养护龄期对混凝土氯离子扩散系数时间依赖性的影响

利用自然浸泡试验,研究了不同养护龄期的矿渣混凝土在不同暴露时间下的氯离子表观扩散系数,分析了养护龄期对氯离子表观扩散系数的影响.将表观扩散系数看作暴露时间内即时扩散系数的积分平均值,将得到的表观扩散系数转换为即时扩散系数,推导出养护龄期与即时扩散系数时间依赖性常数的关系.结果表明,混凝土中氯离子表观扩散系数随着养护龄期的增加而减小,且减小幅度逐渐减缓;养护龄期与表观扩散系数成幂函数关系.即时扩散系数的时间依赖性常数随着养护龄期的增加而增加,且增加幅度逐渐减小;即时扩散系数时间依赖性常数与养护龄期符合平方根关系.     

纳米偏高岭土砂浆氯离子渗透性的试验研究

为研究不同水胶比(0.4、0.5、0.6)、养护方式(水养护、饱和Ca(OH)2溶液养护、水与饱和Ca(OH)2溶液交替养护)、矿物掺合料(矿粉、粉煤灰、凹凸棒粘土)对纳米偏高岭土砂浆氯离子渗透性的影响,采用正交试验设计9组纳米偏高岭土砂浆配合比,分析其对纳米偏高岭土砂浆物理性能(电阻率、孔隙率)、力学性能(抗折强度、抗压强度)、氯离子渗透性的影响规律;探讨纳米偏高岭土砂浆氯离子渗透性与其电阻率、孔隙率之间的关系。研究结果表明,水胶比是影响纳米偏高岭土砂浆电阻率、孔隙率的重要因素;矿物掺合料是影响纳米偏高岭土砂浆抗折强度、抗压强度、氯离子扩散系数的重要因素,掺30%粉煤灰、3%凹凸棒粘土时纳米偏高岭土砂浆氯离子扩散系数较掺30%矿粉的分别提高2.74倍、3.43倍;养护龄期为28 d时,纳米偏高岭土砂浆氯离子扩散系数与电阻率、气孔含量分别呈反比、正比关系。     

碳化与盐雾共同作用下的混凝土氯离子扩散性能

为了探明海洋大气环境下混凝土氯离子侵蚀规律,从氯离子质量分数、氯离子扩散系数、混凝土孔隙结构3个方面讨论了碳化对混凝土氯离子扩散性能的影响.研究结果表明:碳化减缓了混凝土内部氯离子质量分数的衰减,增加了混凝土内部的自由氯离子质量分数,对混凝土的抗氯离子侵蚀性能造成了不利影响.当混凝土水胶比较大时或是掺加粉煤灰后,碳化引起氯离子质量分数增大的现象较为显著;碳化反应虽然造成了混凝土总孔隙率的下降,但会使临界孔径和最可几孔径增大,孔隙连通性提高,因而造成混凝土氯离子扩散系数的增大.     

干湿交替作用下氯离子在开裂混凝土中的输运规律

为了获得干湿交替作用下氯离子在开裂混凝土内的侵蚀规律,采用双重孔隙介质模型,考虑氯离子在混凝土孔隙内的线性结合,将水分和氯离子在混凝土和裂缝内的迁移分别表示为扩散形式和对流-扩散形式,得出不同饱和度下的水分扩散方程和氯离子对流-扩散方程,以及Rayleigh-Ritz分布下相应的水分扩散系数随孔隙饱和度的变化规律,并采用有限单元法计算干湿交替作用下的水分和氯离子在一规则开裂混凝土内的迁移过程,得出的干燥与湿润过程中的氯离子侵蚀结果与试验结果较吻合.模拟结果表明:在干湿交替作用下,裂缝深度对超出裂缝部分的氯离子影响较大,而裂缝宽度、循环周期、初始饱和度对混凝土和裂缝中的氯离子浓度影响较小.     

养护方式对混凝土表层渗透性的影响

为了探讨混凝土获得良好的表层抗氯离子渗透性对早期湿养护时间的需求,设置了4种不同的养护方法,将一直湿养护条件下的混凝土表层氯离子扩散系数与抗压强度进行关联,研究了养护方法对不同强度等级的混凝土表层氯离子渗透性的影响规律。研究结果显示:混凝土的表层氯离子渗透性比抗压强度和本体氯离子渗透性对湿养护时间的敏感性更高,缩短湿养护时间会明显降低混凝土的表层抗氯离子渗透性;高强混凝土的表层氯离子渗透性对湿养护时间长短的敏感性比中等强度等级和低强度等级混凝土的表层氯离子渗透性略低;为使混凝土获得良好的表层抗氯离子渗透性,需保证混凝土有足够的(14d以上)湿养护时间。     

碳纤维混凝土的导电性及其影响因素分析

以碳纤维作为导电基元材料,并利用羧甲基纤维素钠（CMC）对碳纤维表面进行改性,制备了一种导电性能良好的碳纤维导电混凝土．通过SEM微观测试,评价了所制备的导电混凝土中碳纤维的分散性,并分析了纤维体积掺量、水胶比、养护龄期对碳纤维混凝土导电性能的影响．结果表明,CMC能够明显改善碳纤维在混凝土中的分散性;水胶比和纤维掺量是影响碳纤维混凝土导电性能的主要因素,当混凝土的水胶比为0．6、碳纤维体积率0．62％时,所制备的碳纤维混凝土电阻率小于0．20Ω·m,满足电网工程中接地降阻技术的要求．     

预应力混凝土结构的氯离子二维扩散理论

针对无限大的扩散介质,以综合考虑氯离子结合能力、氯离子扩散系数的时间依赖性和环境温湿度影响的实际预应力混凝土氯离子方程为基础,分别在常数和幂函数边界条件下,推导出二维氯离子扩散理论的齐次模型.同时根据常数边界条件,模拟氯离子在二维的扩散行为,满足实际的边界条件,模拟值与试验值吻合良好.通过试验发现氯离子扩散在相邻两个表面非稳步同时进行的特点,并且分别探讨了水胶比与应力水平对预应力混凝土结构氯离子扩散的影响.     

基于正交试验的混凝土电通量非线性预测模型

为分析多因素对混凝土抗氯离子性能的影响,基于正交试验设计和ASTM C1202试验方法对掺粉煤灰和矿渣的混凝土的抗氯离子渗透性能进行试验和分析,研究了不同水平下水胶比、粉煤灰掺量、矿渣掺量、砂率等试验因素对混凝土电通量的影响,并基于各试验因素与混凝土电通量的相关关系,研究建立了混凝土电通量非线性预测模型.研究结果表明,水胶比、粉煤灰掺量、矿渣掺量对混凝土电通量的影响较大,基于水胶比、粉煤灰掺量、矿渣掺量的混凝土电通量非线性预测模型的计算结果与试验值吻合较好,可以用于实际工程混凝土电通量的预测.     

考虑再生粗骨料随机分布的混凝土氯离子扩散细观数值模拟

考虑粗骨料分布的随机性及氯离子结合的非线性对氯离子扩散性的影响,对再生混凝土中氯离子扩散进行数值建模与细观仿真分析,并将数值模拟结果与已有试验数据进行对比;通过改变老硬化砂浆扩散系数、新硬化砂浆扩散系数、老界面过渡区扩散系数及浸泡时间,对比研究了不同情况下再生混凝土中氯离子的扩散特性.结果表明:数值模拟结果与试验结果接近;再生混凝土中氯离子沿扩散深度方向呈波浪式下降;随着扩散系数的增大及浸泡时间的增长,氯离子扩散速度加快;随着再生粗骨料取代率的增加,氯离子扩散速度也增加;相同扩散深度处,不同随机骨料模型中氯离子含量最大值接近,说明所采用的随机骨料模型模拟结果具有较好的稳定性.     

试验方法及碳化对混凝土氯离子扩散系数的影响

为了研究现场氯离子扩散系数测试方法Permit法的可靠性及碳化的影响,对比分析了自然浸泡法、RCM法和Permit法对强度为35～80 MPa混凝土的氯离子扩散系数测试结果的影响规律及碳化对3种方法的影响.分析结果表明:3种方法测试结果的变化规律基本相似,其中Permit法测得的氯离子扩散系数最低,且与RCM法规律更相...     

锂渣混凝土的氯离子渗透性能与活性评价

了解锂渣对混凝土性能的影响是利用锂渣的关键。为此设计了3个常用水胶比、4个掺量共12组,成型混凝土抗压和氯离子渗透试件。探讨大掺量锂渣对混凝土力学性能、氯离子渗透性能的影响,并评价其活性。试验结果表明:锂渣掺量在20%以内时,混凝土早期强度虽较空白混凝土要低,但龄期超过28 d时,抗压强度比空白混凝土高,氯离子渗透系数较空白混凝土要低。掺量大于20%时,高水胶比混凝土力学性能降低幅度较显著,氯离子渗透系数也向不利的方向发展,但都在10-12m2/s数量级。掺量从0%增加至60%时,活性因子呈先增大后降低的趋势,掺量为20%时,其活性因子最大。随着养护龄期的延长,特别是28 d后锂渣参与二次水化,混凝土的密实度得以提高,力学性能和氯离子渗透性能在一定程度上得到了改善。     

废弃纤维再生混凝土的氯离子抗渗性能

采用氯化钠溶液长期浸泡即自然扩散法,对掺入不同纤维体积和不同纤维长度的废弃纤维再生混凝土的抗渗性能进行试验研究。结果表明,当纤维长度为19 mm,体积分数为0.16%时,废弃纤维再生混凝土的氯离子的表观扩散系数最小为2.342 45,抗渗性能最好。     

PVA纤维水泥砂浆氯离子扩散性研究

为研究PVA(聚乙烯醇)纤维掺量对不同龄期水泥砂浆氯离子扩散性能的影响规律,采用了快速氯离子迁移系数法(RCM),研究了PVA纤维水泥砂浆(7种配合比)抗氯离子渗透性能。分析了PVA纤维掺量与水泥砂浆孔隙率、电阻率的指标的关系,基于热传递方程建立氯离子扩散过程理论模型。结果表明,PVA纤维对水泥砂浆氯离子扩散系数有显著影响,改变了水泥砂浆的孔隙结构。28 d龄期,2%纤维掺量试件氯离子扩散系数和毛细孔率比不掺纤维试件分别降低24.1%和50.2%;PVA纤维水泥砂浆氯离子扩散系数与电阻率二者具有良好的线性负相关关系;PVA纤维掺量与水泥砂浆毛细孔率、气孔含量、电阻率之间有很好的相关性;桥面板中氯离子浓度与扩散系数成指数关系。     

碳化对混凝土中氯离子扩散的影响

混凝土与静浆快速碳化0,14,28d后浸泡到3.5% NaCl溶液中650d,测试了混凝土不同深度的自由氯离子、总氯离子含量,计算出混凝土的表观氯离子扩散系数和氯离子结合能力;采用压汞法测试了不同腐蚀制度下静浆表层的孔结构,利用DSC分析了静浆的腐蚀产物.结果表明:混凝土碳化后浸泡到腐蚀溶液中,增加了混凝土中的氯离子含量,提高了混凝土表观氯离子扩散系数,降低了混凝土对氯离子的结合能力;且随碳化时间的增加,变化幅度变大.快速碳化粗化了混凝土的孔结构,其大于30nm的毛细孔数量增加了11%,最可几孔径增加了17nm;降低了混凝土中Friedel'S生成量,以及混凝土对氯离子的化学结合能力.     

混凝土中氯离子扩散纳米通道紧缩性和曲折性影响的分子动力学模拟

结合宏观和微观模型研究了混凝土中纳米通道紧缩性和曲折性对氯离子扩散系数的影响.采用分子动力学方法模拟了氯离子在纳米通道中的输运过程,给出了紧缩性和曲折性影响输运过程的微观机理,结合宏观Fick定律统计分析了模拟结果,得出了紧缩性和曲折性对氯离子扩散系数的影响程度.结果表明,通道壁面结合氯离子影响孔隙液中的粒子分布,使得壁面附近形成吸附自由氯离子的正电层,降低了氯离子的扩散速度;结合氯离子浓度越大,氯离子扩散系数越小.同时,通道壁面原子作用势影响孔隙液中粒子的分布,在壁面附近形成有序的粒子层;通道宽度越大,氯离子扩散系数越大.曲折的通道会强制改变氯离子的输运方向,降低氯离子的扩散系数.     

PVA-纤维素混杂纤维混凝土电阻率和氯离子扩散系数试验研究

设计了强度等级为C30、C40、C50的PVA-纤维素混杂纤维混凝土,开展了纤维混凝土电阻率和氯离子扩散试验,研究了随着强度等级、龄期、纤维掺量的变化对混杂纤维混凝土的影响,建立了混杂纤维混凝土电阻率和氯离子扩散系数之间的相关关系.研究表明,PVA和纤维素混杂纤维混凝土的性能优于单掺和不掺纤维的混凝土,PVA和纤维素的合理掺量分别为1.2 kg/m~3和0.9 kg/m~3;混杂纤维混凝土的氯离子扩散系数随着强度等级和龄期的增大而减小,电阻率随着强度等级和龄期的增大而增大,氯离子扩散系数和电阻率的回归关系符合Nernst-Einstein方程.     

海洋生物膜对混凝土耐久性影响

为研究海洋生物群落附着在混凝土表面形成生物膜对混凝土耐久性能的影响,设置对照实验组,制作标准试块,放置在相应海洋环境中进行侵蚀,分阶段取出试块进行实验,检测混凝土碳化深度,氯离子侵蚀深度以及混凝土扩散系数三个参数,其中将有活性的生物膜,无活性的生物膜及无生物膜试块的混凝土氯离子扩散系数进行对比。有活性的海洋生物膜对混凝土碳化及氯离子侵蚀起到一定的抑制作用。为桥梁养护提供新的方法建议。采用MATLAB较好的拟合有生物膜与无生物膜扩散系数的关系,以便基于现有氯离子扩散系数模型推测有生物膜的氯离子扩散模型。     

砂胶比、水胶比和钢纤维掺量对RPC性能的影响

在确定了胶凝材料各组分间的最佳比例和各级别砂的最佳比例后,采用正交试验,研究了不同砂胶比、水胶比、钢纤维掺量对RPC流动度、强度以及氯离子扩散系数的影响.结果表明,随砂胶比的增大,RPC的流动度减小,抗折、抗压强度减小,氯离子扩散系数减小.随水胶比的增大,RPC的流动度增大,抗折强度增大,氯离子扩散系数增大,但抗压强度...     

基于正交试验的赤泥-煤系偏高岭土地聚合物混凝土力学性能研究

【目的】为实现建材行业碳减排和固废资源化利用的目标。【方法】以赤泥和煤系偏高岭土为原料制备地聚合物混凝土，采用正交试验方法研究了4种因素对其力学性能的影响。【结果】方差分析表明，水胶比对赤泥-煤系偏高岭土地聚合物混凝土强度有显著影响，其次是N₂O/H₂O,养护条件和骨胶比的影响较小。根据试验结果，建立了地聚合物混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度的数学模型，方程拟合效果良好。进一步分析得到了地聚合物混凝土的优选配比，养护28 d的立方体试件抗压强度和劈裂抗拉强度分别为43.6 MPa和2.87 MPa.借助低场核磁共振测试对不同水胶比的地聚合物混凝土孔隙结构进行了表征，发现地聚合物混凝土内部以微孔为主，可蒸发的自由水含量增加使得孔隙率增大，孔隙结构粗化，宏观上表现为材料强度的降低。本研究可为地聚合物混凝土的推广与工程应用提供一定的理论指导。     

碳化程度对混凝土中氯离子扩散系数的影响

为研究碳化程度对混凝土中氯离子扩散系数的影响,通过室内混凝土快速碳化试验获得不同碳化程度的混凝土试块,再结合氯离子快速渗透试验,计算各混凝土试块的氯离子扩散系数.试验结果表明:完全碳化试件与部分碳化试件的氯离子扩散系数未见明显差别;而完全未碳化试件的氯离子扩散系数最大,与已碳化试件有明显差距.混凝土的碳化会降低氯离子的扩散系数;碳化使混凝土的孔隙率降低、密实度提高,一定程度上阻止了氯离子向混凝土内部扩散,完全碳化试件的氯离子扩散系数约为未碳化试件的1/2左右.利用pH计对部分碳化试件进行了测试,结果表明方法可行.