葡萄糖酸钠对大掺量石灰石粉水泥浆体水化行为的影响

为了研究葡萄糖酸钠对大掺量石灰石粉水泥浆体水化行为的影响,采用等温量热测试、X射线衍射测试、热重测试研究了胶凝材料体系的水化进程、水化产物种类与含量的变化;并采用相边界成核与生长模型探究了葡萄糖酸钠作用下大掺量石灰石粉水泥水化产物成核与生长机制。结果表明:葡萄糖酸钠能够延缓大掺量石灰石粉水泥的水化,减少水化产物的生成,从而降低其水化程度;另外,葡萄糖酸钠能够降低水化产物早期成核与生长的速率,减小水化产物早期在相边界成核与生长的面积。

基于电化学阻抗谱的石灰石粉硬化水泥浆体孔结构演化研究

为了研究大掺量(质量分数为20%以上)石灰石粉硬化水泥浆体的孔结构演化行为,本文基于电化学阻抗谱(EIS)、压汞(MIP)测试分析,探究大掺量石灰石粉对硬化水泥浆体EIS拓扑结构和孔结构参数的影响规律,并建立大掺量石灰石粉硬化水泥浆体的微观结构等效电路,研究等效电路中元器件和孔结构参数之间的关系。结果表明:随水化龄期的延长,石灰石粉掺量对EIS拓扑结构参数中Bode角和θ_(max)的影响规律显著,大掺量石灰石粉硬化水泥浆体的孔径分布整体由大孔和毛细孔向过渡孔和凝胶孔发展演化;另外,EIS等效电路中电阻随硬化水泥浆体中毛细孔含量的增加而减小,电容随硬化水泥浆体中凝胶孔含量的增加而减小。

磷石膏植生混凝土的制备及性能研究

传统护坡由于资源消耗量大、植被存活率较低等问题,正逐步被植生混凝土护坡取代。用固体废弃物磷石膏制备植生混凝土,可提高其综合利用率,减少不可再生资源消耗,还能改善混凝土的植生性能。试验以磷石膏掺量和设计孔隙率为变量,研究磷石膏对植生混凝土抗压强度、实际孔隙率、透砂率、碱度的影响。结果表明,磷石膏植生混凝土的抗压强度随设计孔隙率的增大而减小;当设计孔隙率不变时,抗压强度随磷石膏替代率的增大而减小,7 d抗压强度可达9.0 MPa,28 d抗压强度可达13.7 MPa;磷石膏植生混凝土总孔隙率磷石膏替代率的增加而减小;掺入磷石膏可使植生混凝土的p H值最低降至9.4。

石灰石粉掺量对混凝土中钢筋脱钝临界氯离子含量的影响

本工作研究了不同石灰石粉掺量(10%、20%、30%,质量分数,下同)对钢筋脱钝临界氯离子含量的影响,对混凝土试件进行干湿循环处理以加速氯离子渗透,同时采用半电池电位和电化学阻抗谱分别测定了钢筋的自腐蚀电位和腐蚀电流密度。结果表明,临界氯离子含量随着石灰石粉掺量的增加而减小,这主要是因为石灰石粉的掺入导致水泥含量降低,从而使混凝土孔隙液pH值降低。XRD分析表明石灰石粉的掺入抑制了单硫型水化硫铝酸钙(AFm)相的生成,从而降低了水化产物的氯离子结合能力。腐蚀电流密度的变化趋势服从三参数Weibull分布,其概率密度可以表征钝化膜破裂的速率,随着石灰石粉掺量的增加,钝化膜破裂速率增加。

冻融作用下低热水泥混凝土抗冲磨性能评价

冻融损伤与冲磨破坏是寒冷地区水工混凝土的常见病害类型,为了科学评价冻融混凝土的磨蚀性能,以低热水泥混凝土为研究对象,采用快冻法将其冻至不同损伤程度后进行水下钢球法冲磨试验,研究了维氏硬度、损伤层厚度、磨蚀深度、磨蚀形貌和分形维数随冲磨时间的交互变化关系。结果表明:混凝土冻融破坏是一个由表及里损伤与整体劣化共同作用的连续且不同步过程,磨蚀是由过流面向其内部逐层发生的物理性破坏;随着冻融次数的增加,混凝土整体维氏硬度下降、损伤层厚度增加,相同冲磨时间下的磨蚀深度和表面分形维数增大;72 h冲磨周期内,经50、100和200次冻融循环的混凝土平均磨蚀深度均小于其损伤层厚度。研究所得冻融和冲磨共同作用下混凝土性能演化规律可为多因素作用下混凝土材料的损伤评价提供参考。

冲磨作用下低热水泥混凝土时变行为及其影响因素研究

低热水泥被广泛应用于水工混凝土,抗冲磨性能是其耐久性设计的重要指标之一。本工作通过水下钢球法试验,研究了低热水泥混凝土磨蚀质量损失、抗冲磨强度、磨蚀深度、体积损失和分形维数等指标随冲磨时间的演化规律,分析了混凝土磨蚀形貌经时变化过程,探明了水泥水化产物组成以及C-S-H凝胶结构对其抗冲磨性能的影响。结果表明:低热水泥浆体中Ca(OH)_(2)含量低,C-S-H凝胶平均链长和聚合度较高,其混凝土抗冲磨性能优于普通水泥混凝土,掺入粉煤灰后抗冲磨强度明显降低,复掺矿渣粉和硅粉对其抗冲磨性能无明显改善。混凝土磨蚀速率与其磨蚀面不规则性有关,表面分形维数随冲磨时间的延长而增大,增至2.6左右渐趋稳定,该指标可较好地表征混凝土早期磨蚀损伤程度。

碱矿渣固化土性能试验研究

研究了碱矿渣固化土的强度、抗氯离子侵蚀和硫酸盐侵蚀性能,通过EIS、孔隙率、XRD和SEM分析了碱矿渣固化土的微观特征和作用机理,并与水泥固化土进行了对比。结果表明:碱当量为7%时碱矿渣固化效果最佳;碱矿渣固化土早期强度发展较慢,而后期发展较快,远高于水泥固化土的强度;随着碱矿渣掺量的增加,碱矿渣固化土的抗氯离子和硫酸根离子侵蚀性能远高于水泥固化土;碱矿渣固化土的阻抗随着龄期的延长逐渐增大,但随碱矿渣掺量的增加先增大后减小;碱矿渣与土体发生化学反应生成CS-H和C-A-H等水化产物,孔隙率减小,耐久性提高。

湿度和温度对MXene水泥基复合材料导电性能的影响

为研究新型水泥基材料本征传感器,本文制备了二维过渡金属碳/氮化物(MXene)水泥基复合材料。利用四电极法测试复合材料的电阻率变化,研究MXene掺量、湿度、温度对电阻率的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的微观形貌。结果表明:MXene水泥基复合材料电阻率随MXene掺量的变化符合渗流理论,相对含水量的增加和环境温度的升高均会降低其电阻率,在多次升降温循环后复合材料仍具有良好的温敏性能。SEM测试表明MXene水泥基复合材料的电阻率主要由MXene导电网络的分布和接触情况决定。

纳米二氧化硅对水泥石的氯离子结合量影响

混凝土孔溶液中的自由氯离子容易造成钢筋锈蚀和混凝土结构开裂,导致混凝土建筑结构破坏。研究将混凝土孔溶液中的自由氯离子转化为结合氯离子,对混凝土结构的稳定性有着十分重要的意义。试验以纳米二氧化硅掺量和氯离子浓度为变量,研究了纳米二氧化硅对水泥石的氯离子结合量影响,根据等温吸附理论绘制结合氯离子与自由氯离子的拟合关系曲线,通过XRD分析、热重分析研究水泥石的氯离子结合机理。结果表明:纳米二氧化硅的掺入对水泥石的氯离子结合量有改善作用、能够加快水泥水化、促进C-S-H凝胶和Friedel′s盐的生成,有利于水泥石的氯离子物理吸附和化学结合。

增稠剂在模拟混凝土孔溶液中对钢筋锈蚀性能的影响

为研究增稠剂对自密实混凝土中钢筋锈蚀性能的影响,采用体视显微镜、线性极化、电化学阻抗谱和Tafel极化测试方法,研究了3种常用增稠剂聚丙烯酰胺(PAM)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)和羟乙基纤维素(HEC)在模拟混凝土孔溶液中对钢筋锈蚀性能的影响。结果表明:PAM、HPMC和HEC可以有效抑制模拟混凝土孔溶液中钢筋的腐蚀,随着增稠剂掺量的增加,钢筋的耐蚀性能增强。3种增稠剂对钢筋电极的阻锈能力按HEC<HPMC<PAM的顺序递增。此外,PAM、HPMC和HEC对钢筋腐蚀阴极过程的抑制作用强于阳极过程。其中,PAM和HPMC为阴极型阻锈剂,HEC为以抑制阴极为主的混合型阻锈剂。

高掺量粉煤灰水泥胶凝材料的水化性能研究

用ＴＭＳ－ＧＣ，ＸＲＤ，ＤＴＡ，ＳＥＭ等方法研究了高掺量粉煤灰水泥胶凝材料的水化性能；分析了粉煤灰掺量、激发剂等对高掺量粉煤灰水泥胶凝材料水化性能的影响，并与硅酸盐水泥的水化性能进行了对比．结果认为：高掺量粉煤灰水泥的水化速度低于不掺灰的硅酸盐水泥的水化速度，但后期增长较快；激发剂能加快高掺量粉煤灰水泥的水化速度．

大掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土耐久性研究

研究了大掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土的碳化、抗钢筋锈蚀和抗侵蚀性能以及试验采用的CO2浓度对评价大掺量低质粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响.结果表明,掺激发剂的大掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土具有良好的抗碳化和抗钢筋锈蚀性能,大掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土的抗侵蚀性能优于普通对比混凝土,碳化试验采用的CO2浓度对评价大掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土抗碳化性能具有较大影响.

阳离子类型对混凝土中钢筋腐蚀临界氯离子浓度的影响

选用4种常见化冰盐KCl,NaCl,CaCl_2和MgCl_2,应用半电池电位法、电化学阻抗谱、电化学滴定与X射线衍射分析等方法,研究了阳离子类型对混凝土中钢筋腐蚀临界氯离子浓度的影响,利用半电池电位和腐蚀电流密度分别判定钢筋的起始腐蚀.结果表明:阳离子类型影响临界氯离子浓度,临界氯离子浓度的相对大小与其表征形式有关.以游离氯离子质量分数表征时,w_f(MgCl_2)<w_f(CaCl_2)<w_f(NaCl)<w_f(KCl);以c(Cl^-)/c(OH^-)表征时,c_(KCl)(Cl^-)/c_(KCl)(OH^-)≈c_(NaCl)(Cl^-)/c_(NaCl)(OH^-)<c_(CaCl_2)(Cl^-)/c_(CaCl_2)(OH^-)<c_(MgCl_2)(Cl^-)/c_(MgCl_2)(OH^-);以总氯离子质量分数表征时,w_t(KCl)≈w_t(NaCl)<w_t(MgCl_2)<w_t(CaCl_2).

冻融与碳化交替作用下的混凝土性能试验

为了研究冻融与碳化同时作用下混凝土的耐久性,采用冻融和碳化交替作用的方法对不同水胶比、不同粉煤灰掺量的混凝土进行抗冻性能和抗碳化性能试验。试验结果表明:冻融与碳化交替作用下混凝土碳化深度不再服从时间的二次方根的发展趋势,而是随着交替次数的增加发展得更快;冻融作用所占比例越大,混凝土损伤越快,碳化也越严重。

钢筋锈蚀氯离子临界浓度研究进展

鉴于钢筋锈蚀氯离子临界浓度对钢筋混凝土结构的使用寿命有很大影响,从钢筋锈蚀氯离子临界浓度的表达形式、测试方法、影响因素等方面对国内外氯离子临界浓度的研究进展进行综述,给出了已有研究成果得到的氯离子临界浓度值和有关国家标准中限定的氯离子浓度,提出氯离子临界浓度的影响机理、测试方法、影响因素的耦合作用、计算模型和提高方法等有待进一步研究的问题。

混凝土抗氯离子渗透性试验方法比较研究

采用ASTMC12 0 2、稳态电迁移方法和电导方法 ,对掺各种掺合料的混凝土及普通混凝土、轻骨料混凝土进行抗氯离子渗透性研究 .结果表明 ,ASTMC12 0 2在多数情况下具有较好的适用性 ,特别适用于不掺掺合料的中等强度普通混凝土 ;

石墨烯水泥基复合材料的电导率研究

为提高水泥基材料的导电性,制备了石墨烯水泥基复合材料。利用四电极法测试复合材料的电导率,研究石墨烯掺量、水灰比、养护龄期和含水量对体系电导率的影响。并通过扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的微观形貌。结果表明:体系电导率随石墨烯掺量的变化符合渗流理论,进一步运用Logistic函数来描述石墨烯水泥基复合材料电导率与石墨烯掺量的关系。微观分析表明体系的电导率主要取决于水泥基体中石墨烯的分布和接触情况。当石墨烯掺量超过渗流阈值后,养护龄期和含水量对体系电导率影响不大。

桥梁承台大体积高性能混凝土试验研究

结合天津海河开启桥承台大体积混凝土的设计要求,对承台高性能混凝土进行配合比设计,研究承台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、抗硫酸盐腐蚀性能。制备的承台大体积混凝土的主要技术指标均达到设计要求,并在天津海河开启桥承台大体积混凝土施工中得到成功应用。

石灰石粉水泥基材料的研究与应用进展

从石灰石粉水泥基材料的作用机理、性能、应用技术标准和工程应用等方面对国内外石灰石粉水泥基材料取得的进展进行综述,提出单掺石灰石粉水泥基材料中石灰石粉的作用机理、时变行为和性能调控方法等有待进一步研究的问题。

阳离子类型对粉煤灰混凝土中钢筋锈蚀行为的影响

选用4种常见化冰盐KCl,NaCl,CaCl2和MgCl2,应用半电池电位法、电化学阻抗谱法等研究阳离子类型对粉煤灰混凝土中钢筋腐蚀行为的影响,利用自腐蚀电位和腐蚀电流密度分别判定钢筋的起始腐蚀。结果表明:阳离子类型对钢筋的腐蚀行为有明显影响;粉煤灰能够有效降低钢筋受氯盐腐蚀的风险。与NaCl和KCl相比,MgCl2和CaCl2能够明显缩短钢筋起始腐蚀阶段寿命,加快钢筋的腐蚀速度。