接触溶蚀条件下混凝土游离钙离子固化效果研究

为研究将硅灰和硅酸钠作为掺合料内掺后的喷射混凝土在接触溶蚀条件下析出钙离子的规律,在不同掺量下制备了单掺和复掺混凝土试块,开展30 d去离子水浸泡试验,测试溶液中的钙离子浓度、溶液pH值的变化情况,并结合SEM等微观检测对接触溶蚀过程进行研究。结果显示:单掺硅灰试块在不换水条件下的钙离子溶出量大大低于空白组,换水条件下30 d内3%、5%、7%掺量组较空白组平均溶出钙离子总重依次减少73.29%、69.65%、69.26%;单掺硅酸钠后,不换水条件下3%掺量的试块钙离子溶出量也能得到明显的降低,换水条件下30 d内1%、3%、5%掺量组较空白组平均溶出钙离子总重依次减少9.22%、20.53%、29.96%;将单掺组中固化效果良好的3%掺量硅灰和5%掺量硅酸钠复掺入混凝土后,不换水条件下浸泡溶液初始钙离子浓度仅为20~30 mg/L,从第18天左右溶液游离钙离子清零,换水条件下复掺试块较空白组平均溶出钙离子总重减少约85%。

碱性环境对植物纤维水泥砂浆性能的影响

为了探究植物纤维在砂浆中的降解机理和分析碱性环境对水泥砂浆基本性能的影响,改变其降解碱液浓度,对纸纤维进行降解分析。随后将纸纤维加入到砂浆中去,改变其碱性环境,测试并分析了砂浆体积密度,吸水率和抗压强度随养护时间的变化,并对吸水率和抗压强度进行线性拟合。结果表明,随着降解碱液的浓度升高,纸纤维降解程度加剧。同时纸纤维的加入使得水泥砂浆的体积密度和抗压强度明显降低,吸水率明显升高。而且随着碱性环境的增强,纸纤维在砂浆内部的降解程度增大,在一定程度上也减小了砂浆的体积密度和抗压强度,增大了吸水率。通过纸纤维和砂浆试块的SEM微观照片,得出纸纤维在砂浆内部增大了砂浆内部的孔隙,发生了降解。对其吸水率和抗压强度进行线性拟合结果表明吸水率和抗压强度呈现负相关关系。

基于杨木木屑改性的隧道工程透水砂浆性能研究

为研制出一种既能适用于初期支护基面找平又具有一定透水能力的砂浆,将杨木木屑加入砂浆试块中对其进行改性。通过对杨木木屑的降解特性进行分析,并将不同掺量的杨木木屑加入砂浆试块中,改变其养护方式,对其体积密度、孔隙率、吸水率、抗压强度等基本性能指标及微观结构进行测试和分析。由试验结果可知:(1)加入杨木木屑后普通砂浆试块的孔隙率和吸水率均提升了2~3倍,但同时也会使砂浆试块的体积密度和抗压强度降低;(2)内掺碱并加碱溶液养护方式的孔隙率和吸水率最高,体积密度和抗压强度最低。对砂浆试块吸水率和抗压强度进行线性拟合后发现其吸水率和抗压强度呈负相关关系。研究结果表明,通过杨木木屑提升砂浆透水性能是可行的,但是杨木木屑掺量和养护方式对砂浆其他性能的影响还有待进一步研究。

接触溶蚀条件下玻璃粉对混凝土抗钙溶蚀能力的影响

混凝土钙离子的析出是造成隧道排水系统结晶的主要原因之一。为研究玻璃粉对混凝土在接触溶蚀条件下的抗钙溶蚀能力的影响,采用玻璃粉等质量替代0%、10%、15%和20%水泥的方式,制备一批混凝土试块和水泥砂浆试块,开展去离子水浸泡试验,进行钙离子浓度检测,并使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析研究试块的水化产物的种类、含量、微观形貌及元素组成。结果显示:玻璃粉能减少水泥砂浆水化产物中氢氧化钙(CH)的含量及钙离子的析出,玻璃粉掺量为10%时效果最好;溶蚀28 d时,相较于纯水泥砂浆,掺有玻璃粉的水泥砂浆的微观结构得到了改善,但是玻璃粉的火山灰活性仍然还没有完全发挥。

接触溶蚀条件下喷射混凝土钙离子析出规律探究

隧道排水系统中碳酸钙结晶是造成排水管堵塞的重要原因,其主要来自于混凝土中析出的游离钙离子等产物。为研究接触溶蚀条件下喷射混凝土析出钙离子的规律,配制了固定配合比的一批混凝土试块,开展了为期30 d的去离子水浸泡试验,测试了溶液中的钙离子浓度、析出量和溶液pH值的变化情况。结果显示:经过28 d标准养护后取出并随即浸泡的试块,浸泡周期内单块试块钙离子溶出量低于20 mg·L^(-1);脱模后立即放入去离子水进行浸泡的试块,在浸泡周期内水溶液pH值保持在12.5~12.8,单块试块钙离子溶出浓度最高为164.2 mg·L^(-1);脱模后立即放入去离子水浸泡的试块,若以24 h为周期进行每次1 L去离子水的固定体积换水,并对每次换下的水溶液进行钙离子浓度检测后计算钙离子质量,得出浸泡周期内水溶液pH值从12.4逐渐递减11.0,单个试块平均溶出的钙离子质量为1092.78 mg,最高达1149.21 mg;取脱模后的试块切割为等高度的三部分后进行浸泡,不换水条件下试块钙离子溶出量最高为227 mg·L^(-1),换水条件下试块在30 d内钙离子溶出质量累计为1289.35 mg,溶液pH值从12.1递减至11.0。研究结果表明:混凝土在外部环境水充盈时,若混凝土未充分水化且增大其与水的接触面积后,混凝土中的游离钙离子容易持续析出并造成混凝土内部孔隙和裂缝增大,密实性降低;充分养护、水化较完全的混凝土其自身密实性得到保证后,钙离子在接触溶蚀条件下的析出速度和析出量将会大幅降低。

基于纸纤维改性的隧道工程透水砂浆性能研究

为提出一种适用于隧道初期支护基面找平并且具有一定透水性能的砂浆,将纸纤维加入砂浆试块中对其性能进行改性。通过分析纸纤维的降解原理,并将不同掺量的纸纤维加入砂浆试块中,对其体积密度、吸水率、抗压强度等基本性能指标及微观结构进行测试和分析。由试验结果可知:在碱性环境中,纸纤维具有可降解的性能特点;纸纤维可以使普通砂浆试块的吸水率提升2~3倍,同时也会造成砂浆试块的体积密度和抗压强度降低;对砂浆试块吸水率和抗压强度进行线性拟合后发现其吸水率和抗压强度呈现负相关关系。研究结果表明,通过纸纤维对砂浆进行透水性能的提升是可行的,但是纸纤维掺量对砂浆其他性能的影响还有待进一步研究。