偏高岭土改性混凝土抗氯性多因素耦合作用微观机理

混凝土抗氯性受多种腐蚀因素的共同影响,其对抗氯性耦合作用的微观影响机理有待研究。采用室内试验对多因素耦合作用下偏高岭土改性混凝土微观结构、物相组成及微观形貌开展研究。揭示了偏高岭土对抗氯性提升的本质原因。结果表明:多因素耦合侵蚀下,偏高岭土的掺入可细化孔结构,提高基体致密性;随着腐蚀条件的增多,弗雷德尔盐含量不断降低,影响混凝土耐久性,而偏高岭土的掺入有助于增加氯化物的稳定性;在硫酸盐及碳化同时作用下,偏高岭土的掺入会生成更多单碳铝酸盐,为Friedel’s盐的形成提供更多原料,从而优化了氯离子固化能力;SEM与EDS结果展示了不同矿物掺合料在三因素耦合侵蚀环境下的形貌以及元素分布,显示了无论是单掺偏高岭土还是与粉煤灰复掺,都能够使基体水化产物更均匀、结构更致密,从而降低试样内部游离氯离子浓度。

不同强度等级铁矿废石骨料混凝土抗氯离子渗透性能

在固废资源化发展背景下,利用铁矿废石骨料生产混凝土可以有效缓解天然砂石资源面临枯竭的困境。为研究不同强度等级铁矿废石骨料混凝土的抗氯离子渗透性能,设计了水胶比分别为0.59、0.35和0.23的混凝土,进行了立方体抗压强度试验,并采用电通量法分别测试了养护28 d和56 d混凝土的抗氯离子渗透性能。试验结果表明:养护28 d后,3种混凝土立方体抗压强度分别为25.3 MPa、54.6 MPa和79.9 MPa,渗透性评价依次为低、很低和极低;养护56 d后,3种混凝土的抗压强度分别增长16.9%、9.4%和7.4%,且电通量明显降低,说明养护龄期对渗透性的影响显著;混凝土的电通量与抗压强度具有极强相关性,呈线性递减关系。

玻璃纤维增强再生混凝土力学和抗氯离子渗透性能研究

为研究玻璃纤维对再生混凝土基本力学性能和耐久性能的影响,采用3种纤维长度和3种体积掺量的玻璃纤维进行配合比设计,通过抗压强度、抗拉强度及抗氯离子渗透试验结果,分析不同纤维掺量和长度的混凝土性能。结果表明,玻璃纤维的最佳掺量和长度分别为0.2%、6 mm,此时力学性能最佳,而当长度为12 mm时抗氯离子渗透性最好;再生混凝土的抗压和抗拉强度随玻璃纤维掺量增加而增大,纤维长度对力学强度影响较大;而再生混凝土的电通量随纤维掺量的增加而减少,受长度的影响不显著。

不同因素对混凝土抗氯离子渗透性能影响的研究

为进一步提升混凝土的耐久性能,文中主要就水灰比、粉煤灰掺量、用水量及引气剂掺量对桥梁混凝土电通量的影响进行研究。结果表明,水灰比越小、用水量越小、引气剂掺量越多,桥梁混凝土的抗氯离子渗透性能越强;水灰比每增加1,桥梁混凝土的电通量增加8702.7 C;用水量每增加1 kg/m^(3),桥梁混凝土的电通量增加25.5 C;曲线下降阶段粉煤灰掺量每增加1%,桥梁混凝土的电通量降低7.7 C;引气剂掺量每增加1%,桥梁混凝土的电通量降低19560 C。为提高桥梁混凝土的抗氯离子渗透性能,应尽可能降低桥梁混凝土的水灰比,降低桥梁混凝土中的用水量。

云砼石对混凝土强度和抗氯离子渗透性的影响

研究了云砼石以0、20%、40%、60%、80%、100%等体积取代石子对混凝土抗氯离子渗透性和干燥养护条件下混凝土强度的影响。结果发现,云砼石等体积取代石子量增加时,混凝土的非稳态迁移系数(DRCM)缓慢增加。但云砼石等体积取代石子量在0~80%范围内,混凝土的抗氯离子渗透等级无明显影响;干燥养护条件下(温度(20±2)℃、相对湿度RH=(50±5)%,随着云砼石等体积取代石子从0增长至100%,强度从46.7 MPa增长至61.2 MPa,增长率约为17.99%~31.05%,原因在于云砼石的内养护效应和其与水泥基体之间形成的一种机械镶嵌结构。

粗骨料对混凝土抗氯离子渗透性的影响研究

为研究粗骨料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,采用交流电测量法、RCM法和电通量法进行混凝土抗氯离子渗透试验。3种试验方法均表明氯离子的渗透阻力随粗骨料体积分数的增加而增加;当最大粗骨料粒径小于25 mm时氯离子渗透阻力随着粗骨料最大粒径的增加而增加,大于25 mm时氯离子渗透阻力随之降低。粗骨料最大粒径对边界效应层厚度的影响较小。

偏高岭土对水泥基复合材料抗氯离子侵蚀性能的影响

研究了偏高岭土(MK)对水泥基复合材料的氯离子固化能力和抗氯离子渗透性的影响。试验结果表明:掺入MK能够提高水泥基复合材料的氯离子固化能力,改善抗氯离子渗透性;当MK掺量为15%时,水泥基复合材料的氯离子固化率和抗氯离子渗透性最佳。XRD和DTG分析表明:MK能够通过参与水泥水化反应生成无机聚合物凝胶和Friedel盐,从而提高对氯离子的固化能力;孔结构分析验证了MK的填充效应可有效降低和延缓氯离子在水泥基复合材料中的迁移,优化了孔径分布,降低了孔隙率。

偏高岭土对大掺量石灰石粉水泥抗氯离子渗透性能的影响

石灰石粉替代部分水泥熟料能有效降低水泥的碳排放,但大掺量石灰石粉会降低水泥基材料抗氯离子渗透性能。偏高岭土的掺入可显著改善石灰石粉水泥体系的抗氯离子渗透性能,然而改善机理暂不明确。为了揭示偏高岭土对大掺量石灰石粉水泥抗氯离子渗透性能的改善作用,应用热力学模拟方法预测多组分胶凝体系水化物相组成(体积比),并基于模拟结果设计大掺量石灰石粉的复合胶凝材料组成。采用吸水率、电通量法表征混凝土试件的抗氯离子渗透性能,结合基体孔隙结构、物相组成分析抗氯离子渗透性的改善原因。研究结果表明:热力学模拟能够较好地预测偏高岭土-石灰石粉-水泥复合胶凝体系的水化物相组成。加入偏高岭土后,尽管由于稀释效应使得基体总孔隙率有所增大,但火山灰反应增加了水化硅酸钙凝胶数量,细化了孔径分布;且增加的水化硅酸钙凝胶增强了对碱离子的吸附作用,显著降低孔溶液中离子浓度,从而极大地降低混凝土的电通量,使得水泥石的抗氯离子渗透性能得到显著提升。在石灰石粉掺量为25%的条件下,掺入10%偏高岭土后试件的24 h吸水率和6 h电通量分别下降了约67.2%和90.3%。掺加偏高岭土后,通过细化孔径分布、增强C-S-H凝胶的吸附作用等多个方面改善了石灰石粉水泥基材料抗氯离子渗透性能。

偏高岭土对海水和海砂水泥基材料的抗氯离子渗透性影响

本文对淡水拌合和海水拌合条件下的掺入0-6wt%偏高岭土的净浆及混凝土的抗氯离子渗透性能进行分析,通过强度、电通量法以及氯离子传输试验对其抗氯离子渗透性能和耐久性能进行表征。结果表明,在淡水拌合,海水拌合及海砂拌合系列中,掺入5wt%偏高岭土的试件在氯离子渗透试验前后都是强度最高的,说明掺入5wt%偏高岭土能够有效提高混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性能。比较三种情况下的性能,海水拌合情况下的掺入5wt%偏高岭土的试样的性能最好,为海工混凝土实际运用提供基础性参考。

矿物掺合料对海工混凝土抗氯离子渗透性能的影响研究

矿物掺合料(矿粉、粉煤灰等)在混凝土中能起到重要的作用,研究了不同矿物掺合料对海工混凝土电通量的影响。试验结果表明,矿粉、粉煤灰、硅灰可降低混凝土电通量,提高混凝土的抗氯离子渗透性能。

矿物掺合料对掺碳酸盐岩石粉水泥基材料抗氯离子渗透性能改善研究

采用表观扩散法研究了碳酸盐岩石粉对水泥砂浆抗氯离子渗透性能的影响,及矿物掺合料与碳酸盐岩石粉协同作用对水泥砂浆抗氯离子渗透性能的改善作用。研究得出,碳酸盐岩石粉降低水泥砂浆抗氯离子渗透性作用由高到低为:白云石粉>大理石粉>石灰石粉,石粉中摩尔比m(CaMg(CO3)2)/m(CaCO3)越高,氯离子表观扩散系数越大;铝质和硅质掺合料与碳酸盐岩石粉对改善水泥砂浆抗氯离子扩散性能都具有协同作用,石灰石粉与偏高岭土的协同作用强于白云石粉,而白云石粉与硅灰的协同作用强于石灰石粉;掺碳酸盐岩石粉水泥基材料抗氯离子渗透性能与其氯离子固化能力显著相关。

高强轻集料混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

采用ASTMC1202-97方法测试了高强结构轻集料混凝土(HSLC)28 d和60 d龄期的导电量,分析了其氯离子渗透性能。试验结果表明:陶粒预湿处理会降低HSLC早期抗Cl-渗透性能,但对后期能力影响较小;粉煤灰的掺入可有效提高HSLC抗Cl-渗透性能,且随其掺量的增加,其增强作用大大提高;龄期对HSLC抗Cl-渗透性能的影响程度高于其对普通混凝土的影响,尽管HSLC早期抗Cl-渗透性能低于普通混凝土,但其后期增长率显著高于普通混凝土。

提高海工混凝土抗氯离子渗透性的关键技术

为了提高海工混凝土的抗氯离子渗透性,从原材料选择与配合比优化设计方面探讨了提高海工混凝土抗氯离子渗透性的关键技术,并对福建厦门杏林湾九天湖大桥工程案例进行了分析。结果表明,将Ⅱ级粉煤灰、矿粉和混凝土抗氯离子增强剂按一定比例复配,对混凝土配合比进行优化设计,能够有效提高海工混凝土的抗氯离子渗透性。

复掺粉煤灰和硅灰对混凝土抗氯离子渗透性和抗冻性的影响研究

通过试验研究了复掺粉煤灰和硅灰对混凝土抗氯离子渗透性能和抗冻融性能以及综合考虑两个方面对混凝土耐久性的影响。试验结果表明:复掺粉煤灰和硅灰能大幅度提高混凝土的抗氯离子渗透性能,最小能提高51.3%,同时会降低其抗冻融性能,但降低幅度不是很大,相对动弹模最大仅降低12.5%,因此综合评价其对耐久性的影响,复掺粉煤灰和硅灰还是能较大程度的提高混凝土的耐久性。

提高中等强度等级混凝土抗氯离子渗透性能的研究

通常可采用提高混凝土强度的方式来提高混凝土的抗氯离子渗透性能,但实践证明该方法不一定能达到预期工程目标。本文通过4因素3水平正交试验研究了混凝土强度与氯离子渗透能力之间的关系。选择水胶比、矿物掺合料掺量、胶凝材料总量、石灰石粉占矿物掺合料的比例等4个影响因素,得出以下结果:对于混凝土强度,矿物掺合料是影响最大的因素,而石灰石粉的影响是最小的;但对于混凝土抗氯离子渗透性,石灰石粉掺量是影响最大的因素。石灰石粉掺量增加可降低混凝土强度,但可增加抗混凝土氯离子侵蚀的能力。可通过调整石灰石粉的掺量来增强混凝土抗氯离子侵蚀能力并控制其强度不致过高。存在使混凝土最密实,混凝土抗氯离子渗透性最好的最优石灰石粉掺量。

海洋环境下聚合物对混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能的影响研究

通过两种养护方式下混凝土力学性能的变化以及氯离子扩散系数和氯离子含量试验,阐述了模拟海洋环境下几种不同的聚合物对混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能的影响。研究结果表明,相对于其它两种聚合物,BSA聚合物能明显改善混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能,有助于提高在海洋环境下混凝土的耐久性。

兰新铁路第二双线混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

基于对兰新铁路第二双线混凝土耐久性分析,研究了矿物掺合料掺量、砂的粗细程度、石子表面特征、环境条件与养护方法对兰新铁路第二双线混凝土抗氯离子渗透性能的影响。研究结果表明:矿物掺合料的掺入会提高混凝土的抗氯离子渗透性,且不同种类的矿物掺合料复掺时存在最优掺量,就文中混凝土,粉煤灰和矿渣粉掺量为15%时,混凝土的氯离子渗透性最低;此外,混凝土抗氯离子渗透性随砂的细度模数增大、石子破碎面所占比例降低而降低;保温材料能降低混凝土内外温差,因此昼夜大温差条件下,保温保湿养护的混凝土抗氯离子渗透性优于仅保湿养护的混凝土。

混凝土保护层抗氯离子渗透性的现场测试方法研究

混凝土保护层的抗氯离子渗透性是决定钢筋混凝土结构耐久性的关键因素之一。试验室内测定的混凝土材料的抗氯离子渗透性往往不能真实地反映混凝土保护层的抗氯离子渗透性。Permit Ion Migration Test是目前唯一一种可以现场测定混凝土保护层抗氯离子渗透性的试验方法。介绍Permit Ion Migration Test的基本原理和试验方法,推导理论计算公式。通过初步试验介绍了基本试验参数的测定方法并对试验数据的规范化处理提出了建议。

煤矸石混凝土抗氯离子渗透性研究

通过正交优化设计试验,采用电通量法来评价煤矸石混凝土氯离子渗透性能。研究表明:水胶比对煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能的影响较为显著,硅灰掺量影响较大,煤矸石掺量和减水剂掺量对混凝土抗氯离子渗透性能影响较小。制备最佳抗氯离子渗透性能的煤矸石混凝土组合为A1B1C1D3,即水胶比为0.30,煤矸石掺量为40%,减水分剂掺量为0.75%,硅灰掺量为7%,此时煤矸石混凝土的6h电通量为943.25C,具有较强的抗氯离子渗透能力。

不同因素对混凝土抗氯离子渗透性的影响机理

为探讨混凝土在不同环境因素下的抗氯离子渗透性能变化规律及机理,开展了三种类型混凝土分别在标准养护、干湿循环、冻融循环和碳化条件下的试验研究,测试了混凝土氯离子扩散系数、碳化深度及微观孔隙参数,探讨了混凝土抗碳化与抗氯离子渗透性之间的关系,并引入"混凝土孔隙曲折度"的概念进行了分析。结果表明,混凝土氯离子扩散系数与孔隙曲折度之间具有良好的负相关关系,不同环境因素对混凝土抗氯离子渗透性的影响不同,主要与孔隙曲折度对不同作用的反应不同有关。标准养护、干湿循环和碳化均可以提高孔隙曲折度,但冻融循环会降低孔隙曲折度。此外,矿物掺合料的掺入可以细化孔隙结构,提高混凝土孔隙曲折度,从而提高其抗渗性。