混凝土的硫酸盐侵蚀机理及其影响因素

通过分析混凝土硫酸盐侵蚀反应类型,阐明了混凝土硫酸盐侵蚀机理;通过对混凝土组分、混凝土内部孔隙类型及其分布、侵蚀溶液及混凝土所处的工作环境的研究,探讨了影响混凝土硫酸盐侵蚀的因素,并在此基础上从降低混凝土组分与硫酸盐反应的活性和改善混凝土的孔隙结构等方面提出了提高混凝土抗硫酸侵蚀能力的思路和途径.     

溶液浓度和温度对混凝土硫酸盐侵蚀速度影响

通过大量试验,采用强度损失、试件的长度变化和重量损失3种判定指标研究了溶液浓度和温度对硫酸盐侵蚀速度的影响。结果表明:侵蚀破坏速度随着溶液浓度增大和温度的提高而加快,但当浓度和温度超过某一数值后继续增加,侵蚀破坏的速度反而减慢。在各种影响因素下,硫酸钠侵蚀破坏的速度比硫酸镁侵蚀快。对硫酸钠型侵蚀,采用抗折抗蚀系数作为判定指标较为合理,而对硫酸镁型侵蚀,应该综合考虑抗折抗蚀系数和抗压抗蚀系数。     

含石膏质岩集料混凝土内部硫酸盐侵蚀因素的研究

含石膏质岩集料会引起混凝土内部硫酸盐侵蚀。通过膨胀率和强度测试,研究了水泥C3A含量、水泥碱含量、矿物掺合料、水胶比及养护温度对混凝土抗内部硫酸盐侵蚀的影响。结果表明,C3A含量较低(≤5%)时,不会导致含石膏质岩集料混凝土产生有害膨胀,当水泥中的C3A含量偏高(8%)时,加剧了混凝土膨胀破坏;降低水泥的碱含量,掺入8%的硅灰、15%的偏高岭土以及20%粉煤灰均能提高混凝土抗内部硫酸盐侵蚀性能,而掺入30%矿渣粉对石膏质岩集料引起的内部硫酸盐侵蚀起了促进作用;水胶比的提高延缓了混凝土的早期膨胀,养护温度的提高增加了混凝土内部硫酸盐侵蚀速率。     

粉煤灰对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

研究了粉煤灰对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响.试样为40mm×40mm×160mm细碎石混凝土和20mm×20mm×20mm水泥石,粉煤灰取代水泥用量为10%,30%和50%.半年浸泡试验表明,R<1.5的粉煤灰提高了混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,在一定的粉煤灰掺量范围内,掺量增加使改善效果更好.XRD和MIP分析表明,粉煤灰通过其火山灰反应一方面降低了Ca(OH)2的含量,另一方面增强了水泥石的密实性,这有利于减少钙矾石和石膏的生成.     

硫酸盐侵蚀环境因素对混凝土性能退化的影响

考虑硫酸盐侵蚀的阳离子类型、侵蚀溶液浓度、侵蚀溶液的PH值等环境因素影响，研究了环境因素对受硫酸盐腐蚀的混凝土性能退化的影响，对在不同侵蚀环境下受腐蚀混凝土试件的抗压强度、抗折强度进行了测试，实验结果表明，在腐蚀后期硫酸钠溶液中混凝土强度降低幅度比在硫酸镁溶液中混凝土强度降低幅度大；随腐蚀溶液浓度的增大和pH值的降低，混凝土强度衰减率增大，对各种环境条件下不同腐蚀阶段的混凝土进行了超声声速测试，测试结果表明：随混凝土强度的降低，超声波在混凝土中的传播速度降低，两的变化规律具有一致性，超声声速的变化可以反映不同腐蚀程度混凝土强度的变化情况。     

海工水泥抗硫酸盐侵蚀机理

采用浸泡抗蚀性能试验方法 （K法）,对比研究了海工水泥和普通硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能。使用X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、电子扫描（SEM）和电子计算机断层扫描（Computed tomography, CT）分析了两种水泥硫酸盐侵蚀前后矿物成分和微观结构的变化,进行了机理分析。结果表明：海工水泥抗硫酸盐侵蚀性能优于普通硅酸盐水泥,海工水泥在3%硫酸钠溶液中浸泡11个月后侵蚀系数为1.03,而普通硅酸盐水泥为0.22。海工水泥主要水化产物为水化硅酸钙、钙矾石和较少的氢氧化钙,其在3%硫酸钠溶液中浸泡后生成微量二水石膏,不会对基体产生破坏。除水化硅酸钙和钙矾石外,普通硅酸盐水泥的水化产物中有较多的氢氧化钙和单硫型水化硫铝酸钙,其在3%硫酸钠溶液中会生成大量的二水石膏和钙矾石,两者的结晶膨胀会引起基体开裂。     

掺离子侵蚀抑制剂对海工混凝土抗硫酸盐侵蚀性能及其防护研究

针对伶仃洋大桥墩柱混凝土服役于海洋环境中易出现腐蚀的耐久性问题,研究了离子侵蚀抑制剂对暴露在硫酸钠溶液中的矿物掺合料混凝土力学性能退化,离子传输和微结构的影响;另外,还研究了钢管防护对半浸泡在硫酸钠溶液中的混凝土力学性能和微结构的影响。结果表明：硫酸盐干湿循环作用下,掺加适量的离子侵蚀抑制剂制备的混凝土具有良好的孔隙分布(有害孔比例降低),导致硫酸根离子在混凝土中的含量和渗透深度降低。此外,钢管对混凝土的防护显著提高了混凝土抗硫酸盐侵蚀性能(浸泡250 d,耐蚀系数96.93%),其作为隔离混凝土与其周围环境的屏障,减轻了硫酸钠溶液在混凝土上的毛细上升现象,从而消除了盐结晶造成的表层剥落。同时钢管的环箍约束限制了硫酸盐侵蚀引起的基体膨胀,导致孔径分布密实度的增加。     

硫酸盐侵蚀下混凝土灌注桩的损伤效应

为分析外部硫酸盐腐蚀对混凝土灌注桩截面损伤和承载力的影响,研究了硫酸根离子在混凝土灌注桩中的扩散反应规律并探讨了桩身结构性能退化的影响因素.基于Fick第二定律建立了柱坐标下硫酸根离子的非稳态扩散反应方程,采用数值方法得到了扩散方程求解的有限差分格式,并通过相关试验结果验证了理论模型与计算方法的正确性.根据化学反应生成的膨胀产物计算膨胀应变,并通过损伤演化函数计算桩身截面损伤和承载力,建立了桩基损伤度与桩身承载力的相关关系,对比分析了不同腐蚀因素和腐蚀时间对桩基损伤与桩身承载力的影响.研究结果表明:内膨胀应变和损伤在表层的发展速度比内层发展更为迅速,增大桩半径能显著提高桩基的耐久性和承载能力,而水灰比大于0.4时,桩基损伤增长幅度最大.因此,合理增加桩半径并采用较小的水灰比能有效减小桩身混凝土损伤,提高桩基的耐久性并减少桩身承载能力的损失.     

硅灰裹石对水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

使用测长法研究了硅灰裹石对混凝土试样抗硫酸盐侵蚀性能的影响,揭示了渗透性在混凝土硫酸盐侵蚀中的作用。研究结果表明：混凝土中水泥浆体与集料之间的界面过渡区是硫酸盐侵蚀的薄弱区域;集料含量增加,即界面区含量愈多,试样的抗硫酸盐侵蚀性能愈差。采用硅灰裹石处理集料可以大幅度地提高混凝土试样的抗硫酸盐侵蚀能力。     

长期浸泡下混凝土受硫酸盐侵蚀试验研究

通过观察,试块表观现象在一定程度上反映了硫酸钠溶液对混凝土侵蚀的严重程度,质量变化反映了硫酸钠侵蚀产物随时间的生成及变化规律,通过力学试验研究了硫酸钠溶液浓度、水灰比、长期浸泡对混凝土抗压和劈裂抗拉强度的影响规律。结果表明：试块质量呈现先下降、后上升、再下降的总趋势,低水灰比混凝土的强度对硫酸钠溶液侵蚀较为敏感,侵蚀溶...     

大孔生态混凝土强度与抗硫酸盐侵蚀性能

为了降低成本和提高抗硫酸盐侵蚀性能,按总胶凝材料用量30%的取代量掺入粉煤灰和矿粉,通过调整细骨料用量来控制大孔混凝土的孔隙率,分别制备了孔隙率为15%、20%和25%的粉煤灰系列和矿粉系列大孔生态混凝土.研究了胶凝材料用量、水胶比和孔隙率对大孔生态混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀性能的影响规律.结果表明:大孔混凝土的强度随着胶凝材料用量的增加、水胶比的减小和孔隙率的降低呈线性缓慢地增大;大孔生态混凝土的硫酸盐侵蚀作用在内外同时发生,其抗硫酸盐侵蚀能力明显低于普通混凝土,但当矿物掺合料用量达胶凝材料总量30%时,60次干湿循环后的抗侵蚀系数大于100%.     

浅谈影响普通混凝土强度的因素及对策

混凝土强度的控制对工程质量的保证有着重要的作用。通过对混凝土各主要因素的研究来达到控制混凝土的强度,在于保证混凝土强度应用于施工过程中的工程质量。     

活性粉末混凝土强度影响因素研究

研究养护时间和钢纤维掺量对活性粉末混凝土抗折、抗压强度的影响,探索低成本、超高强高性能活性粉末混凝土的配制技术,旨在促进活性粉末混凝土的推广应用.     

基于ANSYS的混凝土极限荷载影响因素分析

利用ANSYS模拟混凝土材料的受力性能时,由于混凝土的非线性,存在破坏阶段计算难以收敛且极限荷载计算值与试验值离散很大的问题.以混凝土受压试验为算例,通过单参数改变法,分析了混凝土本构关系、破坏准则、网格密度、迭代方法、收敛准则、收敛容差和加载方式等参数对模拟结果的影响,提出了解决此问题的方法,为混凝土的非线性模拟分析提供了可靠的参数设置依据.     

Damage model of fresh concrete in sulphate environment

A model of damage to fresh concrete in a corrosive sulphate environment was formulated to investigate how and why the strength of corroded concrete changes over time. First, a corroded concrete block was divided into three regions: an expanded and dense region; a crack-development region; and a noncorroded region. Second, based on the thickness of the surface corrosion layer and the rate of loss of compressive strength of the corroding region, a computational model of the concrete blocks’ corrosion-resistance coefficient of compressive strength in a sulphate environment was generated. Third, experimental tests of the corrosion of concrete were conducted by immersing specimens in a corrosive medium for 270 d. A comparison of the experimental results with the computational formulae shows that the calculation results and test results are in good agreement. A parameter analysis reveals that the corrosion reaction plays a major role in the corrosion of fresh concrete containing ordinary Portland cement,but the diffusion of the corrosion medium plays a major role in the corrosion of concrete mixtures containing fly ash and sulphate-resistant cement. Fresh concrete with a high water-to-cement ratio shows high performance during the whole experiment process whereas fresh concrete with a low water-to-cement ratio shows poor performance during the late experiment period.     

影响陶瓷材料冲蚀磨损行为的因素

本文探讨了影响陶瓷材料冲蚀行为的因素，讨论了环境参数（如冲角、冲蚀速度、冲蚀时间和温度）、磨粒性能（如硬度、粒度和形状）、靶材性能（如硬度、断裂韧性和显微结构）等对冲蚀的影响规律。     

钢管混凝土柱敏感性影响因素对比分析

利用正交试验设计法对不同因素水平的钢管混凝土柱的敏感影响因索进行对比分析,发现核心混凝土强度对钢管混凝土中长柱的承载力影响最大,但有下降的趋势,钢管屈服强度和含钢率的影响基本相同,影响最小的是试件的长细比,但有增大的趋势,成为较为敏感的影响因素,同时指出了下一步的研究方向.     

混凝土工程中钢筋锈蚀的控制分析

钢筋锈蚀对混凝土工程质量及混凝土的耐久性影响很大,介绍了钢筋锈蚀的原理,分析了钢筋锈蚀的主要影响因素,提出了防止钢筋锈蚀的几项措施。     

温度和氯盐对混凝土硫酸盐化学腐蚀的影响

为揭示混凝土在不同硫酸盐腐蚀环境下的损伤过程及腐蚀机理,进行了硫酸盐浸泡实验,研究了在复合溶液浸泡作用下混凝土的抗压强度演变、腐蚀产物类型及硫酸根离子反应能力.结果表明:混凝土在硫酸钠溶液中抗压强度先增加后降低,且主要腐蚀产物是钙矾石和石膏.在复合溶液腐蚀环境下,腐蚀产物以钙矾石为主,且混凝土亚微观缺陷减少6.46%.当提高腐蚀溶液温度至50℃时,混凝土的抗压强度演变速度加快,硫酸根离子反应能力提高20%,腐蚀产物以石膏为主.