长期浸泡环境下复合磷酸镁水泥耐硫酸盐侵蚀性能研究

为提高磷酸镁水泥(MPC)的耐水性和耐硫酸盐侵蚀性能以及降低施工成本,在MPC中掺入一定量的铁铝酸盐水泥(FAC)制备出新型MPC-FAC复合水泥。通过测试经历标准养护28 d,又分别在清水和5%Na_(2)SO_(4)溶液中浸泡不同龄期后的MPC-FAC砂浆试件的质量损失情况、抗压强度和抗折强度,与相同环境下的MPC砂浆试件进行比较,借助SEM-EDS分析长期浸泡的MPC和MPC-FAC砂浆的微观形貌和化学元素组成。研究结果表明,FAC质量分数为38%时MPC-FAC砂浆的质量损失率最小,抗压强度和抗折强度最高,耐水性和耐硫酸盐侵蚀性能最强;加入适量FAC使得MPC-FAC砂浆的密实性得到提高,显著提升了MPC-FAC砂浆的耐水性和耐硫酸盐侵蚀性。

掺矿渣粉水泥基材料抗干湿循环—硫酸盐侵蚀性能试验研究

为研究掺矿渣粉水泥基材料的抗干湿循环-硫酸盐侵蚀性能及作用机理,设计了3种矿渣粉掺量的水泥胶砂试件进行干湿循环-硫酸盐侵蚀试验,测定试件在不同侵蚀龄期下的抗蚀系数,观察其外观形态变化,并运用扫描电子显微镜观测其微观形貌。结果表明,干湿循环-硫酸盐侵蚀下,水泥基材料将受到钙矾石、石膏和十水硫酸盐晶体的叠加膨胀损伤,侵蚀破坏表现为试件抗蚀系数减小和出现剥落、砂集料外漏现象;因为矿渣粉的填充作用与火山灰效应大幅减缓了硫酸盐物理和化学侵蚀进程,所以掺矿渣粉能显著提高水泥基材料的抗干湿循环-硫酸盐侵蚀性能,其效果随着矿渣粉掺量的增加和水胶比的减小而增强。干旱区(新疆)在盐碱地中服役的混凝土结构,其水胶比宜小于0.40,矿渣粉掺量宜大于30%。将S75级矿渣粉应用于水工混凝土具有较好的实用性和经济性。

聚合物改性硫铝酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀性能

以苯乙烯和丙烯酸丁酯为主要原料,采用预乳化和半连续工艺合成了苯乙烯、丙烯酸丁酯共聚乳液(简称苯丙乳液),并掺入到硫铝酸盐水泥中制备了聚合物硫铝酸盐水泥.采用SEM-EDS,孔结构分析和抗硫酸盐侵蚀性能测试等手段,研究了引发剂用量、聚灰比对聚合物硫铝酸盐水泥耐久性的影响.结果表明:在3%(质量分数,下同)硫酸钠侵蚀溶液和水中,各试样表面都有不同程度的损坏,但在硫酸钠侵蚀溶液中损坏程度较小,且引发剂用量为0.5%时试样的损坏程度要比引发剂用量为0.4%时弱;引发剂用量为0.5%时各聚灰比试样的抗折强度均高于引发剂用量为0.4%时的试样,且在引发剂用量为0.5%,聚灰比为7.5%时,试样的抗折强度最高,即此时水泥硬化浆体的抗硫酸盐侵蚀性能最强;聚灰比为7.5%时试样的总孔隙率最低,聚灰比为5.0%时试样中无害孔所占比例最大.

大孔生态混凝土强度与抗硫酸盐侵蚀性能

为了降低成本和提高抗硫酸盐侵蚀性能,按总胶凝材料用量30%的取代量掺入粉煤灰和矿粉,通过调整细骨料用量来控制大孔混凝土的孔隙率,分别制备了孔隙率为15%、20%和25%的粉煤灰系列和矿粉系列大孔生态混凝土.研究了胶凝材料用量、水胶比和孔隙率对大孔生态混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀性能的影响规律.结果表明:大孔混凝土的强度随着胶凝材料用量的增加、水胶比的减小和孔隙率的降低呈线性缓慢地增大;大孔生态混凝土的硫酸盐侵蚀作用在内外同时发生,其抗硫酸盐侵蚀能力明显低于普通混凝土,但当矿物掺合料用量达胶凝材料总量30%时,60次干湿循环后的抗侵蚀系数大于100%.

锂渣粉对水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响

西部地区盐浸侵蚀严重,是混凝土建筑物老化病害的主要问题之一。锂渣粉是新疆规模化的固体工业废弃物,将其作为矿物掺合料使用一方面可以减少其排放和堆存量,另一方面锂渣粉也能有效改善水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。试验中采用GB/T 749—2008《水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法》进行,通过测试分析不同掺量锂渣粉对水泥基材料潜在膨胀性能和抗硫酸盐侵蚀性能的变化,并根据X衍射和扫描电镜分析,研究锂渣粉对水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响和机理。

冻融环境下纳米基础混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能

将纳米SiO_2和纳米CaCO_3掺入到普通基础混凝土中,通过室内盐冻循环试验,研究在冻融环境下纳米基础混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。试验结果表明,掺加纳米Si O2和纳米Ca CO3可以提高基础混凝土在冻融循环作用下的抗硫酸盐侵蚀性能。当纳米SiO_2和纳米CaCO_3掺量为2%时,基础混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能改善效果最好。

混凝土孔结构与抗硫酸盐侵蚀性能和强度关系的研究

通过压汞法、干湿循环腐蚀法分析不同类型混凝土孔结构与抗腐蚀性和强度的关系。试验结果表明:随着水胶比的降低,孔隙率降低,小孔增加,混凝土强度增大,对抗腐蚀性有利;与基准混凝土C40相比,在单掺矿物掺合料情况下,孔隙率降低,小孔增加,混凝土强度降低不明显,对抗腐蚀有利;引气剂增加了混凝土孔隙率及多害孔,混凝土强度有所降低,对混凝土抗腐蚀性不利;同时掺这两种物质时,虽增加了混凝土孔隙率,但可以使混凝土的孔径分布相对合理,混凝土强度有所降低,但对抗腐蚀性有利。

再生粗骨料旧砂浆附着率对混凝土硫酸盐侵蚀性能影响

采用不同再生骨料替代率及砂浆附着率的再生骨料制备C30混凝土,研究再生骨料旧砂浆附着率对混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀性能影响,并利用显微硬度计量化表征再生混凝土老骨料-新砂浆、老骨料-老砂浆及老砂浆-新砂浆界面过渡区显微硬度和界面过渡区宽度。结果表明,随着再生骨料旧砂浆附着率增加,混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀能力均呈下降趋势;再生混凝土中老砂浆-新砂浆界面过渡区抗硫酸盐侵蚀性能最优,老骨料-老砂浆界面次之,老骨料-新砂浆界面最差。

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。

大掺量矿渣水泥抗硫酸盐侵蚀性能测试方法研究

对通过化学激发自制的大掺量矿渣水泥的抗硫酸盐侵蚀性能进行评定:首先采用长期浸泡方法进行测定,评判指标为线膨胀率和抗折强度比,结果表明该矿渣水泥具有优异的抵抗高浓度硫酸盐侵蚀的性能;其次采用GB/T 749—2001规定的快速试验方法进行测定,测定结果与长期浸泡方法有异.采用改进的快速试验方法,并以线膨胀率差(掺石膏粉试体14 d线膨胀率-正常试体14d线膨胀率)来评定矿渣水泥的抗硫酸盐侵蚀性能,可避免矿渣水泥水化过程中微膨胀所带来的附加干扰,从而使其测试结果与长期浸泡方法相同.

掺氧化镁膨胀剂混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能研究

由于环境侵蚀,混凝土结构易开裂破坏,掺入适宜的外加剂可减轻其损伤劣化。本文研究了不同氧化镁膨胀剂掺量对混凝土抗侵蚀性能的影响,测试了混凝土经MgSO_(4)浸泡后的质量损失、强度变化,结合微观结构变化,评价了掺氧化镁膨胀剂混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明:硫酸盐长期浸泡环境下,混凝土试件的质量和力学性能均先增加后降低,掺入氧化镁膨胀剂以及降低硫酸盐溶液浓度都能降低硫酸盐的侵蚀速率;氧化镁膨胀剂的掺入一方面能够细化混凝土内部孔结构,降低硫酸盐的侵蚀损伤速率,延缓试件损伤开裂形成微裂纹;另一方面氧化镁膨胀剂填充了开裂后的微裂纹,阻断或减小了硫酸盐继续传输通道,从而抑制裂纹继续扩展。

复合纳米材料和复合掺合料对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

对比例不同的复合纳米材料30%~40%复合掺合料的胶砂、C40强度混凝土地性能展开研究,完成复配C40级别混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能实验,运用扫描电镜、差示扫描量热仪测试复配净浆试块,并对混凝土内以不同加入方式加入复合纳米材料进行讨论。实验结果:相较C40级别混凝土,经过将复合纳米材料、复合掺合料加入基准混凝土内,复配C40混凝土能够明显增强抗硫酸盐、氯离子的侵蚀能力,并且提高20%左右的抗压强度。复合纳米材料掺入至减水剂内,运用于混凝土所获成效较混凝土内掺入复合掺合料,能够获得更优化的应用效果,解决了纳米材料极易发生团聚问题,并且确定复合纳米材料掺入减水剂的用量,掺入量达减水剂总质量0.5%~1.0%。

风积沙自密实混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

为了探究风积沙自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,研究了不同侵蚀龄期下风积沙掺量对自密实混凝土的工作性、质量损失率、相对动弹性模量和耐蚀系数的影响。结果表明:随着风积沙取代率的增大,风积沙自密实混凝土拌和物的坍落扩展度呈先增大后减小的趋势;随着侵蚀龄期的延长,风积沙自密实混凝土的质量、相对动弹性模量和耐蚀系数均呈先增加后降低的趋势;适量掺入风积沙能有效改善自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,当侵蚀龄期为120 d时,60%风积沙取代率下的风积沙自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能最佳;风积沙自密实混凝土的耐蚀系数与相对动弹性模量和质量损失率均存在良好的线性关系。

再生微粉混凝土抗冻性及抗硫酸盐侵蚀性能研究

以28 d活性指数为85%的再生微粉按胶凝材料10%、20%、30%加入混凝土中,进行了再生微粉混凝土冻融循环试验及抗硫酸盐侵蚀性能研究。试验结果表明,再生微粉掺量低于20%时,掺量越高,混凝土的抗冻性能越好;通过SEM结果发现,混凝土冻融损坏是因水分子受冻膨胀导致钙矾石结晶裂缝和骨料与晶体间裂缝;再生微粉掺量越高混凝土抗硫酸盐侵蚀性能越低,且随着侵蚀时间的增加,该效果更加显著;EDS结果表明,干湿循环破坏的混凝土内部S元素急剧增加,形成的碳硫硅钙石膨胀导致混凝土内部产生结构裂缝是混凝土损伤的主要原因。

矿渣微粉提升硫铝酸盐水泥抗硫酸盐侵蚀性能

利用粒化高炉矿渣微粉、硫铝酸盐水泥和普通河砂配制水泥砂浆,研究不同掺量的矿渣微粉对硫铝酸盐水泥砂浆流动度、抗压强度及抗硫酸盐侵蚀性能的影响,主要包括砂浆在硫酸盐侵蚀溶液中强度变化、质量变化及水泥砂浆断面和表面损伤情况。结果表明:随着水泥砂浆中的矿渣微粉掺量增加,砂浆的流动度、抗压强度有不同程度的降低;干湿循环次数越多时,掺入一定量的矿渣微粉可提高水泥的抗硫酸盐侵蚀性能。

含气量对铁路混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响研究

含气量对混凝土性能的影响非常复杂。以铁路工程高性能混凝土桩基工程为例,通过调整引气剂掺量来控制混凝土中的含气量,测试了含气量对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响。结果表明在实际工作中应控制适宜的含气量。

高吸水树脂对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能提升机制

为了解决混凝土硫酸盐侵蚀破坏问题,文中将不同掺量高吸水树脂(简称SAP)掺入水泥砂浆中取代部分水泥,研究其对水泥砂浆工作性能、力学性能以及在干湿循环条件下抗硫酸盐侵蚀性能的影响,并通过硬化混凝土气泡间距系数分析仪研究不同掺量SAP对砂浆试块干湿循环15次、30次、60次后内部气泡数量的变化规律。研究表明,SAP可以显著降低水泥砂浆的流动度,当其掺量为0.3%时,有利于提高砂浆试块的后期强度,在干湿循环作用下,JS-0.3组水泥砂浆的质量损失最小,且可划分为四个主要阶段:下降段、快速上升段、缓慢上升段和持续平稳段,表明SAP具有抗硫酸盐侵蚀性能,其抗侵蚀作用效果顺序为:JS-0.3>J>JS-0.9>JS-0.6;此外,0.3%SAP可以起到内养护作用,后期释放水分促进水泥水化,生成的水化产物填充砂浆内部孔隙,提高砂浆密实度,增强了水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀性能,为今后研究混凝土抗硫酸盐侵蚀性能提供材料选择和技术依据。

碱矿渣混凝土与水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能研究

对比研究了碱矿渣(AAS)混凝土和普通硅酸盐水泥(OPC)混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。以硫酸钠和硫酸镁溶液为侵蚀介质,研究了AAS混凝土和OPC混凝土的质量损失、抗压强度和线性体积膨胀率,并采用压汞孔隙率分析仪(MIP)和扫描电子显微镜(SEM)表征了混凝土的微观结构。结果表明:相较于OPC混凝土,经硫酸盐侵蚀的AAS混凝土抗压强度较高,且质量损失率和线性体积膨胀率较小;相较于OPC,AAS的孔结构更致密,有助于抑制孔溶液的运输和SO_(4)^(2-)的侵蚀。因此,AAS混凝土表现出更优异的抗硫酸盐侵蚀性能。

磷酸基地聚合物抗硫酸盐侵蚀及耐高温性研究

为制得一种高耐久、低p H值且能够对裂隙和碎岩有效支护的密封/加固材料,以偏高岭土为前驱体原材料,磷酸和磷酸二氢铝(ADP)为激发剂制备了磷酸基地质聚合物。分析了地质聚合物试样的抗硫酸盐侵蚀性能,并检测不同温度煅烧后试样的抗压强度及相应物相和微观形貌的变化,以评价其耐高温性能。结果表明,磷酸基地质聚合物具有较好的抗硫酸盐侵蚀性,在10%硫酸钠溶液中浸泡不同龄期后抗压抗蚀系数均高于1.0。此外,地质聚合物具有良好的耐高温性能,经150℃煅烧1 h后,A100试样的抗压强度较煅烧前增加30.4%,经1 050℃煅烧1 h后不同组别试样的抗压强度仍保持在15 MPa以上。

肯尼亚硫酸盐侵蚀地区清水混凝土配制及性能研究

采用自然浸泡和硫酸盐干湿循环两种试验方法,研究了天然火山灰与粉煤灰掺配合比例和水胶比对清水高性能混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响。研究表明:水胶比与硫酸盐抗蚀系数负相关;同水胶比条件下,天然火山灰与粉煤灰分别按照20%与10%的比例等质量取代水泥时抗硫酸盐侵蚀性能最佳。