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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

高寒地区桥梁混凝土抗氯离子渗透性能研究

依托新疆果子沟特大桥工程,针对高寒区域的气候特征及材料性状,通过正交试验,重点研究了水胶比、粉煤灰掺量、用水量和引气剂掺量等因素对桥梁混凝土抗氯离子渗透性的影响规律;通过深入分析桥梁不同部位及不同配合比混凝土的抗氯离子渗透机理,提出基于抗氯离子渗透性能的高寒区域桥梁混凝土配合比设计参数范围.研究表明:水胶比与用水量对桥梁混凝土的抗氯离子渗透性能影响显著,C30混凝土水胶比(质量比)由0.45减小到0.39时,混凝土56d电通量降低约50%;粉煤灰掺量(质量分数)由10%增加到30%时,混凝土电通量总体呈下降的趋势;控制桥梁混凝土中适宜含气量也有利于改善其抗氯离子渗透性能.

再生骨料对混凝土的抗氯离子渗透性能影响

利用III级再生粗、细骨料制备C30和C40两种强度等级再生骨料混凝土,并分别掺加0和30%粉煤灰。测定该混凝土电通量,并分析再生粗、细骨料对混凝土抗氯离子性能影响规律。试验结果表明:随着再生骨料替代率增加,混凝土抗氯离子渗透性能逐渐减低,且对C40混凝土抗氯离子渗透性能影响较小;再生骨料混凝土中掺入30%粉煤灰,可有效改善其抗氯离子渗透性能。

不同水胶比下矿渣粉与粉煤灰对混凝土强度及抗氯离子渗透性能的影响

在水胶比分别为0.60、0.50、0.28三种情况下,研究了矿渣粉和粉煤灰单掺及复掺对混凝土强度及抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:无论水胶比大小,Ⅱ级粉煤灰均不能等量取代P·O42.5R级水泥,应超量取代,且水胶比越大,超量系数越大;在研究的掺量范围内,S95矿渣粉可等量取代P·042.5R级水泥,且会增加混凝土强度。在合适掺量范围内,无论水胶比高低,无论混凝土强度增大或减小,矿渣粉和粉煤灰均可提高混凝土抗氯离子渗透能力,但当掺量接近时,矿渣粉对提高混凝土抗氯离子渗透性的能力远大于粉煤灰;颗粒多为球形微珠的粉煤灰掺入混凝土中,其对抗渗性的贡献大于对强度的贡献。

利用NEL法研究再生混凝土抗氯离子渗透性能

以不同再生粗骨料替代率、不同配合比、不同矿物掺和料为主要因素,通过试验,制作了几组再生混凝土试块,利用NEL法对试块进行了抗氯离子渗透性能的测定,以考察这几个因素对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律。试验结果表明,随着再生粗骨料替代率的增加,再生混凝土试块的氯离子渗透系数增大;三种矿物掺和料均降低了再生混凝土试块的氯离子渗透系数,其中以硅灰效果最好,粉煤灰和矿渣微粉的效果相差不多;随着水灰比的增加,矿物掺和料对减少再生混凝土氯离子渗透系数效果越明显。

稻壳灰改善混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

以混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能为主要研究对象,通过正交试验确定了混凝土最优配合比,采用电通量法研究了RHA对混凝土氯离子渗透性能的影响,结果表明,掺RHA后混凝土抗氯离子渗透性能得到改善,利用电镜扫描(SEM)对混凝土试样进行微观分析,探讨了稻壳灰对混凝土强度和抗氯离子渗透性能影响的机理分析。

矿物掺和料对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响研究

试验设计制作了几组掺有不同矿物掺和料、不同配合比的再生混凝土试块,利用加速氯离子渗透性试验对试块进行了抗氯离子渗透性能的测定,以考察常用矿物掺和料对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律。试验结果表明,掺有8%硅灰的再生混凝土试块,其氯离子渗透系数减少12.2%～53.4%;掺有25%的粉煤灰,再生混凝土试块氯离子渗透系数减少7.8%～50.1%;掺有25%矿渣微粉的再生混凝土试块,其氯离子渗透系数减少7.1%～43.9%;可见3种矿物掺和料—粉煤灰、矿渣微粉以及硅灰对再生混凝土的抗氯离子渗透性能均有一定的提高,其中以硅粉的效果最好,粉煤灰次之,矿渣微粉较差。

界面过渡区对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响

试验设计制作了三系列含有不同界面区长度和骨料横截面面积的再生混凝土和普通混凝土试块,利用快速氯离子渗透性试验对试块进行了抗氯离子渗透性能的测定,以探讨界面区对普通和再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明,对普通混凝土,界面区的渗透系数约为砂浆渗透系数的58倍。对再生混凝土,界面区的渗透系数约为砂浆渗透系数的290倍,约为普通混凝土的界面区渗透系数的6.3倍。对掺有8%硅灰的再生混凝土,界面区的渗透系数约为砂浆渗透系数的66倍,与普通混凝土的界面区渗透系数较接近。可见再生混凝土的界面区是其抗氯离子渗透性能的薄弱环节;硅灰的掺入,能较好地改善界面区的性能。

粗骨料含量对再生混凝土抗氯离子渗透性能影响的试验研究

试验设计制作了3系列不同粗骨料含量的混凝土试块,利用NEL饱盐电导率法对试块进行了抗氯离子渗透性能的测定,以探讨粗骨料含量对普通和再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明:对于普通混凝土,粗骨料的稀释效应和曲折效应占主导地位,界面区效应处于次要地位,表现为随着粗骨料含量的增加,其抗氯离子渗透性能增强,渗透系数呈现减少的趋势;对于再生混凝土,粗骨料的界面区效应占主导地位,其稀释效应和曲折效应处于次要地位,表现为渗透系数随着粗骨料含量的增加而增大,抗氯离子渗透性能下降;对掺有8%硅灰的再生混凝土,随粗骨料含量的增加,渗透系数先增加后降低,降低趋势相对平缓,不如普通混凝土显著。

再生骨料混凝土抗氯离子渗透性能改善技术研究

采用调整配合比法和单掺膨胀剂法来改善掺入Ⅲ级再生粗、细骨料C30再生骨料混凝土抗氯离子渗透性能。试验结果表明:两种方法均可改善再生骨料混凝土抗氯离子渗透性能,调整配合比法改善再生骨料混凝土抗氯离子渗透性能效果优于单掺混凝土膨胀剂法;采用改善措施后,混凝土抗氯离子渗透性能随着再生骨料替代率增加呈现先增强后减弱的趋势。