硫酸盐和干湿循环作用下玄武岩纤维混凝土劣化规律

盐湖、盐渍土地区水位变幅区的混凝土材料劣化问题突出。该文开展不同质量浓度硫酸盐溶液干湿循环侵蚀作用下玄武岩纤维混凝土侵蚀试验、材料力学试验和微观测试,测试分析混凝土试件抗压强度、劈裂抗拉强度、质量变化、相对动弹性模量等参数的演变规律,揭示不同浸泡浓度及龄期下玄武岩纤维混凝土的劣化机制;结合混凝土试件侵蚀后的表观形态和细观结构特征,研究不同侵蚀周期下掺玄武岩纤维混凝土的细观结构演变机理。结果表明：掺入长度6mm玄武岩纤维的混凝土抗压及劈裂抗拉强度增强效果优于长度12mm纤维;硫酸盐和干湿循环侵蚀作用下玄武岩纤维混凝土劣化规律受硫酸盐溶液浓度、干湿循环次数和纤维掺量3个因素协同作用影响,干湿循环作用下硫酸盐侵蚀产物主要为石膏型侵蚀和钙矾石型侵蚀。掺玄武岩纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀能力明显优于于素混凝土。     

复合因素作用下混凝土硫酸盐侵蚀劣化机理

通过微观和宏观观测,综合揭示了单独硫酸钠溶液侵蚀、亚高温水淬循环和硫酸钠溶液侵蚀交替进行、碳化和硫酸钠溶液侵蚀交替进行3种工况下混凝土受侵蚀劣化规律.研究结果表明:3种工况的主要侵蚀产物均为钙矾石,没有明显检测到石膏和碳硫硅钙石;与单独硫酸钠溶液侵蚀相比,亚高温水淬循环作用加剧了硫酸根离子向混凝土内部的扩散传输,从而造成其强度的显著劣化;碳化层的存在在一定程度上减轻了硫酸根离子的扩散传输,但碳化和硫酸钠溶液侵蚀的交替作用仍导致了混凝土抗压强度下降.     

初始损伤混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能EI北大核心CSCD

通过外观形貌、抗压强度损失率、硫酸根离子含量的变化,系统研究了干湿循环与硫酸盐耦合作用下初始损伤混凝土的劣化规律,建立了混凝土累积损伤模型;同时,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线计算机断层扫描仪(X-CT)揭示了混凝土的劣化机理.结果表明:随着初始损伤度的增大,试件破坏等级明显加剧;当干湿循环270次时,初始损伤程度为0%、10%和20%的混凝土抗压强度损失率分别达到34.6%、48.6%、67.5%,其表观硫酸根离子含量分别为1.87%、2.63%和3.83%;混凝土损伤速率随着干湿循环次数的增加而增大,且初始损伤混凝土的损伤速率增长幅度明显大于完整混凝土;干湿循环与硫酸盐耦合作用下混凝土的劣化表现为物理侵蚀和化学侵蚀,其中物理侵蚀为硫酸钠晶体的结晶析出,化学侵蚀为在孔隙及微裂缝中生成腐蚀产物而产生的膨胀破坏.     

硫酸盐干湿循环作用对混凝土性能的影响

为研究混凝土特性在硫酸盐干湿循环作用下的变化规律,采取硫酸盐环境下干湿循环的方法模拟西部硫酸盐环境,加速侵蚀混凝土。经过对两种强度混凝土试块加速侵蚀试验,研究了混凝土试块的表观特征、力学性能及质量随侵蚀的经时变化规律,讨论了混凝土强度等级对硫酸盐腐蚀程度的影响。结果表明:侵蚀初期,混凝土的质量、强度由于膨胀产物的填充和密实作用程现不同程度的增大;随侵蚀时间的不断延长,膨胀性产物的不断积累,混凝土出现劣化损伤,表现为质量、相对动弹性模量、强度的逐渐降低;硫酸盐干湿循环次数达150次之后,试件出现大量裂缝,角部混凝土大面积砂化、剥落,强度急剧下降。整个侵蚀过程中,强度等级较高的混凝土表现出较好的耐腐蚀性。     

酸腐蚀下混凝土性能的变化

根据酸雨的特点配制了5种具有不同pH值、不同硫酸根离子浓度的酸性溶液,研究了混凝土在干湿循环、酸性溶液侵蚀30 d到150 d强度的变化、表层混凝土的吸水性以及其孔结构的变化。经过含有硫酸盐溶液的侵蚀后,混凝土强度的变化经过一个先降后升、然后再降低的过程;而经过不含硫酸盐溶液的侵蚀后,混凝土的强度持续下降。受不含硫酸根离子的酸性溶液侵蚀后,表层混凝土的孔隙结构变化较大,孔隙率增加、孔径增大。硫酸盐侵蚀产物的形成过程与混凝土的宏观性能的变化密切相关。     

海砂混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

采用淡化海砂、原状海砂和河砂分别配制了强度等级为C30和C50的普通混凝土,通过硫酸盐干湿循环试验,对比研究了采用不同砂配制的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明:在硫酸盐侵蚀作用下,混凝土质量损失率的大小与其表面劣化的程度相关,但并不能有效评价混凝土抗硫酸侵蚀能力;混凝土强度等级相同时,淡化海砂混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力略好于河砂和海砂混凝土;原状海砂引入的氯离子对混凝土抗硫酸盐侵蚀有一定的不利影响。     

不同应力状态下混凝土硫酸盐侵蚀试验研究

硫酸盐对混凝土的侵蚀作用往往损伤混凝土的内部结构,从而导致结构的安全性能降低。为了研究基础混凝土梁的硫酸盐侵蚀规律,采用加速硫酸盐侵蚀试验方法进行了受力状态下混凝土试件在干湿交替循环硫酸盐侵蚀环境下的耐久性试验,分析了硫酸盐干湿交替循环侵蚀后混凝土性能的退化规律。结果表明:混凝土性能劣化与硫酸盐干湿交替循环侵蚀环境下试件的应力状态存在一定的关系,拉、压应力分别加快和减缓了硫酸盐侵蚀混凝土的速率,且应力变化越大,硫酸盐侵蚀速率的改变越大。     

干湿循环作用下植生混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

通过制备优选的高强植生混凝土,研究了在3种硫酸盐浓度下抗硫酸盐干湿循环侵蚀性能。结果表明:硫酸盐对植生混凝土侵蚀破坏从混凝土局部角落脱落开始,损伤逐渐从对角向四周扩展。干湿循环次数增加,相对质量损失先降低后增加,强度耐腐系数先增加后降低。随着硫酸盐浓度的增加,植生混凝土强度耐腐系数和相对质量损失逐渐增加,分析了植生混凝土受硫酸盐干湿循环侵蚀损伤机理。拟合分析了植生混凝土强度耐腐系数与相对质量损失之间的关系方程。     

混凝土经历荷载历史后在硫酸盐干湿交替作用下损伤试验研究

为研究高强混凝土(C60)与普通混凝土(C30)在经历历史荷载与环境因素联合作用下损伤演化规律,对历经单调加载历史和循环加载历史后的96块高强混凝土和102块普通混凝土试件,与硫酸盐-干湿循环耦合后进行损伤性能研究。以混凝土试件的质量变化率和相对动弹模表征混凝土内部的损伤程度。试验研究表明:一定范围内的历史荷载及单一硫酸盐侵蚀会有助于提高混凝土前期的力学性能,干湿循环-硫酸盐双重作用下则会明显的降低混凝土的力学性能。与普通混凝土相比,水灰比的降低和适量减水剂的掺入使得高强混凝土的孔隙结构得到优化,从而使高强混凝土抵抗环境及历史荷载等因素的能力增强。     

带初始损伤混凝土受硫酸盐侵蚀劣化的机理分析

通过测量混凝土的质量变化量和相对动弹性模量,研究了带初始损伤混凝土在干湿循环作用下受硫酸盐侵蚀的劣化规律,同时利用压汞法(MIP)、扫描电镜(SEM)和电子能谱技术(EDS),探究分析了含初始损伤混凝土在硫酸盐侵蚀作用下的孔结构和腐蚀产物组分的变化.结果表明:随着初始损伤度的增加和水灰比的增大,混凝土受硫酸盐腐蚀劣化加剧;损伤度为20%的混凝土受硫酸盐侵蚀150d后的相对动弹性模量降低至12.3%,试件部分表面剥落;大掺量矿渣混凝土抗硫酸盐侵蚀能力提高;随着腐蚀时间的增加,混凝土孔隙率增大,大孔数量增多;高水灰比混凝土内部腐蚀产物主要是石膏,低水灰比混凝土内部腐蚀产物主要是钙矾石.     

水泥混凝土硫酸盐侵蚀综述

介绍了水泥混凝土硫酸盐侵蚀机理及侵蚀产物,从材料和环境两方面阐述了影响硫酸盐侵蚀的因素,论述了硫酸盐侵蚀实验及检测方法,为其进一步的分析研究提供了理论基础。     

Selective recovery of nickel over iron from a nickel-iron solution using microbial sulfate reduction in a gas-lift bioreactor

Process streams with high concentrations of metals and sulfate are characteristic for the mining and metallurgical industries. This study aims to selectively recover nickel from a nickel-iron-containing solution at pH 5.0 using a single stage bioreactor that simultaneously combines low pH sulfate reduction and metal-sulfide formation. The results show that nickel was selectively precipitated in the bioreactor at pH 5.0 and the precipitates consisted of ≥83% of the nickel content. The nickel-iron precipitates were partly crystalline and had a metal/sulfur ratio of 1, suggesting these precipitates were NiS and FeS. Experiments focusing on nickel recovery at pH 5.0 and 5.5 reached a recovery of >99.9%, resulting in a nickel effluent concentration <0.05 μM. The mixed microbial population included known sulfate reducers and acetogens. This study shows that selective metal precipitation in a single stage sulfate reducing bioreactor operated at low pH has the potential to produce metal-sulfides that can be used by the metallurgical industry as a resource for metal production.     

混凝土灌注桩中混含硫酸盐的时变分布规律

硫酸盐环境下,为模拟混凝土灌注桩施工时混入的硫酸盐在桩中的时变分布行为,基于Fick第二定律并结合初始条件与边界条件,应用分离变量法,建立硫酸盐在桩中的时变分布模型。通过算例将本文解与传统解进行比较,并进一步探讨了硫酸盐扩散分布的影响因素和影响规律。结果表明,传统解用于分析混凝土灌注桩桩中硫酸盐扩散有局限性,而本文解相对于传统解具有一定的优势。混凝土灌注桩半径越小,应用传统解分析灌注桩中硫酸盐时变分布误差较大,同时,误差随时间增大。硫酸盐在混凝土灌注桩中的时变分布呈沙漏形,沿半径方向x=0处和桩表面处扩散行为明显,在x=0处附近区域,初始第一年扩散速率较快,在后续的50a内扩散速率显著减小,但每10a的平均速率基本相同。扩散系数和初始浓度梯度对硫酸盐在混凝土灌注桩中的时变分布影响较大。     

水泥/掺合料胶凝材料体系抗硫酸盐侵蚀性能研究

参考ASTM C1012-04测试方法研究硫酸盐溶液浸泡后几种胶凝材料体系砂浆试件的线长度变化,探讨水泥砂浆受硫酸盐侵蚀后的体积膨胀规律;采用XRD分析,揭示其侵蚀机理.试验结果表明,所采用的掺合料及掺加方式配制的水泥砂浆在硫酸盐溶液侵蚀下,出现其线长度不断增长的现象,砂浆试件内部膨胀性产物-钙矾石和石膏形成,但未掺加任何掺合料的砂浆的线长度在21周内变化相对较小.     

地聚物抗硫酸盐侵蚀性能的试验研究

对地聚物和普通硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验研究,通过研究地聚物的抗硫酸盐侵蚀机理,采用干湿循环法,对侵蚀后的产物进行了X射线衍射分析,结果表明:在5%的硫酸钠溶液中,地聚物砂浆主要是由于硫酸钠浸入试块孔隙中盐结晶体积膨胀而破坏。     

咪唑啉硫酸酯盐的缓蚀性能及协同增效作用研究

参照SY/T 5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》,采用静态失重法评价咪唑啉硫酸酯盐缓蚀剂1-羟乙基-2-油酸基咪唑啉硫酸酯盐（ISES）与丙炔醇（BCC）、非离子表面活性剂OP-10组成的二元和三元复配缓蚀剂体系对N80钢的缓蚀性能,考察二元和三元复配缓蚀剂体系的协同增效作用。通过动电位极化扫描和电化学阻抗分析对ISES及其复配体系的电化学行为进行研究。     

混凝土硫酸盐侵蚀双因素影响及干湿循环与连续浸泡差异分析

从物理侵蚀和化学侵蚀两方面论述硫酸盐侵蚀的破坏机理,综述了混凝土受硫酸盐侵蚀时,其自身特性及工作环境对侵蚀破坏的影响,结合物理侵蚀以及化学侵蚀作用机理,对干湿循环与连续浸泡方法的试验结果进行可能性的分析,并对混凝土硫酸盐侵蚀研究中存在的问题进行了总结。     

碱式硫酸镁水泥基树脂透光混凝土界面特性的研究

采用界面破坏模型分析法和斜剪黏结强度法对比研究了碱式硫酸镁水泥基与硅酸盐水泥的树脂透光混凝土的强度损失率。研究结果表明,碱式硫酸镁水泥基树脂透光混凝土的28 d抗压强度损失率为19.9%,水泥砂浆与树脂界面7 d斜剪试验强度为6.8 MPa;硅酸盐水泥基透光混凝土的28 d抗压强度损失率为41.3%,水泥砂浆与树脂界面7 d斜剪试验强度为6.1 MPa。碱式硫酸镁水泥在界面结合方面表现更优。     

Sulfate dry deposition fluxes and overall deposition velocities measured with a surrogate surface

Previous studies have shown that the dry deposition of particulate sulfate can account for a significant fraction of its total (wet + dry) deposition. However, there is no generally accepted method to directly measure dry deposition. In this study, the particulate sulfate dry deposition was measured using a smooth surrogate surface between September 2000 and June 2001 in Izmir, Turkey. Concurrently, ambient air samples were collected. Average particulate sulfate fluxes and ambient concentrations were 49.3 +/- 24.3 mg m(-2) d(-1) and 11.2 +/- 6.6 microg m(-3), respectively. The measured particulate dry deposition fluxes were higher than those measured in other urban and rural areas. The contribution of marine and terrestrial sources was also estimated and found to be insignificant. The particulate phase overall dry deposition velocities calculated using the dry deposition fluxes and corresponding ambient concentrations averaged 6.3 +/- 3.9 cm s(-1). This value is higher than values typically used to estimate particulate sulfate deposition; however, it is in good agreement with values determined using similar surrogate surface techniques.