裂纹对PHC管桩抗氯离子性能影响的研究

PHC管桩是工程中重要的桩基材料,然而其在生产和施工过程中却不可避免的会产生微裂纹。通过对管桩混凝土试件施加不同水平应力的方法模拟裂纹,并将其分别在空气、自来水和盐水等三种方式下养护,探讨裂纹对管桩混凝土抗氯离子性能的影响。研究结果显示,在三种养护条件下,随着压应力水平的增加,混凝土的电量值均有增加的趋势;为避免氯盐环境下可能的耐久性问题,管桩混凝土应选用较高的质量指标,施工前电量值宜取不大于800C,施工后电量值宜取不大于1 000 C。

沙漠砂混凝土抗氯离子性能影响因素研究

利用沙漠砂代替河砂配制混凝土,不仅可直接降低混凝土的材料成本,而且有极其重要的生态效益。利用电通量法和RCM法,分别评价了单掺沙漠砂、单掺粉煤灰、复掺沙漠砂和粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透性能。单掺沙漠砂混凝土的抗氯离子渗透性能随着沙漠砂替代率的增加呈现出先增强后减弱的变化趋势;单掺粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透性能基本上随着粉煤灰掺量的增加而持续增强;复掺粉煤灰和沙漠砂混凝土的电通量与氯离子迁移系数同样随着沙漠砂替代率的增加呈先减小后增大的趋势,而随着粉煤灰掺量的增加而不断减小。当沙漠砂替代率为60%,粉煤灰掺量为30%时,混凝土的抗氯离子渗透性能达到最优。

不同细度石灰石粉对大掺量粉煤灰混凝土抗压强度及抗氯离子性能的影响

针对大掺量粉煤灰混凝土抗氯离子渗透性能不足的问题,通过试验研究了石灰石粉的细度(325目、400目和500目)对大掺量粉煤灰混凝土的抗压性能及抗氯离子性能的影响,测试了抗压强度及氯离子渗透深度,并结合混凝土的结合水试验,定性、定量地分析了石灰石粉对大掺量粉煤灰混凝土的影响。试验结果表明:细度为500目时能有效地提高混凝土抗压强度;石灰石粉细度超过400目时能有效地提高抗氯离子渗透性能。

双掺粉煤灰和矿粉的海工混凝土抗氯离子性能试验分析

在混凝土中掺加适当的掺合料能提高混凝土的密实性,增加混凝土的电阻率,有效提高混凝土的耐久性,本文通过正交试验及直观分析法研究混凝土配合比参数(水胶比、粉煤灰掺量、矿粉掺量和砂率)对不同龄期海工混凝土抗氯离子渗透性能的影响趋势。通过试验分析,给出了最佳粉煤灰和矿粉掺量以提高海工混凝土的抗氯离子渗透性能,为海工混凝土配合比设计提供参考。

不同尺度纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能

为研究不同尺度纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能,对单掺和复掺碳酸钙晶须、聚乙烯醇(PVA)纤维的水泥基材料分别进行电通量试验、电镜扫描观测及基本力学性能试验,分析不同纤维尺度、掺量及复合比例对水泥基材料抗氯离子渗透性能和基本力学性能的影响规律,并基于试验结果给出了多纤维复合增强水泥基材料的氯离子侵蚀深度计算模型。结果表明,不同尺度纤维可在不同结构层次上发挥对水泥基材料的增强作用,使得多纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透性能明显优于单一纤维增强水泥基材料;多纤维复合材料的抗压强度与氯离子侵蚀深度及电通量大致呈反比例关系;当复合材料的抗压强度提高13.6%时,其氯离子侵蚀深度和总电通量则分别降低39.1%和44.7%;建立的氯离子侵蚀深度计算模型,可用于多纤维复合增强水泥基材料的抗氯离子渗透和侵蚀性能评估。

含氯再生骨料混凝土抗氯离子渗透性能的研究

采用纳米SiO_(2)溶液浸泡含氯再生骨料以降低骨料含氯量,并在此基础上考虑复掺矿物掺合料,设计16组配合比以制备C40再生骨料混凝土,测定其7 d、28 d的抗压强度与28 d的电通量、Cl^(-)扩散系数。结果表明:再生骨料中的Cl^(-)可提高混凝土7 d的抗压强度,少量降低其28 d的强度,但会大幅度破坏混凝土抗Cl^(-)渗透性能;纳米SiO_(2)溶液改性后骨料含氯量显著降低,与矿物掺合料联合作用将有效提升再生混凝土力学性能与抗Cl^(-)渗透性能;其中,30%粉煤灰与8%硅灰复掺优化效果最佳,Cl^(-)渗透系数较未掺掺合料组降低85.6%。基于含氯再生骨料多重界面与Cl^(-)扩散机理,推导“内渗型”Cl^(-)扩散模型,并将其用于含氯再生骨料混凝土构件服役任意龄期的Cl^(-)含量预测。

粉煤灰和表面防护剂对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

提升混凝土耐久性能的关键在于提高其抗渗性能,涂抹表面防护材料和掺加粉煤灰是两种常用的技术手段,为研究两种技术对混凝土抗氯离子渗透性能的协同提升效果,设计了不同掺量粉煤灰混凝土,对部分试件进行了无机表面防护材料喷涂,研究其对立方体抗压强度和抗氯离子渗透性的影响。试验结果表明:混凝土的抗压强度受粉煤灰掺量的显著影响,而受表面防护剂的影响不大;涂抹防护剂对无掺加粉煤灰或掺加少量(9.5%)粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透性能提升效果更为明显;对掺量较大(19%)的粉煤灰混凝土,测试其抗氯离子渗透性能时,建议以长龄期的结果为主为宜。

橡胶混凝土掺杂玄武岩纤维的抗氯离子渗透性能研究

为研究掺杂玄武岩纤维的橡胶混凝土的抗氯离子渗透性能并得出最佳配合比,本文确定橡胶颗粒掺量、玄武岩纤维掺量和玄武岩纤维长度三个因素,进行6 h电通量试验,通过比较电通量的大小对9组混凝土试件的进行研究。实验结果表明:试件电通量随着橡胶颗粒掺量的增加表现出先减小后增大的趋势,且掺量从15%到20%时的增大幅度明显大于掺量从10%到15%时的减小幅度;随着玄武岩纤维掺量的增加,电通量亦先减小后增大,且变化幅度较为平均;随着玄武岩纤维长度的增加电通量持续减小且幅度由小变大。推荐配合比为:橡胶颗粒体积取代率15%、玄武岩纤维掺量0.10%、玄武岩纤维长度18mm。

大风环境下海工混凝土抗氯离子渗透性能及寿命预测研究

为提高长时间大风、高湿、高盐雾多因素综合作用下钢筋混凝土的服役寿命,围绕室内模拟水下区(HJ1)、大气区(重度盐雾与大风耦合,HJ2)、水位变动区(HJ3)3类腐蚀环境,对混凝土中氯离子渗透性能开展相关工作。结果表明,在HJ2类环境下距混凝土表层不同深度的氯离子浓度最高;采用内掺型防腐剂和外涂型水性环氧防腐涂料提高了抗氯离子渗透性能。通过Thomas模型进一步量化分析耐久性提升措施对混凝土结构服役寿命的延长效果,为提高长时间大风、高湿、高盐雾的多因素综合作用下钢筋混凝土服役寿命提供参考。

氧化石墨烯-硅烷复合乳液对混凝土抗氯离子渗透性能的影响及机理分析

研究了涂覆氧化石墨烯-硅烷复合乳液和硅烷乳液对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,并通过分子动力学模拟构建了氯离子在C-S-H凝胶孔道中的传输模型,分析了复合乳液的作用机理。结果表明:涂覆复合乳液与硅烷乳液均能有效提高混凝土的抗氯离子渗透性能,其中,复合乳液的效果更好;乳液中的分子与C-S-H界面通过静电力、分子间相互作用力、成键等方式互相结合,改变了C-S-H界面性能,减缓了水分子进入孔道中的速度,也降低了氯离子的渗透速度;乳液分子在孔道中通过吸附作用吸附周围的分子,形成较大体积的团簇体,阻塞了孔道,抑制了孔道中氯离子与水分子的传输,从而提高了混凝土的抗氯离子渗透性能。

再生微粉对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

研究了分别单掺与复掺再生混凝土粉(RCP)、再生砖粉(RBP)对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,并建立了氯离子扩散系数和电通量之间的关系式。结果表明:单掺RCP或RBP时,随着其掺量从0增至30%,试件的电通量和氯离子扩散系数均先减小后增大,说明抗氯离子渗透性能先增强后减弱,RCP和RBP的最佳掺量均为10%;复掺RCP和RBP时,随着RBP占比的增加,试件的电通量和氯离子扩散系数均先减小后增大,最佳m_(RBP)∶m_(RCP)为1∶1;掺再生微粉混凝土的氯离子扩散系数和电通量之间具有良好的线性关系。

生活垃圾焚烧灰渣代砂混凝土的抗氯离子渗透性能研究

为探究生活垃圾焚烧灰渣代砂混凝土的抗氯离子渗透性能,采用3种代砂率(0,20%,40%)和3种水胶比(0.30,0.45,0.60)进行配合比设计,并养护至标准、中长、长期龄期,基于电通量法测试不同配合比在不同龄期下的抗氯离子渗透性能。结果表明:与普通混凝土类似,焚烧灰渣混凝土的抗氯离子渗透性能随着水胶比的增加而减少,焚烧灰渣代砂率的提高可促进抗氯离子渗透性能,且高水胶比下的效果更好;由于硫化物和氧化镁组分的存在,焚烧灰渣化学反应活性将在后期缓慢发挥,并进一步减少氯离子扩散系数;综合考虑环境效益,0.45水胶比+40%替代率下的具有最佳的抗氯离子渗透性能,可满足工程实践需求。

铁尾矿粉和磷渣粉对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响

通过RCM试验、电通量试验和氯离子固化试验,研究了铁尾矿粉和磷渣粉分别单掺和复掺(等质量替代30%水泥)对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:单掺和复掺铁尾矿粉与磷渣粉均能提高再生混凝土的抗氯离子渗透性能,且复掺时铁尾矿粉掺量越大,抗氯离子渗透性能越好;随着铁尾矿粉掺量的增加,再生混凝土的氯离子结合能力提高;在氯离子浓度较低的环境下,再生混凝土中的氯离子主要以物理吸附和化学结合两种形式存在;在氯离子浓度较高的环境下,再生混凝土中的氯离子主要以化学结合形式存在,物理吸附作用相对较弱。

矿物掺和料对海水海砂混凝土抗氯离子渗透性的影响

通过10组试验,研究了10%~30%粉煤灰、10%~30%矿渣、5%~15%偏高岭土在单掺下对海水海砂混凝土抗氯离子渗透性能及化学组成的影响,并通过扫描电镜对微观结构进行分析.结果表明:海水海砂混凝土氯离子扩散系数随着粉煤灰掺量提高先减少后增大,随着矿渣掺量提高逐渐增大,随着偏高岭土掺量提高逐渐减小;偏高岭土、矿渣和20%以下粉煤灰掺入海水海砂混凝土后,均可见随着掺量的提高混凝土中的Friedel盐增多,自由氯离子及Ca(OH)2含量降低,混凝土孔溶液pH值降低;偏高岭土对海水海砂混凝土的氯离子化学结合和物理吸附作用及微观结构的改善最佳,20%以内掺量的粉煤灰次之.

振动搅拌工作参数对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

为了探索提高水泥混凝土抗氯离子渗透能力的新方法,对搅拌过程中影响混凝土抗氯离子渗透性能的部分因素及其影响规律进行了初步研究。主要从振动搅拌装置的振幅、频率和搅拌线速度等参数发生变化时对混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律进行了正交试验研究。研究结果表明,当选用振幅取1.93 mm,振动频率取35 Hz,搅拌线速度取1.4 m/s,新拌混凝土的抗氯离子渗透性能较好。且三个因素对混凝土抗氯离子渗透性的影响主次顺序为:振幅 > 振动频率 > 搅拌线速度。根据测试结果,提出了混凝土抗氯离子渗透性能的BP神经网络预测模型,为工程设计提供参考。振动搅拌为提高混凝土耐久性提供了一种新的途径。

掺稻壳灰与纤维素纤维混凝土抗氯离子渗透和抗冻性试验研究

为了研究水胶比、稻壳灰和纤维素纤维对混凝土耐久性能的影响,以稻壳灰掺量(0、10%和20%)、纤维素纤维掺量(0.7 kg/m^(3)、1.1 kg/m^(3)和1.6 kg/m^(3))和水胶比(0.37、0.41和0.45)为变量,通过9组正交试验得到3种因素对混凝土抗氯离子渗透性能和抗冻性能的影响规律,并分别建立了掺稻壳灰纤维混凝土质量损失率与相对动弹性模量的冻融预测模型.结果表明:各因素对混凝土抗氯离子渗透性能和抗冻性能影响显著程度依次为:水胶比>稻壳灰掺量>纤维素纤维掺量;混凝土的抗氯离子渗透性能和抗冻性能随稻壳灰掺量的增加显著增强,随纤维素纤维掺量的增加呈先增强后减弱的趋势,在水胶比为0.37时最优;稻壳灰掺量为20%时,混凝土抗氯离子渗透性能最佳,抗冻性能最优;纤维素纤维掺量为1.1 kg/m^(3)时,混凝土抗氯离子渗透性能最好,抗冻性能最强;增加稻壳灰掺量、添加适量的纤维素纤维可以提高混凝土基体的密实度、减少微裂缝,进而增强混凝土的耐久性能;所建立的掺稻壳灰纤维混凝土质量损失率与相对动弹性模量的冻融预测模型与试验结果吻合较好,具有一定的适用性,可为制备绿色高性能混凝土提供理论依据和支撑.

双掺钢渣混凝土的抗氯离子渗透性能及其寿命预测研究

为了进一步研究钢渣混凝土的抗氯离子渗透性能,用粗钢渣、细钢渣等比例同时取代混凝土中的天然粗骨料和天然细骨料制备C30双掺钢渣混凝土,通过混凝土电通量试验对双掺钢渣混凝土的抗氯离子渗透性能进行了研究,主要对比研究了不同粗、细取代率的双掺钢渣混凝土抗氯离子渗透性能,研究结果表明:随着粗、细钢渣取代率增加,双掺钢渣混凝土的抗氯离子渗透性能逐渐减弱;综合考虑粗、细钢渣取代率、混凝土保护层厚度等因素,建立了双掺钢渣混凝土的抗氯离子渗透寿命预测模型,并对应用于实际工程中的双掺钢渣混凝土抗氯离子渗透寿命进行了预测,在混凝土保护层厚度相同的情况下,随着粗、细钢渣取代率的增加,双掺钢渣混凝土的抗氯离子渗透寿命越来越短;在粗、细钢渣取代率100%时,其抗氯离子渗透寿命与普通混凝土相比降低40%,但当粗、细钢渣取代率在20%以内时,其抗氯离子渗透寿命与普通混凝土相比仅降低10%,说明低取代率的双掺钢渣混凝土有广泛的应用前景。

玄武岩石粉对HPC工作性及抗氯离子渗透性能的影响

研究了玄武岩石粉的粒径和替代率0、10%、20%、30%(等质量替代水泥)对高性能混凝土(HPC)工作性和抗氯离子渗透性能的影响,并结合压汞分析技术从微观角度探讨了玄武岩石粉的作用机理。结果表明:随着玄武岩石粉粒径和替代率的增加,HPC的流动度和初凝时间均呈增大趋势;随着玄武岩石粉替代率的增加,HPC的电通量先减小后增大;随着玄武岩石粉粒径的增加,HPC的电通量呈增大趋势;玄武岩石粉的粒径对HPC抗氯离子渗透性能的影响与其替代率紧密相关,当替代率较低时,粒径越小,HPC的抗氯离子渗透性能越好,而当替代率较高时,减小粒径对HPC抗氯离子渗透性能的改善效果不大;玄武岩石粉的填充效应和潜在活性可以提高基体的密实度,从而提高HPC的抗氯离子渗透性能。

可喷射超高韧性水泥基复合材料抗氯离子渗透性能研究

利用RCM法对基于高贝利特硫铝酸盐水泥制备的可喷射超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)的抗氯离子渗透性能进行了一系列的试验,研究了纤维规格、成型工艺、养护龄期及粉煤灰掺量对UHTCC抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:PVA纤维的可显著改善脆性水泥基体的抗氯离子渗透性能,其中12 mm PVA纤维的改善效果优于8 mm PVA纤维,PVA纤维长度12 mm、体积掺量为2%时,可喷射UHTCC的28 d氯离子迁移系数仅为2.05×10^(-12) m^(2)/s;随龄期延长,伴随水泥水化、粉煤灰及硅粉火山灰反应的持续进行,UHTCC的氯离子迁移系数逐渐减小;尤其是在高贝利硫铝酸盐水泥具有较高硅酸二钙含量的情况下,制备的可喷射UHTCC长龄期抗氯离子渗透性能仍有较大提升空间。

硅粉高性能混凝土强度及抗氯离子渗透性能研究

文中主要对不同养护龄期及不同硅粉掺量对高性能混凝土抗压强度、抗拉强度、抗氯离子渗透性的影响进行研究。研究结果表明,混凝土的坍落度与硅粉掺量呈现负相关关系,且在高掺量硅粉时,混凝土的坍落度下降幅度增加;硅粉高性能混凝土抗压强度、抗拉强度及氯离子扩散系数均与养护龄期成正相关关系;混凝土力学性能与硅粉掺量呈现先正相关后负相关的关系,氯离子渗透系数与硅粉掺量呈现先负相关后正相关的关系;当硅粉掺量为5%时,混凝土的力学性能及耐久性能均达到最佳。