机制砂与特细砂抗氯盐侵蚀混凝土的制备及性能研究

利用机制砂、特细砂等制备抗氯盐侵蚀混凝土对降低生产成本、提升桥梁服役寿命具有重要意义。本研究通过优化骨料设计与水泥浆体组成提升混凝土的抗氯离子侵蚀性能,研究了骨料级配、特细砂用量、砂率、水胶比、胶凝材料种类对混凝土性能的影响。结果表明:8~16 mm碎石质量分数由50%增加至80%时,氯离子扩散系数由4.0×10^(-12)m^(2)/s降低至2.9×10^(-12)m^(2)/s;特细砂替代50%(质量分数)机制砂时,氯离子扩散系数为3.6×10^(-12)m^(2)/s,仍可以满足设计要求;砂率增大,氯离子扩散系数先减小后增大。水胶比在0.36~0.38时,氯离子扩散系数低于3.5×10^(-12)m^(2)/s;矿渣组分水化改善了混凝土的孔结构,并形成了更多的AFm、C-S-H产物,提升了混凝土对氯离子的固化能力,矿渣水泥混凝土氯离子扩散系数较普通硅酸盐水泥混凝土降低了40%。

粉煤灰基地聚物混凝土的抗氯盐侵蚀性能研究

对比研究了氯盐侵蚀0~360 d内,粉煤灰基地聚物混凝土(以下简称FABGC)与普通混凝土(以下简称OPC)的抗压强度、质量损失率、氯离子含量、氯离子扩散系数、微观结构。结果表明:各侵蚀龄期下,OPC的抗压强度、质量损失率、氯离子含量基本均高于FABGC;随着侵蚀龄期的增加,FABGC和OPC的抗压强度、氯离子扩散系数基本呈下降趋势,质量损失率、氯离子含量呈增大趋势;当侵蚀龄期达到60 d后,OPC的抗压强度损失率、质量损失率和氯离子扩散系数均明显高于FABGC;随着侵蚀深度的增加,FABGC与OPC氯离子含量逐渐降低;与FABGC相比,未受氯盐侵蚀时,OPC的微观结构更致密,但受氯盐侵蚀后,OPC的微观结构劣化速率较快。

抗氯盐高性能混凝土中阻锈剂长期阻锈效果研究

采用14种阻锈剂,用半电池电位法和劈裂观察法研究了抗氯盐高性能混凝土中阻锈剂的长期阻锈效果,研究确定适宜的阻锈剂长期阻锈效果评价方法;并通过与盐水浸渍试验和钢筋锈蚀快速试验(硬化砂浆法)结果对比,探讨快速阻锈性能试验方法的可靠性。结果表明:半电池电位法和劈裂观察法两种方法均有较好的判别阻锈剂长期阻锈效果的能力,可以共同使用判断阻锈剂的阻锈效果;快速阻锈试验结果与长期试验结果存在较大差异,快速试验结果仅能用作阻锈剂初步选择,不能用作阻锈剂在抗氯盐高性能混凝土中具有长期阻锈效果的判据。

广东省地方标准《抗氯盐低热硅酸盐水泥》DB44/T 1115-2013标准简介

广东省地方标准《抗氯盐低热硅酸盐水泥》由广东省质量技术监督局于2013年4月8日发布,已于2013年7月15日实施。抗氯盐低热硅酸盐水泥是为了促进抗氯盐高性能混凝土的推广应用,提高建筑物抗氯盐侵蚀能力和寿命,规范化抗氯盐低热硅酸盐水泥的生产而研制的新型水泥。本文详细介绍了《抗氯盐低热硅酸盐水泥》(DB44/T1115-2013)标准编制的意义、主要内容和技术要求。

掺有成孔碎渣的再生骨料混凝土的抗压及抗氯盐侵蚀性能

公路桥梁冲孔灌注桩施工会产生大量成孔碎渣,将其就近应用于公路桥梁的混凝土构件不失为一种有效对策。结合再生粗骨料的循环利用,同时考虑到沿海地区混凝土结构受氯盐侵蚀影响较大,文中采用成孔碎渣和再生粗骨料分别取代天然砂和天然粗骨料,制备了掺有成孔碎渣的再生骨料混凝土,开展了该类混凝土共计96个试件的抗压和抗氯盐侵蚀试验(48个抗压试件采用Φ150、高300 mm圆柱体,48个抗氯盐侵蚀试件采用Φ100、高50 mm圆柱体),以及成孔碎渣、河砂和砂浆各自的压汞测试,研究了成孔碎渣取代率(0、50%、70%、100%)和再生粗骨料取代率(0、50%、70%、100%)对该类混凝土抗压性能和抗氯盐侵蚀性能的影响。试验结果表明:该类混凝土的抗压强度总体上随着成孔碎渣取代率和再生粗骨料取代率的增加逐渐降低,且二者所引发的降幅大体相当;与再生粗骨料相比,成孔碎渣对该类混凝土弹性模量和峰值应变的影响相对有限;该类混凝土的氯离子迁移系数随成孔碎渣取代率和再生粗骨料取代率的增加总体上都逐渐增大,但成孔碎渣的影响明显低于再生粗骨料;随着成孔碎渣取代率的增加,该类混凝土的孔隙率总体呈现出先快后慢逐渐增大的趋势。实际工程中同时采用成孔碎渣和再生粗骨料时,建议二者的最大取代率都以50%为限。

混凝土不同层次结构抗氯盐侵蚀性能与相互关系的研究

针对混凝土多层次结构(水泥浆、砂浆和混凝土三个层次结构)的特点,试验研究了混凝土不同层次结构的抗氯盐侵蚀性能及相互关系。研究结果表明:混凝土中三个层次的抗氯盐侵蚀性能按净浆、砂浆和混凝土的次序增强,高性能混凝土配合比设计应控制三个层次比例,控制浆骨比、砂胶比和砂率等配合比参数,保证混凝土具有较高的抗氯盐侵蚀性能。

持续荷载和环境耦合作用下钢筋混凝土抗氯盐侵蚀试验研究

沿海混凝土结构长期处于持续荷载和侵蚀环境的耦合作用中。试验设计可持续施加拉/压应力的加载装置,对13根混凝土梁施加不同等级的荷载;同时对受力状态下的混凝土梁进行模拟海水干湿循环的侵蚀。通过试验,研究不同等级荷载和氯盐侵蚀耦合作用下混凝土梁抗氯盐侵蚀性能的变化规律。试验结果表明:(1)通过在梁的受压、受拉侵蚀面浇筑水池,以取水注水的方式来模拟干湿循环可以有效防止盐水对持荷装置的侵蚀,可使试验梁受力更稳定;(2)以施加荷载的大小占极限荷载的比例记做荷载水平λ。当λ=0.3时,受拉区混凝土开裂,各条裂缝最大宽度为0.04 mm,此时裂缝处氯离子浓度与不受力无裂缝混凝土内部氯离子浓度相近;当裂缝最大宽度为0.08 mm时,同深度处氯离子浓度较小幅度增加,影响氯离子传输速率的临界荷载裂缝宽度为0.04 mm。随着λ的增加,受拉区各位置氯离子浓度呈非线性增大,且距离裂缝越近,同深度处氯离子浓度越大;(3)λ<0.45时,混凝土梁受压区氯离子浓度随着荷载水平的增大而减小,当λ>0.45时,受压区氯离子浓度随着荷载水平的增大而增大;在压应力作用下,影响氯离子传输速率的临界λ=0.45。研究表明,荷载和氯盐侵蚀耦合作用对钢筋混凝土结构耐久性能具有巨大的危害,尤其是荷载裂缝处的氯盐侵蚀,实际工程中应采取相关措施加以防范。

高抗氯盐渗透型海工混凝土配制技术研究

本文通过开展正交设计试验,研究了各因素对28d抗压强度以及66d海水侵蚀抗压强度损失率的影响并进行了正交分析,综合考虑当前湖北混凝土原材料市场价格,得出了普通海工混凝土基准配比,在此基础上研究陶砂作为抗氯盐侵蚀改性材料对混凝土工作性能、力学性能以及抗氯离子渗透性能的影响,试验发现陶砂自身的良好毛细吸水和返还作用可达到很好的混凝土自养护效果,在陶砂掺量为20%时,抗氯离子渗透性能较普通混凝土提高40%以上。

基于功效系数法的抗氯盐泵送混凝土配合比优选

研究了粉煤灰、矿渣粉单掺和复掺对泵送混凝土工作性、抗压强度及抗氯离子渗透性能的影响,并利用功效系数法对抗氯盐泵送混凝土综合性能进行评价,为配合比优选提供指导。研究发现,矿渣粉、粉煤灰的掺入均可以改善混凝土的抗氯离子渗透性能;但大掺量矿渣微粉(55%～75%)泵送混凝土的和易性较差,易出现离析板结现象;采用优质粉煤灰与矿渣微粉复掺可弥补矿渣掺入对混凝土和易性的不利影响,实现优势互补。

抗氯盐污染高性能混凝土及评价方法研究

本文论述了抗氯盐污染高性能混凝土的配制技术,并通过其关键指标参数———氯离子扩散系数测试方法的对比评价,提出RCM试验方法,并通过混凝土试验论证其具有准确、快捷、可操作性强等优点。

纳米TiO2对有机涂层混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响

为获得纳米TiO2对有机涂层混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响规律,以氯化橡胶、环氧树脂、聚氨酯3种有机成膜涂料为基础,配制纳米TiO2改性有机成膜复合涂料,并对制作的涂层混凝土试件进行氯盐溶液长期浸泡、紫外光辐照加速老化、氯离子电通量和扫描电镜实验.研究结果表明:纳米TiO2颗粒的添加能够填充漆膜的微观孔隙,减少漆膜中的微观缺陷,增大漆膜的致密性,从而提高涂层混凝土的抗氯离子侵蚀能力,改善幅度达72%~93%;纳米TiO2颗粒的添加能够增大涂层对紫外线的吸收和屏蔽作用,从而减小紫外光辐照对有机涂层的老化作用,提高涂层老化后的残余抗氯盐侵蚀能力,改善幅度达34%~44%.

抗氯盐硅酸盐水泥的研制与在洋山港中的应用

在综合考虑耐久性、收缩以及水化热等性能情况下,优选出水泥熟料和混合材料,并掺加适量石膏,研制出用于配制海工高性能混凝土用特种水泥——抗氯盐硅酸盐水泥。用其配制的高性能混凝土按A STM C 1202-97标准的6 h电通量小于1 000 C,按NT BU ILD 443标准的氯离子扩散系数小于10×1-0 13m2/s,抗氯盐硅酸盐水泥具有较低的水化热。实际工程应用表明,抗氯盐硅酸盐水泥混凝土耐久性等性能满足设计要求。

抗氯盐硅酸盐水泥在洋山港码头二期工程中的应用

通过优选混合材料、控制水泥熟料的矿物组成等技术措施,研制出配制海工高性能混凝土所用的特种水泥-抗氯盐硅酸盐水泥。建立抗氯盐硅酸盐水泥的生产线,并制订了企业标准。生产的抗氯盐硅酸盐水泥在洋山港水工码头二期工程成功地得到应用。工程检测结果表明高性能混凝土的强度和耐久性满足洋山港水工码头的设计要求。

防渗抗氯盐侵蚀沥青混合料性能劣化特性研究

氯盐侵蚀条件下防渗抗氯盐沥青混合料力学性能劣化特性及其规律对心墙材料受力特性及大坝整体稳定意义重大。有必要合理利用相关微、宏观材料测试方法和相关设备,揭示氯盐侵蚀作用对防渗抗氯盐沥青混合料性能的劣化机制和规律,从而为合适的防渗抗氯盐沥青混合料的选择提供科学依据。

早强型抗氯盐硅酸盐水泥在洋山港三期工程中的应用

为解决洋山港三期工程预制构件早期强度较低的问题,对抗氯盐硅酸盐水泥的配方进行改进,开发出早强型抗氯盐硅酸盐水泥。研究结果表明,应用该水泥配制的高性能混凝土均具有较高的早期强度和后期强度,混凝土的电通量较低。综合考虑高性能混凝土的工作性、强度和耐久性,早强型抗氯盐硅酸盐水泥的三氧化硫的含量宜控制在1.3%￣2.2%。

提高市政连续配筋水泥路面抗氯盐破坏的方法

从水泥路面施工配合比设计思路着手,通过调整路面混凝土抗冻性能和抗氯离子渗透性能思路,对提高整体抗氯盐病害进行了探讨,使市政水泥路面具备较高的抗氯盐特性,提高水泥路面使用寿命,从而为市政水泥路面应用推广增加助力。

基于功效系数法的抗氯盐混凝土配合比研究与应用

文章从试验原材料及主要操作流程、混凝土的性能分析、社会及经济效益等方面阐述了复掺混凝土配合比优化研究过程,同时基于混凝土强度、氯离子扩散系数、水胶比、矿物掺合料种类和掺量等因素之间的量化关系,通过科学选取水胶比、矿物掺合料种类和掺量,在配合比中单掺或复掺粉煤灰及矿粉来对比混凝土工作性能、抗压强度及耐久性,并利用功效系数法对混凝土的综合性能进行评价,对抗氯盐海工混凝土配合比进行优化调整。

PVA纤维混凝土抗盐侵蚀性能的试验研究

为了研究PVA纤维对混凝土抗盐侵蚀性能的影响,以纤维长度和纤维体积掺量为参数,通过对不同龄期下纤维混凝土和普通混凝土抗氯盐侵蚀试验以及抗硫酸盐侵蚀试验研究分析,发现纤维混凝土较普通混凝土有显著的抗盐侵蚀性能。结果表明:掺入长度为12 mm的PVA纤维对混凝土的抗盐侵蚀性能有更好的改善效果;并且当纤维体积掺量为1.2 kg/m^3时,抗氯盐侵蚀性能的最大改善率可达55%以上,抗硫酸盐侵蚀性能的最大改善率可达20%以上;最终得出,在混凝土中掺入12 mm PVA纤维,并且当纤维体积掺量为1.2 kg/m^3时,纤维混凝土的抗盐侵蚀性能最优。

高密实多元复合水泥浆体组成设计与抗侵蚀性能研究

Cl^(-)与SO_(4)^(2-)侵蚀是造成海洋环境下水泥混凝土劣化的主要原因,掺入辅助胶凝材料(SCMs)是改善水泥浆体抗侵蚀性能的有效方法。引入细粒度、高活性胶凝材料能加速复合水泥力学性能的发展并改善其抗蚀性,但会造成浆体流变性差、收缩应力大、开裂风险高等问题。基于Dinger-Andersen颗粒级配模型,在硅酸盐水泥基础上引入细矿渣、粗粉煤灰以及偏高岭土活性组分,设计并制备了SCMs含量高达60%的高密实度多元级配复合水泥。研究结果表明:多元级配复合水泥强度接近硅酸盐水泥,抗Cl^(-)与SO_(4)^(2-)侵蚀性能显著提升,采用快速氯离子迁移系数法(RCM)测得氯离子扩散系数降低81%,30次干湿循环硫酸盐侵蚀后耐蚀系数仍有77%。高密实度多元级配复合水泥浆体初始堆积密实、持续水化,使得孔隙显著细化,同时水化产物对氯离子固化作用强,有效阻滞有害离子向内部迁移。此外,SCMs的高效水化大量消耗Ca(OH)_(2),抑制了二次钙钒石等侵蚀产物的生成。通过颗粒级配调控与组成设计,可充分发挥胶凝材料的水化特性,显著提升浆体的密实性与抗蚀性。

白云石粉-粉煤灰混凝土中氯离子扩散研究

本文以白云石粉-粉煤灰混凝土作为研究对象,模拟海洋环境下掺白云石粉混凝土的抗氯离子侵蚀效果探究白云石粉对混凝土抗氯离子侵蚀的影响,结果表明:内掺小掺量白云石粉能在降低粉煤灰用量的同时减少海洋环境下混凝土内氯离子的浓度,随着白云石粉掺量的增加混凝土氯离子扩散系数也在减小,并且反映到混凝土内氯离子浓度的减小,当白云石粉等质量取代20%粉煤灰时,能最大程度的降低混凝土内氯离子浓度,180d龄期时混凝土内氯离子浓度最多下降15%。