碳化作用对海砂混凝土中钢筋锈蚀的影响研究

海砂混凝土与河砂混凝土由于氯离子含量不同从而在性能方面产生了不同的差异。本文研究了海砂混凝土的碳化及其与氯离子的共同作用对钢筋锈蚀的影响,通过试验得到在不同氯离子含量和CO_(2)浓度下的碳化深度发展规律,以及在不同钢筋类别和氯离子浓度下的混凝土钢筋碳化前后腐蚀电位的变化情况,并分析了碳化与氯离子的共同作用原理。结果表明:氯离子对混凝土的碳化反应起到一定的抑制作用;在碳化与氯离子的共同作用下,会对混凝土中钢筋的锈蚀产生一定的不利影响。

考虑碳化作用的水工混凝土耐久性研究

水工混凝土在自然界中可能受到碳化侵蚀,碳化后混凝土体积收缩,严重者甚至产生裂缝,混凝土开裂会造成混凝土内部钢筋锈蚀从而进一步加剧裂缝,最终导致水工混凝土结构破坏,极大的影响着水工混凝土的耐久性。笔者通过配制不同配合比水工混凝土试件进行碳化试验,得到不同水灰比和不同减水剂掺量的水工混凝土在4 d、7 d、14 d、28 d龄期的碳化深度结果,并对碳化试验结果进行分析,通过分析碳化深度的变化趋势,为考虑碳化作用下合理设计水工混凝土水灰比及减水剂掺量提供研究数据,进一步为碳化作用下水工混凝土寿命预测提供了研究基础。

碳化作用对再生混凝土界面显微结构的影响

目的研究碳化作用对再生混凝土界面过渡区显微硬度及宽度的影响,从微观层面揭示碳化反应对再生混凝土的作用机理.方法通过显微硬度仪来测量碳化前后再生混凝土多重界面的显微硬度.结果强度等级相同的再生混凝土,经28 d碳化后,老骨料-新浆体界面处显微硬度值增大,界面过渡区宽度不同程度减小;老浆体-新浆体界面的显微硬度有所增大,过渡区宽度略有减小;老骨料-老浆体界面显微硬度的影响规律与老骨料-新浆体界面显微硬度的影响规律基本一致.结论碳化反应能够提高再生混凝土中水泥浆体和界面过渡区的密实程度和显微硬度;强度等级相同的再生混凝土,界面孔隙率的大小以及碳化作用对老骨料-新浆体界面的影响最大,其次是老骨料-老浆体界面,对老浆体-新浆体界面的影响最小.

盐湖地区干燥气候和碳化作用对混凝土强度和耐久性的影响

研究了干燥气候和碳化作用对混凝土力学性能和耐久性的影响规律。结果表明,在30%RH和50%RH条件下的养护,不仅降低了混凝土的力学性能,而且严重降低了其抗冻性和抗卤水冻蚀性,碳化作用显著改善了混凝土的抗卤水冻蚀性。干燥环境养护混凝土的冻融寿命只有标准养护的12%～24%,在内蒙古盐湖卤水中,其腐蚀—冻融寿命仅达到标准养护的31%～76%。当混凝土碳化以后,其腐蚀—冻融寿命比碳化前延长了7～18倍。

碳化作用对镁质胶凝材料微观结构演变过程的影响

为揭示碳化作用对镁质胶凝材料微观结构演变过程的影响,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和压力试验机,对室内养护5 a龄期的镁质胶凝材料净浆试样和30 a龄期的镁质胶凝材料房梁试样进行分析。结果表明,碳化作用对镁质胶凝材料的微观形貌和物相组成影响较大。空气中的二氧化碳由表及里渗入镁质胶凝材料中,在二氧化碳渗入的过程中引起镁质胶凝材料微观形貌和物相组成的变化。镁质胶凝材料的微观形貌主要由针棒状、多孔状向块状转变,物相由5·1·8[5Mg(OH)_(2)·MgCl_(2)·8H_(2)O]相经2·1·1·6[2MgCO_(3)·Mg(OH)_(2)·MgCl_(2)·6H_(2)O]相最终转化为稳定的水菱镁矿和菱镁矿。由于碳化作用,镁质胶凝材料5 a龄期的抗压强度相比1 a龄期下降了22.1 MPa。因此,需要采用隔离方法处理镁质胶凝材料,以减少其碳化作用,延长其使用年限。

冻融循环对粉煤灰混凝土碳化作用影响研究

隧道喷射混凝土衬砌结构往往只认为受到冻融循环作用或者碳化作用,二者相互独立。在实际过程中,二者是相互影响的。通过粉煤灰混凝土未做任何作用下碳化试验和经过50次冻融循环作用下碳化试验,得出不同掺量粉煤灰在这两种模式下碳化深度随龄期变化规律。采用线性回归和二次多项式拟合手段建立碳化深度与龄期模型关系,为软岩隧道喷射粉煤灰混凝土衬砌耐久性评价提供了理论依据。

碳化作用对水泥固化/稳定化铅污染土渗透特性的影响

采用人工配制铅污染土的方法制备不同水泥掺量和不同铅浓度的土样,开展碳化前后水泥固化/稳定化铅污染土的渗透试验,并分析试样的宏观渗透系数和微观孔隙结构之间的内在联系。研究结果表明,水泥掺量增加会降低试样的渗透系数;水泥掺量为7.5%时,碳化作用下渗透系数提高;水泥掺量为15%时,碳化作用下渗透系数降低。铅浓度越高,试样的渗透系数越高,而碳化作用又会增大试样的渗透系数。水泥掺量增加会显著降低试样的孔隙率;碳化作用使得试样中孔径小于0.1μm的孔隙增多,大于0.1μm的孔隙减少。

具有防碳化作用界面剂的配制研究

在水泥净浆的基础上添加减水剂、减缩剂、膨胀剂等外加剂,以及掺入粉煤灰、硅灰、混合掺合料(粉煤灰+硅灰)等成分配制出多种界面剂,然后在人工快速碳化条件下,系统研究了涂抹界面剂混凝土试块的碳化深度变化规律,确定了防碳化效果最好的三种界面剂配制方案。

碳化作用下再生保温混凝土内部钢筋锈蚀程度分析

考察了在碳化作用下再生保温混凝土(RATIC)内部钢筋的锈蚀程度。设计了3组再生保温钢筋混凝土构件。在3组试件分别经过28、56、90 d的碳化作用之后,分别对其劈裂面喷涂酚酞试剂研究其碳化深度;之后在无损的状态下采用半电位法测量分析试件内部钢筋的腐蚀区域所占百分比;最后用盐酸洗涤试件内部钢筋,计算钢筋失重率,定量的分析试件内部钢筋受腐蚀情况。研究结果表明:随着碳化龄期的增长,RATIC的碳化深度也逐渐加深,当碳化深度超过保护层厚度的时候,钢筋附近混凝土p H值下降,锈蚀速度也逐渐加快;RATIC试件内部钢筋的腐蚀活动所占区域也随着碳化龄期的增长而不断增大,但试件内部钢筋的质量失重率较低,受腐蚀程度较浅。即RATIC对试件内部钢筋有着较好的保护作用。

养护方式对混凝土碳化作用的影响

为研究使用不同养护方式对混凝土碳化速度的影响进行了快速试验,本文对其结果予以论述.制作了混凝土棱柱体试件,并将其置于水中和/或空气中养护不同龄期后,放入一个不断充满二氧化碳气体的箱内.切下棱柱体薄片,并用酚酞溶液喷洒,以测定碳化深度.结果表明,当水养护时间增长时,混凝土碳化速度降低.在水中养护28天的棱柱体的碳化速度,仅为在空气中养护相同龄期的17%.

碳化作用对PVA-ECC防护涂层的影响

试验选用硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥两个系列6组配比,测定6组配比的碳化深度、抗压强度、抗折强度、断裂能等性能指标,探讨碳化作用对PVA-ECC防护涂层的影响。结果表明,硅酸盐水泥系列中,随粉煤灰掺量的增加,PVA-ECC的抗碳化能力逐渐下降,抗折、抗压强度下降,而断裂能逐渐上升。硫铝酸盐水泥系列中,随胶粉掺量的增长,PVA-ECC的抗碳化能力逐渐下降,抗压强度下降,而抗折强度、断裂能均逐渐上升。最终,硅酸盐水泥系列中,选定粉煤灰掺量为35%的配比为最佳的抗碳化配比。硫铝酸盐水泥系列中,选定未掺胶粉的配比为最佳的抗碳化配比。

冻融循环及碳化作用下混凝土细观结构试验研究

本试验为了研究冻融和碳化共同作用对混凝土细观结构的影响,采用了RapidAir 457型硬化混凝土气孔结构分析仪对混凝土试样进行检测,具体包括评估混凝土抗冻性的内部含气量及气泡间距;为了连续观测混凝土结构中具有代表性的孔隙,选用精度较高的金相显微镜。试验结果表明,混凝土结构内部气孔结构越小,混凝土抵抗冻融的能力越强。随着冻融次数的不断增加,混凝土内部会逐渐形成较大的贯通裂缝,细观结构试验结果与宏观试验所观察到的结果相符,本试验具有说服性。

碳化作用下改良膨胀土物理力学性质及微观结构特征试验研究

采用室内加速碳化试验对石灰和碱渣改良膨胀土进行碳化处理,并通过无侧限抗压强度试验、X射线衍射以及热重分析等一系列试验对碳化后试样的物理力学性质及微观结构特征进行研究。结果表明:掺入的石灰和碱渣后,试样黏粒含量减少,膨胀性降低,无侧限抗压强度增大,改良效果显著。但碳化作用下,石灰改良膨胀土黏粒含量增多,孔隙尺寸增加,自由膨胀率增大,无侧限抗压强度降低;碱渣改良膨胀土黏粒含量、孔隙尺寸、自由膨胀率及无侧限强度变化均与石灰改良土变化规律相反。碳化前后改良膨胀土宏、微观性质演变规律均表明碳化作用对其有不利的影响。

混凝土耐久性概述及碳化作用下性能劣化规律研究

混凝土结构已普遍应用于工程建筑中,自上世纪80年代以来,其耐久性问题逐渐成为热点研究对象,混凝土结构在各种环境下的劣化规律和寿命预测问题也引起了学术界的高度重视。其中,碳化作用在各类既有混凝土结构的环境中,具有高度的普遍性,研究碳化作用对于混凝土耐久性的影响具有非常重要的工程意义。本文在已有学术成果的基础上,阐述了混凝土的碳化作用机理,通过试验结果总结了14d短期碳化龄期内混凝土材料力学性能和物理性能的劣化规律。另外,依据现有标准方法,对某项目单元结构寿命进行了耐久性等级模拟评定,并建立了相对计算方法较为简单地裕度系数模型。

光斑期间人参叶片的碳同化作用和光合效率(简报)

未诱导的人参叶片碳同化和光合效率在间断光斑下呈持续增加,并达到稳态光合状态。叶片光合碳同化随光斑持续时间的增加而增加,但光合效率下降。光斑持续时间越短,光量子密度越大,光合效率越高。与强光下叶片相比,弱光下生长的叶片在光斑期间的光合效率大些。

基于扩散路径映射的混凝土碳化细观模拟方法

对碳化作用细观求解方法进行梳理改进,利用传输和反应过程状态变化的路径依赖特点,规避了传统方法大规模矩阵求解,提出了基于扩散路径映射的碳化细观模拟方法。方法基于Dijkstra路径算法对界面层影响进行修正,建立水泥浆体扩散路径算法,得到环境表面到水泥浆体的最短路径网络;通过水泥浆体代理模型,模拟水化反应、碳化反应以及材料孔隙率变化的耦合碳化过程,得到关键指标(氢氧化钙浓度)沿扩散路径的时变分布;最终依据相同的扩散路径长度进行结果映射,实现碳化作用中关键物质浓度随时间空间分布的高效精准预测。通过材料试验对比校验,扩散路径映射方法模拟结果能够准确反应混凝土碳化深度范围;与传统偏微分求解方法对比,扩散路径映射方法能够在细观尺度精准模拟关键物质空间分布情况,且求解效率提升20倍以上,存储空间需求降低为偏微分求解的2%以内。

碳化-盐冻作用下风积沙混凝土损伤劣化机理及寿命预测

为评估风积沙混凝土碳化-盐冻作用后的耐久性能,以质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度为指标,分析碳化作用对风积沙混凝土抗冻性能的影响,通过扫描电镜(SEM)与核磁共振(NMR)技术分析碳化-盐冻后其内部结构和孔结构变化特征,采用Wiener随机过程概率分布预测碳化作用后风积沙混凝土盐冻循环寿命.结果表明:碳化作用提高了混凝土强度,且使得盐冻循环作用下质量损失率增加,相对动弹性模量下降;无害孔与有害孔的比值反应了混凝土内部结构损伤特征;相对动弹性模量对混凝土盐冻环境最敏感,碳化28 d混凝土经受372次盐冻循环后完全失效.

碳化—干湿循环作用下风积沙混凝土氯离子传输试验研究

我国西北地区有大量盐湖分布,加之冬季除冰盐的使用,使这种环境下混凝土工程的气液交换区经常受到干湿循环和碳化的双重作用,这部分混凝土比一般环境下的混凝土更容易发生钢筋锈蚀。进行了风积沙混凝土在干湿循环和碳化作用下氯离子侵蚀试验研究,通过分析自由氯离子含量和分布规律、氯离子扩散系数以及时间依赖性与碳化时间的关系,深入研究了风积沙混凝土在碳化和干湿循环作用下氯离子的传输规律。结果表明:碳化作用阻碍了氯离子向内部的迁移速度,且碳化时间越长氯离子扩散系数越小,对混凝土抗氯离子侵蚀起到了积极作用;干湿循环作用前期加速了氯离子侵入,中后期由于形成的盐结晶填充了孔隙,增大了混凝土的密实度,阻碍了氯离子继续向内侵蚀,但结晶应力产生的裂缝却使表层氯离子含量增加。

不同性能再生骨料的CO_(2)强化及其碳化率分析

“双碳”背景下,为了加强建筑废弃物的资源利用和减少CO_(2)气体的排放,利用CO_(2)强化再生骨料成为主要的措施之一,但CO_(2)强化不同成分组成和粒径的再生骨料研究相对匮乏。在常温、常压条件下,利用非纯浓度约20%的CO_(2)分别与不同成分组成和粒径的再生骨料进行碳化作用,并定量表征CO_(2)强化前后的表观密度、含水率、吸水率和碳化率等参数。结果表明,再生骨料碳化作用后表观密度相对增加,而吸水率和含水率明显降低,与水灰比呈正比;CO_(2)强化再生骨料的碳化率随再生骨料的水灰比增加而增加,但粒径影响更为显著,粒径越小,碳化率越高,碳化效果好。

超重力碳分反应沉淀法制备分散性纳米氢氧化铝

研究了用螺旋通道型旋转床超重力碳分法在不同工艺条件下分别制备出了纳米氢氧化铝和纳米纤维状拟薄水铝石,所用原料为NaAlO2-CO2。分析了氢氧化铝纳米颗粒间形成团聚的机理,在沉淀过程中添加表面活性剂和采用异丁醇共沸蒸馏干燥工艺,有效地防止了粉体的团聚。用透射电镜、Brunauer-Emmett-Teller法对产品进行了分析表征。结果表明:用超重力碳分法可以制得纤维状的超细拟薄水铝石,其孔容为2.41ml/g,比表面积为351.6m2/g,平均孔径为28.4nm,粒径为5～10nm。焙烧后可得到孔容高达1.48ml/g,粒径约为10nm的纤维状氧化铝粉末。