非均匀碱-硅酸反应下RC梁长期膨胀特征研究

碱-硅酸反应(ASR)能够产生膨胀应力,引起混凝土膨胀、开裂甚至破坏,而钢筋会对碱-硅酸反应引起的膨胀产生抑制作用,但目前仅用材料试验无法对钢筋的约束作用进行评估。围绕钢筋的约束作用,以钢筋混凝土(RC)梁为研究对象,采用加速ASR反应试验,研究了34个月内不同碱溶液浸泡区域和深度下RC梁的膨胀特性。进一步分析了钢筋对混凝土碱-硅酸反应膨胀的约束机理。结果表明:当浸泡位置和浸泡深度不同时,RC梁结构表现出不同的膨胀特征,直接浸入碱溶液的部位膨胀率较大,钢筋周围的膨胀率明显降低。钢筋能够对膨胀产生直接和间接两种约束作用。研究成果可为ASR反应损伤后钢筋混凝土的结构力学性能评估提供参考。

硅灰类型对碱集料反应的影响及机理分析

采用快速砂浆棒法研究了原状硅灰和增密硅灰对活性骨料碱集料反应(AAR)的影响,采用岩相法分析了增密硅灰发生反应后的形貌及膨胀开裂现象。结果表明:原状硅灰可以明显地抑制活性骨料发生AAR,增密硅灰则会加剧碱硅酸反应(ASR);原状硅灰颗粒微小,在砂浆中分散均匀,主要发生火山灰反应,消耗砂浆孔溶液中的碱,降低孔溶液的pH值,且形成的低钙硅比C-S-H凝胶还能进一步捕捉体系中的碱,从而抑制发生AAR;增密硅灰中的部分颗粒难以在砂浆搅拌过程中充分破碎和分散,会与碱发生ASR而非火山灰反应,形成的ASR凝胶吸水膨胀,加剧了活性骨料的AAR和膨胀。

粉煤灰抑制集料碱硅酸反应的有效性评估

可靠地评价粉煤灰抑制ASR的有效性是工程中使用粉煤灰预防ASR的关键所在。可从粉煤灰抑制ASR的能力、抑制ASR膨胀的程度以及抑制ASR膨胀的工程安全性等3个方面对掺粉煤灰抑制ASR的有效性进行评估。评估结果表明,掺20%的粉煤灰可以有效抑制活性集料ASR的膨胀。

粉煤灰与LiOH的复合对碱硅酸反应的影响

将粉煤灰与LiOH复合,研究了其对碱硅酸反应(ASR)的影响。结果显示,复合使用对ASR的抑制效果比单独使用粉煤灰或LiOH更加明显。在满足有效抑制碱硅酸反应的前提下,粉煤灰与LiOH复合使用可以显著降低粉煤灰和LiOH各自的掺加量。

碱-硅酸反应和硫酸盐侵蚀复合作用下的混凝土耐久性

碱-硅酸反应(ASR)和硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的两个重要因素。目前,对于单一因素作用下混凝土劣化过程的研究已有诸多报道,但关于混凝土在碱-硅酸反应和硫酸盐侵蚀复合作用下的损伤失效过程及机理研究却很少。本文介绍了近年来国内外在碱-硅酸反应和硫酸盐侵蚀方面的研究现状,主要阐述了它们各自的膨胀机理和抑制措施。在对Grattan等人试验中得到的膨胀数据、X射线衍射图和扫描电子显微镜图进行分析的基础上,讨论了混凝土在这两种因素复合作用下可能出现的膨胀值变化和强度变化,并提出有效的抑制措施。

碱-硅酸反应对钢筋-混凝土粘结强度的影响及计算模型修正

为研究碱-硅酸反应(ASR)过程中体积膨胀率对钢筋-混凝土粘结强度的量化影响规律,采用碱溶液浸泡方法对3种钢筋直径的混凝土拉拔试件实现了不同程度的ASR劣化,通过测量混凝土的膨胀量并完成相应的拉拔试验,得到膨胀率对钢筋-混凝土粘结性能的量化影响结果,进而将混凝土膨胀率作为损伤因子,建立其与混凝土抗压强度的量化关联,并修正了已有的钢筋-混凝土粘结强度计算模型。结果表明,碱溶液浸泡条件下混凝土试件的膨胀率随时间先呈线性增加,约90d后逐渐收敛;钢筋-混凝土粘结强度随膨胀率的增加呈先增后减的趋势,当膨胀率为0.054%时,粘结强度增加至峰值点,强度增幅达23.58%;修正后的钢筋—混凝土粘结强度计算模型的粘结强度计算值与试验值基本吻合。

碱-硅反应产物的微观形貌特征研究

选取4种具有代表性的活性硅质岩石,在80℃,1 mol/L NaOH溶液中浸泡7 d和14 d,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS),对其碱-硅反应(ASR)产物的微观形貌性状和组成进行深入研究。通过ASR产物与混凝土芯样中的水泥水化产物的对比分析,确定了ASR产物的典型微观形貌,为准确诊断混凝土ASR的发生提供了重要的科学依据。

Al_2O_3对碱硅酸反应的影响

采用分析纯A l2O3和烧铝矾土,以玻璃砂为活性骨料,通过测定砂浆棒的膨胀率及用能谱仪分析砂浆棒中C-S-H凝胶的组成,研究了A l2O3对碱硅酸反应的影响,并分析了其机理。结果显示,A l2O3对碱硅酸反应也有较好的抑制作用。其机理可能为A l3+对C-S-H中Si4+的取代作用加强了C-S-H对碱的结合能力。

沸石在抑制碱硅酸反应中的作用

通过测定沸石的离子交换量随时间的变化、沸石的水化程度及沸石对孔溶液中碱含量的影响,分析和讨论了沸石在抑制碱硅酸反应中的作用。结果显示,沸石的离子交换能力在最初的10min最强,2h时达到总交换量的约80%,约在2d时趋于平衡;当沸石取代水泥30%,在6个月龄期时,沸石的反应程度约为40%￣50%;沸石通过降低可溶性碱量或有效碱量来抑制碱硅酸反应膨胀;当沸石达到一定掺量以上时,沸石中的碱并不影响其对碱硅酸反应的抑制作用。

微平面模型模拟ASR作用下混凝土力学行为

为了准确模拟发生碱-硅酸反应(ASR)的混凝土结构的复杂受力行为,在最新一代微平面理论的基础上,提出适于分析ASR作用下混凝土力学行为的微平面模型.修改了微平面应力边界和法向模量表达式,引入应力效应函数来模拟应力对ASR膨胀应变的影响.开发相应的动力显式算法,完成了该算法在有限元程序ABAQUS中的集成.对ASR作用下的混凝土试件力学性能和变形试验进行模拟可知,计算值与试验值吻合良好,验证了该模型的有效性.

煤矸石抑制水泥石碱硅酸反应研究

煤矸石目前已成为占用耕地、环境污染的源头之一,开发利用煤矸石具有重大的社会效益和经济效益。采用ASTM C1260试验方法,研究了不同掺量活化煤矸石在不同养护条件对不同活性集料的砂浆试件的ASR抑制效果。试验表明:活化煤矸石可以有效抑制混凝土的碱硅酸反应,其30%掺量的抑制效果明显优于20%掺量的,采用蒸气养护方法的测试结果更能反映煤矸石抑制ASR的真实效果。

粉煤灰抑制ASR的机理分析

文章通过研究混凝土界面过渡区的结构与组成来分析粉煤灰抑制ASR的机理。外加KOH条件下内掺粉煤灰取代部分水泥制作混凝土试件,在标准条件下养护28 d,用砂浆棒方法测定了混凝土的膨胀率,用扫描电子显微镜(SEM)观察界面过渡区的形貌;用能谱分析(EDXA)测定了C-S-H凝胶的化学组成。结果显示,粉煤灰的掺入对ASR有较好的抑制效果。粉煤灰与Ca(OH)2及水泥熟料水化生成的高Ca/Si比的C-S-H凝胶发生二次火山灰反应,消耗了大量的Ca(HO)2,同时生成大量低Ca/Si比的C-S-H凝胶,提高了对孔溶液中Na+和K+的吸收,降低了孔溶液中碱的质量浓度,从而起到抑制ASR的作用。

基于混凝土骨料碱活性试验研究

本文旨在探讨混凝土骨料的碱活性问题,通过一系列科学试验与分析,评估不同来源骨料对混凝土长期性能的潜在影响。研究选取了多种骨料样本,采用标准的碱硅反应(ASR)试验方法,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等先进检测技术,系统地分析了骨料的矿物成分、微观结构变化及膨胀特性。试验结果揭示了特定类型骨料在碱性环境中的活性反应程度,为预防混凝土结构因碱骨料反应导致的开裂与耐久性降低提供了理论依据和实践指导,以期为相关人员提供借鉴和参考。

几种混合材抑制集料ASR有效性试验研究

依据骨料碱活性检验"砂浆棒快速法",研究了粉煤灰、火山灰和磨细矿渣三种混合材对ASR的抑制,结果表明:三种混合材抑制效能依次为粉煤灰>火山灰>磨细矿渣;混合材抑制ASR的敏感掺量范围分别为粉煤灰10%～30%、火山灰15%～40%、磨细矿渣20%～50%;若以28d龄期试件长度膨胀率小于0.1%作为抑制有效性评价标准,则粉煤灰、火山灰和磨细矿渣的最低掺量分别约为20%、35%和45%。

硅质及铝质材料对碱硅酸反应长期膨胀性影响的对比

采用快速砂浆棒法,通过延长养护时间,研究了硅灰、粉煤灰和Al2O3对碱硅酸反应(ASR)长期膨胀性的影响。结果表明:适量的硅灰在14d内能有效抑制ASR,但在更长龄期时是无效的;适量的Al2O3不仅在短期内能有效抑制ASR,而且在更长龄期时也是有效的。说明富含Al2O3的物质对ASR的长期抑制效果比硅质材料好。

铝离子对碱-硅酸反应膨胀的阻止作用研究

制备了已经发生碱-硅反应(ASR)并已膨胀的砂浆试件,将其在Al(NO_3)_3溶液中浸泡一段时间后,再次放入80℃、1 mol/L的NaOH溶液中养护。研究了Al^(3+)对试件膨胀的阻止作用,并利用SEM和EDS分析了浆体与骨料交界面处产物的形貌及化学成分。结果表明:Al^(3+)对正在发生的ASR膨胀有明显的阻止效果,其机理可能是Al^(3+)使碱-硅酸凝胶向沸石类矿物转化。

粉煤灰抑制骨料碱活性反应的有效性研究

结合工程实际,采用ASTM法,砂浆棒快速法、砂浆长度法及混凝土棱柱体法抑制试验,对粉煤灰抑制碱硅酸反应(ASR)的有效性进行了试验研究,并结合试验成果对粉煤灰抑制机理和抑制试验的方法进行了分析和讨论。

试件尺寸对碱-硅反应膨胀值测试结果的影响

采用砂浆棒法和混凝土棱柱体法试验研究了不同试件尺寸对高碱-硅反应活性的破碎玻璃骨料的ASR膨胀值的影响,对常规的砂浆棒法和混凝土棱柱体法适宜采用的试件尺寸进行了初步探讨,认为试件的横截面尺寸是影响ASR膨胀结果的关键,在湿气养护条件下进行测试时,应优先考虑选用横截面积较大的试件。

碱硅酸反应和氯盐腐蚀双因素作用下混凝土损伤规律

本文以动弹性模量和膨胀率为损伤参量,主要研究了在碱硅酸反应(ASR)和氯盐腐蚀的双重破坏因素作用下,混凝土的损伤规律及特点。

混凝土输水管道中不可忽视的碱——集料反应

本文讨论在混凝土输水管道中水泥、混合材、化学外加剂、拌合水、集料以及环境中的碱含量对混凝土碱——集料反应膨胀的影响,引起输水管道爆管,降低其使用寿命,提出减少由于碱——集料反应导致的破坏的一些对策和在实际生产中应注意的一些措施。