夏特水电站水工混凝土抗硫酸盐侵蚀耐久性试验研究

硫酸盐侵蚀是影响地下工程混凝土耐久性的一个重要因素.是对混凝土危害性最大的一种环境腐蚀效应.结合新疆克州夏特水电站地下水硫酸根离子超标,具有强腐蚀性的特点,以当地水泥厂生产的水泥和本地骨料为基础,通过采用普通水泥掺入一定比例的粉煤灰、比选外加剂、严格控制水灰比等工艺措施,按工程设计要求配制混凝土试件,应用混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验方法,设计单位开展了普通硅酸盐水泥代替抗硫酸盐水泥的混凝土抗硫酸盐侵蚀耐久性试验研究.研究结果表明:通过调整胶凝材料和混凝土配合比等措施,普通水泥配制的混凝土能满足设计抗硫酸盐性能的要求,根据施工预算分析,有望较大幅度节约工程建设投资.     

陶泥的活性评价及其对混凝土抗压强度的影响

通过活性试验对陶泥进行活性测试及评价,并将陶泥作为混凝土辅助胶凝材料,探讨了陶泥对混凝土抗压强度的影响.试验结果表明,陶泥具有反应活性,作为混凝土辅助胶凝材料能与混凝土中水泥水化产物Ca(OH)2发生二次水化反应;陶泥混凝土抗压强度与基准混凝土抗压强度随龄期发展规律相似;随着陶泥取代水泥量(质量分数)的增加,混凝土各龄期抗压强度呈下降趋势;陶泥取代水泥量不超过30%,混凝土强度等级可达到设计强度等级C30或C40;取代量相同时,陶泥混凝土与粉煤灰混凝土各龄期抗压强度比较接近.     

矿渣—粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料

通过优化配比组分、粒级设计和使用外加剂,制备出一种高掺量矿渣、粉煤灰且使用水泥熟料较少的矿渣--粉煤灰基高性能混凝土专用胶凝材料.研究了物料粉磨方式、石膏掺量、矿渣与粉煤灰的掺量及比例对复合高性能胶凝材料体系强度的影响,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)微观分析手段观察其微观结构和水化产物,阐明了复合胶凝材料活性与级配协同优化效应.复合胶凝材料胶砂水胶比为0.36时具有较好的流动度,胶砂试块养护28d抗压强度可以达到58.9MPa,抗折强度达到14.2MPa,并具有良好的抗硫酸盐侵蚀性能,配制的混凝土具有良好的抗碳化性能.     

含钢渣复合掺合料对混凝土耐久性的影响

研究了掺钢渣、矿渣和粉煤灰复合掺合料混凝土的碳化、氯离子渗透、碱集料反应、抗冻及绝热温升性能.结果表明:在同水胶比下,复合掺合料等量取代水泥后,混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能有明显提高,混凝土碱集料反应膨胀率显著降低,当复合掺合料用量超过50%,混凝土抗冻性有所降低.掺加复合掺合料可显著减小胶凝材料的水化热,以及混凝土的绝热温升值和温升速率.     

化学-机械耦合效应对铁尾矿粉胶凝活性的影响

采用CaSO_4·2H_2O为活化剂,粉磨2.0h的铁尾矿粉具有火山灰活性.当其掺量为0.5%时,7d、28d活性指数与抗折强度比为最大,最大程度激发了铁尾矿粉的胶凝活性.并采用红外光谱法与微量热法研究了活化机理,研究结论表明:在化学-机械耦合作用下,铁尾矿粉中无序物质增多;而且该铁尾矿粉的掺加促进了水泥铝相的二次水化,显著提高了胶凝活性.     

大掺量矿渣粉混凝土抗碳化性能的研究

研究了用50%和70%（质量分数）矿渣粉替代硅酸盐水泥对混凝土力学性能和抗碳化性能的影响,对混凝土的碳化方程(X=Ktb)进行回归分析。结果表明：矿渣粉掺量为50%时,其混凝土28d抗压强度甚至优于硅酸盐混凝土,但碳化深度和碳化系数K随着矿渣粉掺量的增加而增加,b值则呈下降趋势,且在同一胶凝材料的情况下,K值与强度负相关。     

纳米硅粉水泥土抗腐蚀性能研究

水泥土搅拌法处理近海软土时, 水泥土常处于腐蚀性环境中。系统研究掺入纳米硅粉的水泥土的抗腐蚀性能, 为水泥土抗腐蚀性能改良、近海区软土水泥土搅拌法加固提供依据。选取珠江三角洲典型的淤泥质粘土, 按天然含水量配制试验用土,加入掺入比为0%～4%的纳米硅粉配制水泥土试件, 在腐蚀性硫酸盐溶液和纯水中养护到不同龄期, 对其进行无侧限抗压强度对比试验, 得到了水泥土强度与纳米硅粉含量及腐蚀性养护环境关系的变化规律。主要结论是: 两种养护环境下, 纳米硅粉提高水泥土强度的长期效果比短期效果显著, 龄期90 d内纳米硅粉掺入比为2%的水泥土强度最大; 但龄期180 d时水泥土强度随纳米硅粉掺量的增加而增加; 硫酸盐腐蚀环境能加速纳米硅粉和水泥水化产物的二次水化反应, 大幅提高水泥土的强度, 纳米硅粉能显著提高水泥土的抗腐蚀性能; 龄期180 d时, 养护在硫酸盐溶液中纳米硅粉掺入比为2%～4%的水泥土, 强度比掺入比为0%的水泥土强度高(2～3)倍, 也比相同配比养护在纯水中水泥土强度高15%～20%。     

不同强度等级矿物掺合料混凝土的碳化性能

混凝土碳化是影响混凝土耐久性的重要因素之一。为探讨不同强度等级矿物掺合料混凝土的碳化情况,利用不同掺量的矿渣粉、硅灰和微珠等矿物掺合料等量取代水泥制备不同强度等级的混凝土试块,采用快速碳化试验方法测量不同强度试块的碳化深度并将其与对应标准养护试样做强度对比。结果表明:混凝土强度越高其抗碳化能力就越强,适量掺入矿物掺合料的混凝土抗碳化能力高于基准混凝土,混凝土被碳化会导致其抗压强度发展缓慢,并且碳化深度值越大抗压强度下降越明显。     

大掺量粉煤灰HPC高温下抗爆裂性及改善措施

针对工程中高性能混凝土(HPC)易爆裂问题,对100 mm×100 mm×100 mm和100 mm×100 mm×300 mm不同尺寸的HPC试件在20～650℃范围内进行抗爆裂性能对比研究.以普通混凝土为基准混凝土,考虑粉煤灰掺量和纤维、硅灰掺加对抗爆裂的影响,粉煤灰掺量分别为30%,40%和50%,胶凝材料中分别考虑不掺、单掺和复合掺加聚丙烯纤维和硅灰.试验结果表明,掺加聚丙烯纤维能够有效防止大掺量粉煤灰混凝土爆裂问题,但加入硅灰对其抗爆性能影响不大.借助SEM微观测试技术分析高温前后试件内部微观形貌结构,从本质上揭示高掺量粉煤灰混凝土易爆裂以及聚丙烯纤维改善大掺量粉煤灰HPC抗爆裂性能的机理.     

燃煤固硫灰渣混凝土路面材料研究

降低农村公路造价具有重要的现实意义,利用地方工业固体废弃物是一种途径.通过对燃煤固硫灰渣胶凝系统的试验研究,结果表明:燃煤固硫灰渣表面疏松和阴离子聚合度低的特征,使其具有显著的火山灰效应,可与碱、硫酸盐激发剂组成胶凝系统,其中固硫灰渣占70%以上;掺加水泥和增大硫酸盐激发剂掺量能显著改善系统早期性能,硫酸盐掺量宜大于1.5%;燃煤固硫灰渣混凝土具有较好的强度性能和材料韧性,在农村公路中应用具有现实可行性.     

机械活化对铁尾矿火山灰活性的影响

为了提高铁尾矿的火山灰活性，通过PSD，XRD，SEM等分析手段研究不同活化时间和球料比对铁尾矿砂浆活性指数的影响.实验结果表明:机械活化后的铁尾矿具有潜在的胶凝性能，其活性指数受活化时间及球料比(质量比)的影响较大，机械活化40min，球料比(质量比)9∶4和机械活化30min，球料比2∶1 的铁尾矿活性指数可满足火山灰混合材料的使用要求.机械活化后铁尾矿的强度受胶凝性能影响大于微填充作用，活化后的铁尾矿颗粒微级配均匀程度均小于未活化的铁尾矿.铁尾矿的掺入改变了水泥体系的碱度及水化产物的孔结构并使更多的CO₂进入砂浆内部，导致生成了更多的碳酸盐类产物.     

南疆硫酸盐渍土地区高性能混凝土抗侵蚀干湿循环试验研究

在矿物掺合料的掺量为30%情况下,分析粉煤灰、矿渣粉、水胶比对硫酸盐侵蚀性能的影响,结果表明:矿物掺合料能明显改善混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能;对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能改善效果方面,粉煤灰略优于矿渣粉;水胶比对混凝土抗硫酸盐侵蚀性的影响明显,水胶比越小,试件的抗压强度折损系数越高、质量损失率越小,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能越好;反之,水胶比越大,混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力越差。     

硫酸铵腐蚀环境下的混凝土碳化深度试验研究与应用

硫酸盐腐蚀是影响混凝土结构耐久性能的重要化学劣化因子之一。以赣南离子型稀土开采残留硫酸铵的环境问题为背景,通过实验室快速碳化试验研究硫酸铵溶液浓度对混凝土碳化深度的影响规律。结果表明:硫酸铵溶液浓度越大,相同强度等级的混凝土在相同碳化龄期的碳化深度与碳化速率越大。根据试验结果建立了硫酸铵腐蚀环境下混凝土碳化深度预测模型,对该环境下混凝土最小保护层厚度取值提出了建议。     

环保型裂缝修复材料对混凝土抗碳化性能的影响

混凝土碳化会导致混凝土中的钢筋脱钝,从而引起钢筋锈蚀,最终影响到混凝土结构的耐久性。该文对环保型裂缝修复材料处理试件进行了抗碳化性能试验。试验结果表明：相比普通混凝土试件,ECRM处理后试件的碳化深度减小,且混凝土碳化速率提前出现下降趋势,ECRM能有效增强混凝土的抗碳化能力。     

提高铁路混凝土在盐类结晶环境下的抗侵蚀能力研究

为提高铁路混凝土在盐类结晶环境下的抗侵蚀能力,以隧道衬砌部位混凝土为研究对象,考察了掺入不同加量的纳米SiO2和引气剂GEM对混凝土质量损失率、相对动弹性模量以及抗压强度耐蚀系数的影响。结果表明：在硫酸盐干湿循环实验条件下,纳米SiO2的加入能够有效降低混凝土试件的质量损失率,并使相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数得到提高,纳米SiO2可以有效提高铁路混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力,并且纳米SiO2的加量越大,效果越好。当SiO2的加量20kg/m3时,随着引气剂GEM加量的不断增大,混凝土试件的抗硫酸盐侵蚀能力进一步增强,当引气剂GEM的加量为0.05kg/m3时,混凝土试件在经过180次干湿循环后的质量损失率最小(仅为0.26%),相对动弹性模量(95.9%)和抗压强度耐蚀系数(0.919)最大。纳米SiO2和引气剂GEM的加入能够显著改善铁路混凝土在硫酸盐结晶环境下的抗侵蚀能力。     

Analysis of Sulfate Corrosion Resistance and Reliability of Recycled Concrete

In order to study the effect of different recycled fine aggregate and recycled coarse aggregate substitution rate on the sulfate resistance of recycled concrete under dry-wet cycle conditions, the substitution rate of recycled fine aggregate and recycled coarse aggregate was designed to be 0%/0%, 10%/0%, 0%/25%, 10%/25%, 0%/50% and 10%/50% of the six groups of mixture ratio. The mass loss rate and relative dynamic modulus of each group of test blocks were tested respectively and the optimal ratio was selected. The Wiener distribution probability method was used to establish the reliability function to optimize the remaining life of the ratio. The results show that the dynamic elastic modulus and mass show a trend of increasing first and then decreasing during the dry-wet cycles of sulfate. The recycled concrete has the strongest resistance to sulfate attack under the substitution rate of recycled fine aggregate and recycled coarse aggregate is 10% and 0%, and the test blocks will be damaged after being subjected to 182 times of dry-wet cycles of sulfate. The effect of recycled coarse aggregate on the sulfate attack resistance of the test block is more obvious than that of the recycled fine aggregate, which leads to the durability of the concrete being greatly reduced.     

复合助剂改性混凝土的碳化性能

采用正交试验方法,研究了水胶比、胶粉掺量、硅粉掺量以及消泡剂掺量对混凝土碳化性能的影响规律。结果表明:水胶比、胶粉掺量、硅粉掺量以及消泡剂掺量4个因素对混凝土的碳化性能影响的主次顺序是胶粉掺量最大,消泡剂掺量次之,水胶比第三,硅粉掺量最小;胶粉掺量对混凝土碳化的影响存在两个拐点,4%时混凝土的抗碳化性最差,8%时抗碳化性最好;随着消泡剂掺量的增加,碳化深度逐渐减小。最后,通过试验数据分析和查阅文献取值建立复合助剂改性混凝土的碳化模型,经游程检验,在显著性水平a=0.05下其相关关系显著。     

测试混凝土孔溶液的pH值研究混凝土的碳化性能

设计了单掺30%粉煤灰、单掺30%矿渣微粉、复掺粉煤灰和矿渣微粉总量为30%以及不加矿物掺合料的普通混凝土试件,运用混凝土孔溶液的表观pH值测试法对上述混凝土的碳化性能进行研究,并与酚酞溶液测试结果进行对比.研究表明,pH值测试法是一种能反映混凝土抗碳化能力的可靠测试方法.混凝土抗碳化能力越高,混凝土表层的pH值越大,该值在混凝土内部恒定时的深度越小.结合两种测试方法可将碳化混凝土内部分为完全碳化区、部分碳化区和未碳化区,两种测试方法得出的完全碳化区深度基本相等,部分碳化区深度约为完全碳化区深度的2倍.在钢筋混凝土抗碳化性能设计中,要求部分碳化区深度不允许超过混凝土保护层厚度更为科学.     

基于地基处理铁尾矿再生混凝土的工作性能与力学性能预测模型

为了充分二次开发铁尾矿和建筑废料在地基处理工程的价值,以铁尾矿再生混凝土的工作性能和力学性能为研究切入点,进行单因素试验。在此试验结果的基础上,进行二次正交组合试验设计,开展多因素交互作用下铁尾矿再生混凝土的坍落度试验和抗压强度试验。建立基于地基处理抗压强度和坍落度的预测模型,并采用SPSS软件对各因素显著性模型进行逐步回归分析,明确铁尾矿再生混凝土抗压强度和坍落度各因素影响的权重关系。研究结果表明:水灰比和附加水量对铁尾矿再生混凝土抗压强度起抑制性作用,铁尾矿掺量对抗压强度的影响呈现先降低后升高的趋势;同时铁尾矿再生混凝土的坍落度受铁尾矿掺量,水灰比和附加水量的影响较为明显;并且当铁尾矿掺量达到100%,附加用水量超过60%时,其坍落度不在控制范围之内。铁尾矿再生混凝土抗压强度影响因素的权重依次为水灰比x_2(2.613)、附加水量x_3(1.422)、x_2~2(1.171)、x_1~2(0.846)、铁尾矿掺量x_1(0.623)、铁尾矿与附加水量的交互作用x_1x_3(0.432);坍落度影响权重依次为:附加水量x_3(11.360)、水灰比x_2(6.482)、铁尾矿掺量x_1(5.106)、x_3~2(3.867)。     

Chloride resistance of Cr-bearing alloy steels in carbonated concrete pore solutions

The effect of carbonation on the chloride resistance of low-carbon steel and two Cr-bearing alloy steels in simulated concrete pore solutions was investigated. The chloride threshold values of steels were determined on the basis of corrosion potential(E_(corr)) and polarization resistance(R_p). Moreover, the chloride-induced corrosion behavior of steels was evaluated using electrochemical impedance spectroscopy, cyclic voltammetry, cathodic potentiodynamic polarization, and scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray spectroscopy measurements. Alloy steels have higher chloride resistance than low-carbon steel in carbonated and non-carbonated concrete pore solutions. The chloride resistance of alloy steels improves with increasing Cr content. In addition, the chloride resistance of all steels is negatively affected by the carbonation of concrete pore solution, especially for alloy steel with high Cr content in the presence of high chloride content.