内养生混凝土力学行为及抗氯离子渗透性能研究

随着我国基础建设的不断推进,对混凝土材料的要求也越来越高,高吸水性树脂(SAP)作为一种新型内养生材料具有重量轻、吸水保水性好、受压后不易脱水等优点,受到越来越多国内外学者的关注。为了探究SAP内养生混凝土力学行为及抗氯离子渗透性能,制备了不同掺量和粒径的SAP混凝土进行试验,并借助核磁共振(NMR)与扫描电子显微镜(SEM)观察与分析SAP混凝土内部微观孔结构。结果发现,掺入SAP明显地降低了混凝土的早期强度,相较于基准组3 d强度最高降低可达25%,但对中后期强度影响较小。SAP的掺入对混凝土内部孔结构的影响明显,随着养护龄期的增长,SAP的内养护作用逐渐发挥,孔隙结构得到明显优化。SAP的掺入提高了混凝土的抗氯离子渗透能力,相较于基准组56 d抗渗性能最高提升38%,通过BP神经网络拟合可以较好地对氯离子扩散系数进行预测。

湿热环境下SAP内养生混凝土抗碳化性能及机理研究

为解决湿热地区混凝土碳化破坏严重的问题,在室内模拟湿热环境,通过碳化试验研究了超吸水性树脂(SAP)粒径和掺量对混凝土抗碳化性能的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)对碳化前后混凝土的微观形貌进行分析;采用压汞仪(MIP)对混凝土不同层位的孔结构进行剖析.结果表明:SAP材料可有效提高混凝土的抗碳化性能,且随着碳化龄期的增长,混凝土的抗碳化性能显著提升;虽然SAP的掺入增大了混凝土的孔隙率,但可以细化各层位之间的孔结构,降低孔隙间的连通性;SAP释水后在孔隙外部形成较为致密的环形层,且SAP促进水化可以较好地填充孔隙,减少裂缝数量和尺寸,从而抑制CO_(2)的扩散,改善了混凝土的抗碳化性能.

SAP内养生混凝土抗渗性能与细观结构相关性研究

为研究高吸水性树脂(Super absorbent polymer,简称SAP)参数对路面混凝土抗渗性能及细观结构的影响规律,并从细观角度探索SAP对路面混凝土抗渗性能的增强机理,选用3种目数,3种掺量的SAP,基于抗氯离子渗透试验(RCM)研究SAP参数对路面混凝土抗渗性能的影响;基于压汞试验(MIP)研究其对路面混凝土不同层位、不同龄期的孔结构参数的影响;基于数值分析法研究内养生路面混凝土抗渗性能与孔结构间的相关性。试验结果表明:SAP可有效提高路面混凝土的抗渗性能,且掺量为0. 160%的40~80目SAP提高效果最显著;SAP的掺入虽然在一定程度上增大了路面混凝土的孔隙率,但能够减小平均孔径、临界孔径尺寸,并使各层位之间的孔结构更加均匀,且随着龄期的增长,SAP的优化效果更加明显;氯离子迁移系数与孔隙率和过渡孔、毛细孔总含量显著相关,且其含量越大,混凝土抗渗性能越差。

SAP内养生路面混凝土收缩性能及力学性能研究

超吸水性树脂(SAP)作为一种内养生材料,对混凝土力学性能、收缩性能等均具有显著改善作用,在公路混凝土路面中具有十分重要的应用价值。本文通过对混凝土力学性能、收缩变形及内部相对湿度进行研究,并通过SEM对SAP内养生混凝土内部微观形貌、裂缝特征进行分析。结果表明:SAP的加入能显著降低混凝土毛细孔隙间的范德华力,抑制混凝土的收缩应变;并能够在混凝土内部湿度下降时及时对混凝土进行水分补偿,使得其28 d内的相对湿度可保持在90%以上;SAP参数(目数及掺量)对混凝土抗弯拉强度的影响较大,其中100~120目(150~120μm)SAP对混凝土抗弯拉强度的提升作用最好;SAP的掺入可以提高水泥水化程度,生成更多的水化产物,改善混凝土内部结构,提升其密实性,并降低混凝土内部微裂纹长度及宽度,从而在一定程度上提高混凝土内部相对湿度,进而提升混凝土的力学强度,并减少其收缩变形。

内养生路面混凝土水分传输特性及力学性能

研究了内养生路面混凝土各形式水分在不同龄期的转化规律,探索了高吸水性聚合物(SAP)粒径及掺量对路面混凝土相对湿度、收缩性能及抗弯拉强度的影响,揭示了内养生对抗弯拉强度的影响机理.结果表明:小粒径SAP能够持续释放内养生水对混凝土进行较长时间的养生;内养生路面混凝土在3、7 d的减缩率高达68.85%和73.98%;内养生能够有效削弱路面混凝土垂直方向的湿度梯度,提升材料均匀性;小粒径SAP在释水养生过程中可对混凝土残留孔洞起到良好的水化填充作用,并能增强骨料水泥石界面过渡区(ITZ)黏结强度.

混杂纤维增强内养生水泥混凝土力学、收缩及断裂性能研究

为明确玄武岩-聚丙烯混杂纤维与超吸水性聚合物(super-absorbent polymer,SAP)内养生剂对水泥混凝土性能的协同增强效果,借助抗压强度试验、弯曲试验、干燥收缩试验及平板塑性开裂试验,研究了混杂纤维掺量对SAP内养生水泥混凝土力学性能、断裂性能及收缩、抗裂性能的影响规律。基于扫描电镜试验,揭示了混杂纤维和SAP对水泥混凝土的增韧阻裂机理。结果表明:混杂纤维的掺入可有效提升水泥混凝土抗压强度和抗弯拉强度;混杂纤维-SAP改性水泥混凝土的断裂能相比SAP改性混凝土提高了105.95%,单位面积总开裂面积降低了73.7%;混合纤维与SAP的加入显著降低了水泥混凝土的收缩率,同时减少了混凝土收缩稳定所需时间;SAP所释放的内养生水分有效促进了胶凝材料的水化反应,而同时混杂纤维可对基体起到增韧作用,二者的有效结合对于增强水泥混凝土的力学性能和抗裂性能具有积极意义。