强辐照作用下水泥浆体微结构与抗氯离子侵蚀性能研究

以南海为代表的远海海洋服役环境恶劣,具有高温、高湿、高盐、高辐照的环境特点。现有研究表明辐照会改变水泥浆体的组成与结构,但对水泥浆体耐久性的影响常被忽略。为阐明强辐照作用对水泥浆体微结构与抗氯离子侵蚀性能的影响,本研究利用紫外线耐气候试验箱进行加速模拟实验,并与水养、室内环境进行对比分析,表征了不同条件下水泥的浆体吸水率、碳化深度、物相组成、孔结构与氯离子固化能力,并在紫外辐照-干湿循环耦合作用条件下进行了氯离子侵蚀实验。结果表明,辐照时间由500 h增加至1500 h,浆体的最可几孔径由135.8 nm增大至283.8 nm,孔隙率由25.0%增大至29.5%,孔结构劣化,氯离子扩散通道增加。同时,强辐照造成AFm、水化硅酸钙凝胶(C-S-H)等水化产物碳化分解,导致水泥浆体的氯离子固化量由51.9 mg/g下降至23.9 mg/g。此外,长期辐照耦合干湿循环作用产生的温度应力会增大浆体开裂的风险,裂纹会显著降低浆体的抗氯离子侵蚀能力。

粉煤灰对硫氧镁水泥抗氯离子侵蚀性的影响

以粉煤灰作为活性掺合料制备硫氧镁水泥(MOS),提高MOS的抗氯离子侵蚀性。研究MOS经不同浓度氯化钠水溶液浸泡后抗压强度、体积稳定性、相组成、微观形貌和孔结构等的变化,分析MOS在海洋工程中应用的可行性。结果表明:MOS净浆的抗水性和抗氯离子侵蚀性较差,浸水和浓度为1%氯化钠水溶液28 d后的强度保留系数分别为0.74和0.77。粉煤灰的掺入提高了MOS体系无定形相的含量,降低了MOS的总孔隙率,优化了MOS的孔径分布,改善了MOS的抗水性和抗氯离子侵蚀性。其中,20%粉煤灰掺量的MOS浸水和浓度为1%氯化钠水溶液28 d后的强度保留系数分别提高至0.89和0.93。

腐蚀环境中海工混凝土抗氯离子侵蚀性

模拟我国南方沿海浪溅区和水位变动区的海工钢筋混凝土结构物的腐蚀环境 ,对掺入粉煤灰和矿渣的混凝土抗氯离子侵蚀性进行了试验 .结果表明 ,在水灰比相同的条件下 。

内掺硅树脂乳液的防水效果及抗氯离子侵蚀性能研究

为了研究内掺硅树脂乳液在水泥基材料中的防水效果及其抗氯离子侵蚀性能,设计了五种不同硅树脂乳液掺量(0、1%、2%、3%、4%)的试验对照组,并对其进行了接触角试验、毛细吸盐试验以及氯离子侵蚀试验,对比分析出此类防水剂功效。结果表明:1%的硅树脂乳液便可以使接触角大于90°,即掺加硅树脂乳液使得水泥基材料具有了憎水性;并且随着掺量的增加,水泥基材料的憎水性愈强,且抗氯离子侵蚀性能也显著增加。

干湿循环下桥梁混凝土抗氯离子侵蚀试验分析

为探究在干湿循环状态下混凝土抗氯离子侵蚀性能以及混凝土内部损伤规律。研究了不同氯离子浓度下,随着干湿循环次数的增加,对混凝土动弹性模量、损伤层厚度以及立方体抗压强度的影响。研究表明:在干湿循环30 d之前,混凝土抗压强度略有提高,其后强度大幅下降,并且氯离子浓度越高,强度下降速度越快;干湿循环进行到90 d时,处于8%NaCl溶液下的混凝土强度下降到52%;随着氯离子浓度的增加,混凝土动弹性模量逐渐下降,损伤层厚度逐渐增加。针对处于海洋环境下和西部盐渍地区的混凝土,可采取适当添加外掺料或者在混凝土表层涂抹防腐材料,以提高混凝土的抗氯离子侵蚀能力。

寒冷地区混凝土抗氯离子侵蚀性能研究

针对寒冷地区混凝土结构遭受氯离子侵蚀严重的问题,该试验采用电通量试验方法,通过正交试验重点研究了水灰比和颗粒级配对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响规律。结果表明,水灰比对混凝土抗氯离子侵蚀性能影响显著,混凝土水灰比由0.55减小到0.4,混凝土28d电通量降低约17%;采用粒径范围为16~31.5的粗骨料和细度模数为2.4左右的细骨料也有利于改善混凝土结构的抗氯离子侵蚀性能。

不同铁相水泥的抗氯离子侵蚀和抗硫酸盐侵蚀性能研究

为制备海洋工程基础设施用高抗蚀水泥材料,本试验系统研究了HIPC、MHC、OPC三种不同铁相水泥材料的抗氯离子渗透性、抗氯离子侵蚀性能以及抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明,养护温度的升高均可以改善三种不同铁相水泥材料的抗氯离子渗透性,有利于改善其抗氯离子侵蚀能力。当养护温度由20℃升至40℃时,HIPC、MHC、OPC的抗氯离子渗透性分别提高了46.79%、39.12%、34.76%。与其他水泥相比,MHC水泥的C3S含量低,水化形成的Ca(OH)2物相少,减少了F盐的生成,具有较高的抗氯离子侵蚀性能。HIPC水泥的C3A含量低,使水化过程中有害膨胀性物质Aft和石膏的生成量少,导致浆体结构较为致密,赋予其具有优异抗硫酸盐侵蚀性能。

弹性乳胶漆和有机硅底面处理剂涂层系统抗氯离子侵蚀性的研究

介绍了弹性乳胶漆和有机硅底面处理剂涂层系统对沿海地区地面工程的钢筋混凝土抗氯离子侵蚀性。

油页岩渣对混凝土抗压强度和抗氯离子侵蚀的影响

油页岩经干馏或燃烧后留下大量油页岩渣(OSR),OSR的堆弃占用土地和污染环境。以OSR干馏渣为粗骨料制备了油页岩渣混凝土(OSRC),测试了其工作性能、微观结构、抗压强度和氯离子渗透性能。试验结果表明,OSRC的工作性能、力学性能和抗氯离子侵蚀性能均随油页岩渣取代率(V_(r))的增加而降低,V_(r)为25%和43%时,OSRC的立方体抗压强度分别为29.9 MPa和25.5 MPa,氯离子渗透性能评价分别为很低和低。V_(r)大于50%时,OSRC的通电量随V_(r)的提高而快速增加。通过微观形貌测试发现,离OSR与界面过渡区(ITZ)界线越远,ITZ中的钙矾石晶体越少,水化硅酸钙凝胶越多,但氢氧化钙晶体较少,OSR具有“返水”特性。OSRC的受压破坏形态为OSR折断且断面平整,天然骨料周边的水泥砂浆剥落。OSR和ITZ是OSRC的薄弱区域,是后续研究之关键。OSR等多孔废弃物可以用作混凝土的填充料和内养护材料。

膏体硅烷对高性能混凝土吸水性和抗氯离子侵蚀性能的影响研究

通过胶州湾实海暴露试验,分析了膏体硅烷对海工混凝土防水性能和抗氯离子侵蚀性能的影响。研究表明:膏体硅烷可有效提高混凝土的防水性能和抗氯离子渗透性,5年暴露龄期时硅烷对水变区和浪溅区混凝土的吸水量分别降低了63%和79.2%,混凝土氯离子吸收量的降低幅度分别为41.7%和62.9%,膏体硅烷对浪溅区混凝土性能的提高效果优于水变区;5年龄期内膏体硅烷对不同海水环境混凝土防水性能和抗氯离子渗透性无显著降低;建议硅烷防腐应用于平均潮位以上的浪溅区与大气区海工混凝土结构。

细骨料分形维数对砂浆抗氯离子侵蚀性能影响的试验研究

研究细骨料体积分形维数对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响。设计7组不同级配细骨料,计算其体积分形维数;采用7组不同级配细骨料制作砂浆试件并进行60 d氯离子干湿循环侵蚀试验,研究细骨料体积分形维数与砂浆试件氯离子表观扩散系数相关关系;采用电镜扫描试验观测各试件细观孔隙结构及孔隙分布情况,研究细骨料不同级配参数对水泥石细观结构发育及其抗氯盐侵蚀性能的影响。通过本文研究,建立了细骨料分形维数与砂浆抗氯离子侵蚀性能相关关系经验公式,得到细骨料级配参数不同对砂浆抗氯盐侵蚀性能的影响机理及规律。

海工硅酸盐水泥强度性能及抗氯离子侵蚀能力的影响因素

2010年12月2日国家标准化管理委员会国标委综合[2010]87号文将海工硅酸盐水泥列入国家标准制定计划。为了本次标准研究验证试验,福建水泥股份有限公司永安建福公司选取本地原材料,通过不同混合材品种、混合材单掺与复掺、水泥的粉磨细度、石膏的掺量等试验项目对海工硅酸盐水泥的强度、抗氯离子侵蚀能力的影响因素进行试验研究。

矿渣及水泥物化特性对混凝土抗氯盐侵蚀的影响

为探究矿渣混凝土中的化学成分对其抗氯离子侵蚀性能的影响,采用矿物成分各不相同的2种矿渣(A和B)以及4种水泥(W、X、Y及Z)为原材料,固定60%矿渣替代率制备了矿渣混凝土试样。通过X射线衍射分析、热力学建模、压汞法测试研究不同水泥-矿渣组合下混凝土中Cl^(-)的吸附和扩散特性。试验结果表明:添加矿渣可提高混凝土中Cl^(-)的吸附能力,降低Cl^(-)的扩散率。相较于铝含量较低的矿渣混凝土,铝含量较高的矿渣混凝土的Cl^(-)吸附能力更强;用水泥W制备的混凝土的Cl^(-)吸附能力最强,而用水泥Z制备的混凝土的Cl^(-)吸附能力最弱;C3A、C3S对Cl^(-)的吸附能力影响显著;较高的pH值会降低Cl^(-)的吸附能力;碳铝酸盐的形成、石灰石的填充作用及孔隙孔径的缩小均会降低Cl^(-)的渗透率。

硫酸盐和氯盐对海水海砂混凝土早期抗压强度的影响

对比研究了淡水河砂混凝土(SC)和海水海砂混凝土(SSC)的抗硫酸盐侵蚀和抗氯离子侵蚀性能。配制了不同水胶比的混凝土,经不同硫酸盐溶液浸泡后,测定了其早期抗压强度和抗压耐蚀系数;经5%NaCl溶液浸泡后,测定了其抗氯离子侵蚀性能。结果表明:硫酸盐溶液或Na Cl溶液浸泡有利于提高SSC的3 d抗压强度,但对7 d抗压强度会产生不利影响;SC的抗硫酸盐和抗氯离子侵蚀能力随着龄期的增长要优于SSC。水胶比对SC和SSC的抗压强度影响明显,水胶比为0.45时混凝土的抗压强度要高于0.50水胶比下的抗压强度;高水胶比时SSC的抗硫酸盐侵蚀和抗氯离子侵蚀能力优于低水胶比的。

清水混凝土抗碳化及氯离子侵蚀性能试验研究

通过采用大掺量矿物掺合料制备清水混凝土,系统研究了胶凝材料与混凝土龄期对混凝土耐久性能的影响,并对混凝土耐久性能的优劣性进行评价。试验结果表明:在碳化作用的早期(碳化作用28 d以前),不同胶凝材料体系下的清水混凝土抗碳化能力的优劣为C<D<A<B,在碳化作用的后期(碳化作用28 d及以后),不同胶凝材料体系下的清水混凝土抗碳化能力的优劣为D<C<B<A;不同系列清水混凝土在28 d龄期下氯离子渗透系数的大小顺序为:C>D>A>B,到84 d龄期时氯离子渗透系数大小顺序为B>A>D>C。对于地铁等要求使用年限在100年左右的重大工程,清水混凝土可以达到混凝土结构耐久性的要求。

Ⅱ级粉煤灰对海工高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响

粉煤灰具有改善混凝土性能的作用,并在工程中获得大量应用。针对工程中常用Ⅱ级粉煤灰配制海工高性能混凝土的情况,采用2种不同电厂的Ⅱ级粉煤灰,研究了它们所配制的高性能混凝土的抗压强度和抗氯离子侵蚀性能。研究结果表明,Ⅱ级粉煤灰可以显著提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能,Ⅱ级粉煤灰海工高性能混凝土的抗氯离子侵蚀性能和抗压强度与其玻璃体含量、化学组成以及钙硅摩尔比密切相关。

粉煤灰与铜炉渣对混凝土抗侵蚀性能的影响研究

为研究粉煤灰和铜炉渣对混凝土抗压强度和抗氯离子侵蚀能力的影响,通过将5%、10%、15%、20%、25%粉煤灰、铜炉渣和二者各一半复合替代水泥制备试验试件,对试件进行无侧限抗压测试、氯离子扩散测试和双极电通量试验。结果表明:粉煤灰或铜炉渣单一改性试件的抗压强度,随粉煤灰或铜炉渣单一掺量的增多而先增大后降低;粉煤灰和铜炉渣作为水泥掺合料均可提高改性试件的抗氯离子侵蚀能力;当粉煤灰-铜炉渣复合改性试件时,抗压强度和抗氯离子侵蚀能力提高的幅度最大;对于含金属成分较多的掺合料制备混凝土时,不建议采用电通量法进行抗氯离子侵蚀能力的计算。

纤维-地聚物混凝土力学性能及耐久性能研究

为改善地聚物混凝土的力学性能和耐久性,通过掺入不同长度和掺量的聚丙烯纤维,对地聚物混凝土的力学性能、抗冻性、抗氯离子侵蚀性及抗裂性进行了研究,并基于SEM试验,从微观角度进一步解释聚丙烯纤维的作用机理.结果表明:聚丙烯纤维的掺入能够提高地聚物混凝土的力学性能和耐久性能,当纤维掺量为0%~0.6%时,随着纤维掺量的增加,地聚物混凝土的改善效果越明显.当掺量超过0.6%时,其力学性能和耐久性开始下降.通过SEM分析也表明,聚丙烯纤维能够提高基体内部的整体性和密实性,从而显著改善地聚物混凝土的力学性能和耐久性.最终推荐掺量0.6%长度为12 mm的聚丙烯纤维为最佳掺量.

铁尾矿混凝土力学性质及耐久性

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了研究铁尾矿混凝土在受硫酸钠溶液干湿循环作用后的力学特性和耐久性,开展了受硫酸钠溶液侵蚀混凝土的抗压实验、抗氯离子侵蚀实验、抗冻实验和水化特性实验,分析不同铁尾矿掺量、干湿循环次数、溶液浓度对混凝土力学性质和耐久性的影响。结果表明:在铁尾矿掺量为30%、干湿循环次数为60次和硫酸钠浓度为5%时,混凝土的质量损失率较小而抗压强度耐腐蚀系数较大。随着铁尾矿掺量的不断增大,混凝土的抗氯离子侵蚀性能、抗冻性能越好,水化反应放热量不断减小。

掺硅粉对普通硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥复合胶凝体系混凝土耐久性的影响研究

通过在m(普通硅酸盐水泥)∶m(硫铝酸盐水泥)=3∶7的复合胶凝体系(P·O-SAC)中掺入不同比例的硅粉,对复合胶凝体系的水化过程和混凝土的抗压强度、抗劈裂强度以及抗氯离子侵蚀进行试验,改善多元复合胶凝体系混凝土的耐久性能。研究表明:硅粉的掺入量越多,复合水泥的初凝和终凝时间越长;掺入适量的硅粉能有效提高P·O-SAC混凝土的抗压强度,改善P·O-SAC混凝土后期强度的发展;硅粉能提升P·O-SAC混凝土抗氯盐侵蚀的能力。