高性能混凝土氯离子、碱含量控制及抗裂技术措施研究

高性能混凝土(HPC)由于其独特的物理力学性能,在工程领域得到了广泛应用。然而,HPC在长期服役过程中可能面临氯离子侵蚀、碱—骨料反应以及开裂等问题,影响着混凝土结构的耐久性和安全性。基于此,文章以高性能混凝土为背景,首先阐述了混凝土的腐蚀机理和改善措施,然后从氯离子、碱含量的控制和混凝土性能的角度出发进行了高性能混凝土的配置,最后结合具体工程实例,分析和探讨了高性能混凝土抗开裂的技术措施。

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。

高性能混凝土的抗硫酸盐、镁盐侵蚀研究

结合工程实际,以在4种不同浓度的SO2-4,Mg2+侵蚀溶液中浸泡的普通水泥胶砂试件和掺矿渣微粉高性能混凝土胶砂试件为对比试件进行研究,通过测定和观察试件在浸泡期为28d、2个月、4个月、6个月、8个月、10个月、12个月的强度损失和形态形貌变化,用抗折强度和抗蚀系数来评定其抗侵蚀性能。宏观试验结果表明普通水泥胶砂试件在不同浓度的SO2-4,Mg2+侵蚀溶液中抗侵蚀性能都很差;掺矿渣微粉高性能混凝土胶砂试件抗侵蚀性能优异,在4种侵蚀溶液中侵蚀龄期均大于1年。

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。

沉管工程大体积高性能抗裂防渗混凝土施工控制技术

南昌市红谷隧道沉管工程及东、西两岸主体结构属大体积混凝土,设计使用寿命100年,采用高性能混凝土施工。文章基于高性能混凝土的基本知识和施工过程,对遇到的常见重点、难点问题做出简要的概述,提出高性能、大体积抗裂防渗沉管混凝土的施工控制关键技术。

桥墩抗裂抗腐高性能混凝土试验研究

针对北方寒冷地区易受海水或化冰盐侵蚀的桥墩块体混凝土进行配合比试验研究。根据试验分析在不同水胶比中掺入不同组分的矿渣与粉煤灰时混凝土的强度、抗氯盐侵蚀能力及抗裂性能的变化情况。结果表明,混凝土抗裂及抗氯离子侵蚀性能可通过改变胶凝材料中掺合料的比例实现,而采用中热水泥并掺入一定比例的磨细矿渣和粉煤灰,可配制出强度等级满足混凝土规范要求、抗氯离子侵蚀能力强的高性能混凝土。

双重劣化机制下高性能混凝土抗氯离子渗透性研究

沿海寒冷地区的桥梁等建筑结构物长期受到氯离子侵蚀和冻融破坏等多重因素共同作用,其混凝土结构的耐久性受到工程界高度关注。为研究高性能混凝土在氯盐-冻融双重劣化条件下的抗氯离子渗透性能,通过掺加少量聚丙烯纤维,用粉煤灰、硅灰替代部分水泥,设计9组不同配合比的高性能混凝土,进行不同次数双重劣化试验,采用极差分析法和电通量法评估各因素对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,聚丙烯纤维、粉煤灰、硅灰均可填充内部孔隙,优化界面结构,提高抗渗性,但硅灰对抗氯离子渗透性能影响最大;经历氯盐-冻融双重劣化试验后,电通量值均属于极低级别,说明制备的高性能混凝土具有优良的抗氯离子渗透性能。

氯盐结晶作用下掺合料对海工HPC性能的影响

通过6 mol/L的NaCl溶液半浸泡和干湿循环实验,对海洋环境氯盐结晶作用进行模拟,研究了氯盐结晶作用下矿物掺合料对海工HPC(高性能混凝土)性能的影响。结果表明:混凝土在氯盐结晶作用下,相对动弹模量和抗压强度后期均呈现下降趋势,其中干湿循环的盐结晶破坏作用最为严重;由于盐溶液毛细上升原因,混凝土在泛霜结晶区也产生明显的氯离子渗透。在28 d等抗压强度下,掺矿物掺合料明显有助于提高混凝土抗盐结晶破坏和抗氯离子渗透性能,其中干湿循环90次后的混凝土,氯离子渗透深度仅约为空白混凝土的2/5。通过微观分析发现,盐结晶破坏主要与混凝土中存在的大孔和毛细孔有关。

气泡特征对混凝土抗盐冻性能的影响

采用快冻法研究了普通混凝土(OPC)、引气混凝土(APC)和高性能混凝土(HPC)在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的抗盐冻性能,并借助低真空扫描电子显微镜(SEM)观测了水泥浆体中气泡特征,研究了混凝土气孔结构对混凝土抗盐冻性能的影响规律。结果表明:在水胶比0.50的OPC浆体中,引入直径小于30μm、间距小于60μm,且均匀、独立分布的密闭气泡可以显著提高OPC的抗盐冻性能;对于强度等级C40的HPC,气泡结构是影响混凝土抗盐冻性能的主要因素,掺加引气剂、获得优异的气泡结构是提高其抗盐冻性能的有效途径;对于掺硅粉的HPC,当水胶比小于0.31时,气泡结构特征不再是影响其抗盐冻性的主要因素,即使不添加引气剂,这种混凝土也具有较高的抗盐冻性能。

钢筋混凝土构件的抗盐冻性能研究

在质量浓度为3.5%的NaCl溶液中,采用快冻法研究普通混凝土(OPC)、引气混凝土(APC)和高性能混凝土(HPC)试验梁和混凝土试件的抗盐冻性能。结果表明,采用混凝土试件的抗盐冻实验结果并不能准确反映钢筋混凝土构件的性能特点。OPC的盐冻破坏源于其表面剥蚀,引气能够显著提高其抗盐冻破坏能力,掺加40%FA将显著地降低APC的抗盐冻性能,掺加10%硅灰将使APC试验梁在盐冻过程中出现表面宏观裂纹。综合分析指出,FA掺量为20%的C50粉煤灰引气HPC结构具有较理想的抗盐冻能力。

粉煤灰海工自密实高性能混凝土配合比参数的试验研究

为满足海洋环境下混凝土的施工要求,开展了粉煤灰海工自密实高性能混凝土配合比参数的试验研究。试验结果表明,掺入30%～40%粉煤灰、水胶比为0.35～0.37、用水量为170kg/m3的自密实混凝土具有较高的流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性,满足自密实混凝土的施工要求,且具有较高的抗压强度和抗氯盐侵蚀性能,满足海洋环境下抗氯盐侵蚀的耐久性要求。

粉煤灰海工自密实高性能混凝土的试验研究

为满足海洋环境下混凝土的施工要求,开展了粉煤灰海工自密实高性能混凝土的试验研究。结果表明,掺入30%～40%粉煤灰的自密实混凝土具有较高的流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等工作性,满足自密实混凝土的施工要求;且具有较高的抗压强度和抗氯盐侵蚀性能,满足海洋环境下抗氯盐侵蚀的耐久性要求。

法国铁路桥梁新技术——钢-超高性能混凝土预弯组合梁

在大跨度桥梁中应用预弯组合梁具有降低梁高、抗火性能及抗疲劳性能良好等特点,目前主要用于铁路桥,采用规格低于C50/60的混凝土。将超高性能混凝土（Very High Performance Concrete,简称VHPC）用于预弯组合梁中,可使梁的重量和截面实现最优化,徐变大幅度减少,预应力损失降低。

硅灰配制海工自密实高性能混凝土的研究

开展了复掺硅灰与矿渣粉海工自密实高性能混凝土的试验研究。试验结果表明,矿渣粉较大的海工自密实混凝土工作性较差,采用硅灰替代矿渣粉可改善海工自密实混凝土的工作性,在复掺硅灰和矿渣粉总掺量为70%,硅灰掺量5%的条件下,掺入55%~65%矿渣粉自密实混凝土具有较高的流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等工作性;28 d抗压强度大于50 MPa,56 d的电通量小于1 000 C,90 d扩散系数小于1.5×10-12m2/s,具有较高的抗压强度和抗氯盐侵蚀性能,满足海洋环境下抗氯盐侵蚀的质量要求。

复掺粉煤灰与石灰石粉海工自密实高性能混凝土试验研究

为满足海洋环境下高性能混凝土的施工要求,开展了复掺粉煤灰与石灰石粉海工自密实高性能混凝土的试验研究。试验结果表明,在复掺粉煤灰和石灰石粉掺量为40%的条件下,掺入10%～30%粉煤灰自密实混凝土具有较高的流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等工作性,满足自密实混凝土的施工要求;28 d抗压强度大于50 MPa,56 d的电通量小于1 000 C,90 d扩散系数小于1.5×10-12 m2/s,具有较高的抗压强度和抗氯盐侵蚀性能,满足海洋环境下抗氯盐侵蚀的耐久性要求。

石灰石粉海工自密实高性能混凝土研究

开展了复掺石灰石粉与矿渣粉海工自密实高性能混凝土的试验研究。结果表明,矿渣粉较大的海工自密实混凝土工作性较差,采用石灰石粉替代矿渣粉可改善海工自密实混凝土的工作性,在复掺石灰石粉和矿渣粉掺量为70%的条件下,掺入10%～30%石灰石粉自密实混凝土具有较高的流动性、填充性、间隙通过性和抗离析性等工作性;28d抗压强度大于50MPa,56d的电通量小于1000C,90d扩散系数小于1.5×10-12m2/s,满足海洋环境下抗氯盐侵蚀的技术要求。

太原市将强力推广高性能混凝土

2016年7月16日,记者从＂中旺伟业＂高性能混凝土应用技术研讨会上了解到,太原市将强力推行绿色生态的C60高性能混凝土。该混凝土是一种新的建筑材料,具有抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低等优点,可在高层建筑结构、大跨度桥梁以及某些特种结构中广泛应用。该混凝土所用的原材料,来自山西本地的粉煤灰和矿粉,同时掺加高性能减水剂,属于废物再利用,节能环保。目前,C60高性能混凝土已在部分工地应用。

GYH 复合技术配制高抗渗抗蚀混凝土的研究

通过测定氯离子扩散系数、孔结构、水抗渗系数及混凝土的部分性能和ＳＥＭ观察，研究了减水剂（Ｇ）－引气剂（Ｙ）－微细集料（Ｈ）复合添加技术对水泥净浆、砂浆和混凝土结构及性能的影响。结果表明：ＧＹＨ复合添加技术通过减水、引气和化学反应的协同作用，降低开口孔体积、阻断毛细孔、增加Ｃ－Ｓ－Ｈ凝胶和改善过渡区结构，从而大幅度提高材料的抗渗抗蚀性能，并有利于材料强度的提高。