磷渣替代矿渣对水泥孔溶液pH值及水化进程的影响

针对不同掺量磷渣对矿渣水泥浆体水化行为的影响,测试了磷渣掺量0%-30%制备水泥浆体的各龄期强度,并对比了不同龄期浆体孔溶液的PH值,以及水化产物的差异。结果表明：磷渣可用作活性掺合料替代部分的矿粉,在考虑磷渣用量及保证浆体强度的同时,磷渣掺量不宜超过20%,此时浆体的7 d、28 d强度保证率分别在80%、90%以上,对应龄期抗压强度分别在30 MPa、50 MPa以上。而试件孔溶液p H值基本是随着磷渣替代矿渣量的增加呈现减小趋势。XRD图谱表明,随着磷渣替代矿渣掺量的增加,钙矾石晶体衍射峰强度变化有所减弱,说明磷渣掺量过多时,水化速率减慢。热重结果显示：同一龄期时,磷渣达30%时,C-S-H凝胶、钙矾石的形成有所减少;随着龄期的增长,水化产物逐渐增多,热重失重量依次增大。

浸水养护下混合水泥浆体孔溶液pH值对钢筋锈蚀的影响

研究了粉煤灰和矿渣粉不同掺量对后期水泥浆体孔溶液p H值的影响,采用金属腐蚀原理-Pourbaix图法分析了混合水泥砂浆中钢筋锈蚀现象,探讨了浸水养护下浆体孔溶液p H值与钢筋锈蚀的关系。结果表明:水泥浆体孔溶液p H值随粉煤灰掺量增加而降低,当掺量为90%时,730 d浆体孔溶液p H值可降至8.5左右;矿渣粉水泥的浆体孔溶液p H值均保持在12以上;浆体孔溶液p H值低于12.2时,钢筋就会发生锈蚀,降至9以下时,钢筋锈蚀严重。

喷射混凝土的硝酸侵蚀:孔溶液H^+与NO_3^-的扩散规律及侵蚀机理

一般大气环境下长大公路隧道中,喷射混凝土单层衬砌往往会遭受硝酸侵蚀,导致耐久性恶化及使用寿命降低。本研究以硝酸溶液为侵蚀介质,针对制备的普通喷射混凝土、钢纤维喷射混凝土和模筑混凝土开展浸泡试验。通过测试混凝土不同深度处孔溶液pH值和NO_3^-含量,分析喷射混凝土硝酸侵蚀过程。对硝酸侵蚀后试件的矿物组成和微观结构进行表征,以研究孔溶液中H^+和NO_3^-的扩散机理。实验结果表明,喷射混凝土孔溶液H^+和NO_3^-含量均小于模筑混凝土,即喷射混凝土抗硝酸侵蚀耐久性更优。侵蚀溶液pH值不大于2时,钢纤维喷射混凝土孔溶液中H^+和NO_3^-含量与普通喷射混凝土差异较小,说明钢纤维对较高浓度硝酸侵蚀环境下喷射混凝土耐久性能的提升作用不明显。针对喷射混凝土硝酸侵蚀机理的分析表明,硝酸侵蚀喷射混凝土的过程可分为水化产物反应、水化硅酸钙凝胶分解和钙矾石及骨料侵蚀等三个阶段。因此,孔溶液H^+在侵蚀早期增长速度快于侵蚀后期;NO_3^-含量则随侵蚀过程的推移而快速增大。

高地热环境多因素影响混凝土模拟孔溶液中钢筋腐蚀行为

高地热环境隧道衬砌混凝土中温度、孔溶液pH值、侵蚀离子的共同作用引发钢筋锈蚀。通过模拟混凝土孔隙液,研究了环境温度(20℃和60℃)、孔溶液pH值(12.55、12.15、11.75)和侵蚀离子种类(Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和Cl^(-)、SO_(4)^(2-)复合)共同作用下,钢筋开始锈蚀的临界离子浓度及其锈蚀行为。结果表明:氯盐侵蚀时,温度为60℃、pH值为12.55的饱和混凝土模拟液中,钢筋锈蚀的临界氯离子浓度为0.04~0.06 mol/L;当pH值降低到12.15和11.75时,钝化膜稳定性下降,临界氯离子浓度降低到0.03~0.05 mol/L和0.02~0.04 mol/L。硫酸盐侵蚀钢筋的锈蚀诱导期更长,温度为60℃、pH值为12.55、12.15时,钢筋锈蚀的硫酸根浓度阈值相差不大,在0.06~0.08 mol/L之间;当pH值降低到11.75时,硫酸根离子浓度阈值为0.05~0.08 mol/L。硫酸盐与模拟孔溶液中Ca(OH)_(2)的反应生成石膏,其覆盖在钢筋表面对钢筋锈蚀有延缓作用,因此温度与pH值对SO_(4)^(2-)引起的锈蚀浓度阈值影响较小。Cl^(-)、SO_(4)^(2-)复合作用下,SO_(4)^(2-)会排斥吸附在电极表面的Cl^(-),并与Ca^(2+)反应生成CaSO_(4),覆盖在钢筋表面使钝化膜致密,延缓了钢筋锈蚀速度。pH值为12.55、12.15时,SO_(4)^(2-)分别达到0.03 mol/L和0.04 mol/L时对Cl^(-)引起的钢筋腐蚀具有缓蚀作用,然而当pH值为11.75时,SO_(4)^(2-)对Cl^(-)引起的钢筋腐蚀无缓蚀作用。

水胶比对再生植生混凝土基本性能的影响研究

为探究不同水胶比对再生植生混凝土基本性能的影响,文章通过开展混凝土7 d和28 d抗压强度测试、孔隙率测试试验及孔隙环境pH值测试,分析水胶比对再生植被混凝土力学性能、孔隙率及孔溶液pH值的影响规律。结果表明:水胶比从0.24~0.32变化时,混凝土抗压强度先提升后降低,总孔隙率和连通孔隙率不断降低,孔隙环境pH值不断下降,但变化速率却逐渐减小;当水胶比为0.28时,混凝土7 d抗压强度为34.7 MPa,28 d抗压强度为36 MPa,力学性能为最优,总孔隙率达到22.6%,连通孔隙率达到21.1%,强度和孔隙率满足有关规范要求,28 d孔隙环境pH值为9.2,大于规范要求的≤9。

硫铝酸盐水泥-硅酸盐水泥-石膏三元复合材料的护筋性能研究

通过测定水泥石碱度和孔隙率、砂浆电极的极化电位、混凝土的氯离子扩散系数和钢筋混凝土电极电化学加速锈蚀的开裂时间,从多个不同角度研究了硫铝酸盐水泥-硅酸盐水泥-石膏三元复合材料体系的护筋性能。结果表明,三元体系的碱度比硅酸盐水泥低,pH值在10～11之间,难以在钢筋表面形成钝化膜保护;水泥石孔隙率和混凝土氯离子扩散系数均明显高于硅酸盐水泥,密实性和抗渗性较差。

搅拌站废浆对水泥水化的影响

本文将搅拌站废浆固液分离,研究了滤液和滤渣不同掺量下对水泥净浆3d和28d龄期抗压强度的影响,并对比了不同龄期浆体孔溶液的pH值,同时采用XRD和TG分析了其水化产物的变化。结果表明:滤液和滤渣都可以提高早期强度,但不利于抗压强度的继续增长;3d龄期时试件孔溶液pH值基本上随滤液替代量增大而增大,但随滤渣掺量增加呈现减小趋势。XRD图谱表明随滤液替代自来水量的增加,C2S衍射峰强度有所减弱,说明滤液替代量增大加快了水化速率。热重分析结果显示滤液促进水泥水化并增快了C-S-H凝胶、钙矾石的形成,而滤渣主要是活性SiO2,消耗Ca(OH)2,反应生成C-S-H凝胶。

大掺量复合矿物掺合料高性能桩基混凝土性能研究及工程应用

高铁施工过程中现浇桩均采用自密成型的高性能混凝土,其工作性能、力学性能、孔溶液pH值以及耐久性发展制约着地基稳定性。结合京津城际延伸线天津~于家堡工程项目,通过对比拟应用于桩基结构中8种不同配合比混凝土的坍落度、坍落扩展度、抗压强度、硬化浆体孔溶液pH以及电通量指标,得出C4配合比即粉煤灰掺量20%、矿粉掺量20%为最佳配合比。实际应用成桩效果良好,满足高铁建设中桩基施工要求。

Effects of curing age on compressive and tensile stress-strain behaviors of ecological high ductility cementitious composites

To obtain the design parameters of the structure made by ecological high ductility cementitious composites(Eco-HDCC),the effects of curing age on the compressive and tensile stress-strain relationships were studied.The reaction degree of fly ash,non-evaporable water content and the pH value in pore solution were calculated to reveal the mechanical property.The results indicate that as the curing age increases,the peak compressive strength,peak compressive strain and ultimate tensile strength of Eco-HDCC increase.However,the ultimate compressive strain and ultimate tensile strain of Eco-HDCC decrease with the increase in curing age.Besides,as the curing age increases,the reaction degree of fly ash and non-evaporable water content in Eco-HDCC increase,while the pH value in the pore solution of Eco-HDCC decreases.Finally,the simplified compressive and tensile stress-strain constitutive relationship models of Eco-HDCC with a curing age of 28 d were suggested for the structure design safety.

钢管微膨胀混凝土性能试验及工程应用研究

研究立足于我国首座高铁钢管混凝土转体拱桥——西溪河大桥,依据钢管微膨胀混凝土技术要求设计8种配合比,通过对比2 h坍落度损失量,得出掺加膨胀剂有利于坍落度保持的结论;开展掺加膨胀剂下6种配合比力学性能、孔溶液pH值、耐久性能分析。研究结果:(1) 75%水泥+15%矿粉+10%粉煤灰胶凝组分抗压强度优于75%水泥+10%矿粉+15%粉煤灰胶凝组分,且随着膨胀剂掺量的增加强度亦随之增高;(2)随混凝土养护龄期增加,孔溶液pH值呈下降趋势;(3) 75%水泥+10%矿粉+15%粉煤灰胶凝组分电通量值、质量损失率大于75%水泥+15%矿粉+10%粉煤灰胶凝组分,且随着膨胀剂掺量的增加损失率亦随之下降;(4) 14 d水中限制膨胀率发展规律与抗压强度发展趋势等同,14 d转空气中42 d、56 d收缩值发展规律与电通量、冻融循环发展趋势等同。微结构分析表明:75%水泥+15%矿粉+10%粉煤灰胶凝组分断面图谱中水化结晶相相互搭接形成的网络状结构较75%水泥+10%矿粉+15%粉煤灰胶凝组分更为密实。