁着井壁混凝土的长期稳定性。以赵石畔煤矿为例,分析建井穿越地层的含水层化学成分和矿化度,评价含水层对井壁钢筋混凝土的腐蚀性,对井壁混凝土防腐蚀进行设计。结果发现：井筒穿过6个含水层中有4个矿化度超过8 000 mg/L,水化学类型以SO₄-Na·Mg为主;深部含水层对井壁混凝土为强腐蚀性,对钢筋为中等腐蚀性;C60、C70高性能井壁混凝土的复合防腐剂掺量为15%～18%。     

盐湖地区镁水泥钢筋混凝土耐久性试验

青海省众多煤矿矿区普遍存在盐渍土,混凝土耐久性问题极为突出,格尔木盐湖地区最为典型。将镁水泥钢筋混凝土梁试件放置于察尔汗盐湖现场进行暴露试验,根据试件的钢筋的锈蚀情况、相对质量、相对动弹性模量及裂缝与变形来研究镁水泥钢筋混凝土在盐湖地区复杂条件作用下的耐久性问题。研究发现：镁水泥混凝土的抗腐蚀性能优越,变形性能与普通混凝土一致,且达克罗涂层有良好的防腐效果;镁水泥钢筋混凝土在盐湖地区耐久性研究,为地处盐渍土地区的煤矿矿区基础设施建设提供有力保障。     

冻结法施工井壁中高强高性能混凝土研制应用

为了提高矿井混凝土结构的耐久性和安全性,针对深厚表土层冻结井壁混凝土的特点,采用优化方法,对深厚表土层冻结井壁高强高性能混凝土进行了配合比设计,研究了高强高性能混凝土的拌合物性能、力学性能、干缩、绝热温升和抗渗、抗冻、抗氯离子渗透性能.结果表明:制备的高强高性能混凝土的主要技术指标能够满足设计要求,且在龙固煤矿副井井筒成功施工井筒深度367 m,在郓城煤矿副井成功施工滑模套壁深度581 m.     

冻结井壁高强高性能混凝土配制及应用

深冻结井筒采用高强高性能混凝土井壁,可减小冻结孔布置圈径,减少冻结孔数量,节省冻结孔施工时间和管材费用;同时可减小井壁厚度,减少掘进量,加快掘进速度,取得较好的技术经济效益。对冻结井壁高强高性能混凝土进行了配制试验研究,得到了最优配合比,并成功地应用于巴愣煤矿3个深冻结立井工程,取得了很好的效果。     

高强高抗渗冻结井壁混凝土配制及其试验研究

为解决特厚冲积层井筒支护难题及冻结壁解冻后井壁渗漏水严重的问题,采用原材料优选、提高胶凝材料用量、增大砂率和降低水胶比等方法,开展正交试验得到了最优配合比。再由物理力学性能试验结果得到了冻结井壁混凝土立方体标准抗压强度与棱柱体轴心抗压强度、弹性模量之间的换算关系,以及劈裂抗拉强度、泊松比等参数,为工程应用提供了设计依据。     

高性能混凝土冻结井壁研制及主要力学性能试验研究

 针对450～750m特厚冲积层冻结井筒的支护难题,提出提高井壁承载能力的最有效途径是采用高强高性能混凝土。首先,根据深冻结井筒的特殊养护环境和施工条件,优选了原材料,进行了冻结井壁C80～C100高性能混凝土的配制试验,得到了优化配合比;然后,进行了冻结井壁C80～C100高性能混凝土的主要力学性能试验,得到了轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量和泊松比,为工程应用提供了试验数据。