高原干冷、干热环境下混凝土渗透性的试验研究

采用NEL快速试验方法，研究了水灰比、外加剂以及粉煤灰和硅粉两种矿物掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明：水灰比降低，虽可以降低混凝土氯离子渗透系数，但不能有效地提高混凝土抵抗氯离子渗透能力，掺入矿物掺合料可以有效解决这一问题。硅灰与粉煤灰复合双掺能改善混凝土的抗氯离子渗透性；综合考虑，少量的硅灰与粉煤灰复合双掺是配制具有极低氯离子扩散渗透性混凝土的重要技术途径；高性能混凝土（HPC）比普通混凝土（OPC）的抗渗透性能要好。     

掺合料水泥混凝土抗盐冻性能研究

耐久性是混凝土最重要的指标,耐久性的退化会直接影响结构的可靠性和安全性.当混凝土暴露于盐溶液和冻融环境下,会加剧混凝土的冻融破坏,混凝土表面将会产生剥落,同时动弹性模量会下降,严重影响混凝土构件的耐久性.通过对粉煤灰、矿渣粉和硅灰三种矿物掺合料对水泥混凝土力学性能、物理性能以及抗盐冻性能的研究表明,三种矿物掺合料的掺入均能改善混凝土抗氯离子渗透能力;粉煤灰的掺入会降低混凝土的强度及抗冻性能,而矿渣粉与硅灰的掺入会改善混凝土的抗压强度及抗冻性能,且小掺量的硅灰能够显著改善混凝土的物理、力学及抗冻能力.     

海洋环境下硅灰混凝土的抗冻性与氯离子扩散性

针对海洋环境条件,重点研究了硅灰混凝土的抗冻性和氯离子扩散性能的关系.试验分析了水胶比、硅灰等量替代水泥掺量大小、引气剂掺量等因素对混凝土抗冻性和氯离子扩散性能的影响,并与普通混凝土进行了对比.结果表明,掺加硅灰不能提高混凝土的抗冻性但可提高混凝土的抗氯离子渗透性;硅灰只有与引气剂共同使用,才能同时提高混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性能;硅灰掺量在10%左右对混凝土的抗冻和抗氯离子渗透综合性能影响存在一个最佳值.为评估混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性的综合性能,提出了新的评价方法--冻渗比(R值方法),并进行了试验验证.     

废弃石粉对普通混凝土耐久性能的影响

通过废弃石粉单掺以及分别与粉煤灰、矿渣粉复掺,研究废弃石粉对混凝土的收缩性能、抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀以及抗冻性能的影响. 研究表明：废弃石粉单掺掺量在10%以内,混凝土表现出良好的抗氯离子渗透性;单掺掺量控制在20%以内,混凝土抗冻性能良好,并在一定程度上提高混凝土抗收缩、抗硫酸盐侵蚀性能;复掺总量控制在30%以内时,混凝土各项耐久性能良好.     

掺矿物掺合料混凝土ASTM C1202测试指标的相关性

为了探讨掺矿物掺合料混凝土的ASTM C1202测试指标的相关性,采用ASTM C1202标准测试了分别掺有粉煤灰、矿渣、硅灰的混凝土28 d和91 d的初始电流、6 h电通量以及氯离子渗透深度;分析了6 h电通量和初始电流、氯离子渗透深度的关系以及矿物掺合料和龄期对这些关系的影响规律.分析结果表明:3种矿物掺合料均能不同程度地降低混凝土的6 h电通量、初始电流以及氯离子渗透深度;龄期基本不影响掺矿物掺合料混凝土6 h电通量与初始电流之间的相关性;龄期对掺矿物掺合料混凝土氯离子渗透深度与6 h电通量的相关性影响较大.可以考虑用初始电流作为评价指标建立掺矿物掺合料混凝土抗氯离子渗透性的评价标准;宜采用长龄期试件作为测试对象评价掺矿物掺合料混凝土抗氯离子渗透能力.     

低碱度磨细钢渣混凝土的性能研究

对掺入磨细电炉氧化钢渣的混凝土的抗压强度及抗渗性、抗冻性、抗碳化等耐久性能进行了研究。结果表明:低碱度电炉氧化钢渣具有一定反应活性,适量磨细钢渣掺入混凝土中对混凝土抗压强度以及耐久性能无显著影响,但掺量以不超过20%为宜;将磨细钢渣与磨细粉煤灰或矿渣混掺可以发挥复合效应,提高掺合料的活性,改善混凝土的性能。     

预加荷载作用下粉煤灰/硅灰纤维混凝土氯离子渗透性能研究

采取氯离子渗透性试验(NEL法)和微观扫描电镜(SEM)试验相结合的方法,研究未加载及施加不同应力水平轴压荷载时单掺聚丙烯纤维、单掺复合矿物质(粉煤灰/硅灰,质量比4∶1),以及混掺聚丙烯纤维和复合矿物质时混凝土中氯离子扩散系数,进而研究混掺聚丙烯纤维与复合矿物质混凝土抗氯离子渗透性能.研究表明:未加载时,混掺适量的复合矿物质与聚丙烯纤维,混凝土试块在微观结构上表现为骨料和水泥石间的密实性提高,裂纹数量和宽度明显减小;在宏观性能上表现为氯离子扩散系数降低,与单掺聚丙烯纤维和单掺复合矿物质相比,混凝土的抗氯离子渗透性有显著提高.混凝土的抗氯离子渗透性的最优配比是:混掺0.1%聚丙烯纤维和25%复合矿物质.加载条件下,氯离子扩散系数呈现先略微下降再上升趋势.在相同应力比下,混掺聚丙烯纤维和复合矿物质混凝土的氯离子扩散系数最小.     

氯盐、硫酸盐溶液长期腐蚀下混凝土组成的生态控制

为解决材料与腐蚀溶液的相适应性,用3.5%NaCl溶液、3.5%NaCl与5.0%Na2SO4两种不同的腐蚀溶液对掺有不同工业废渣的生态混凝土进行长期浸泡,测试矿物掺合料含量的变化对混凝土依时扩散系数的影响.以混凝土的服役寿命为目标,确定混凝土中矿物掺合料的最佳掺量.结果表明,材料的种类和掺量以及腐蚀溶液的变化对混凝土服役寿命具有非常显著的影响,矿物掺合料掺量可以用3次多项式进行材料参数的表征;在腐蚀溶液相同,且当掺量均为30%时,粉煤灰混凝土的抗氯离子能力好于矿粉混凝土的抗氯离子能力;在3.5%NaCl溶液中,选用30%粉煤灰混凝土抗氯离子侵蚀能力较好;在3.5%NaCl和5.0%Na2SO4复合溶液中,选用30%粉煤灰和20%矿粉复掺的混凝土更能使混凝土结构耐久.     

粉煤灰掺量对膨胀混凝土抗冻性和抗氯离子渗透性的影响

依托内蒙古上海庙镇±800kV换流站建设工程,试验研究了在相同水胶比条件下粉煤灰掺量对膨胀混凝土抗压强度、抗冻性(抗水冻和抗盐冻)、抗氯离子渗透性等性能的影响.结果表明:随着粉煤灰掺量的增大,混凝土28d抗压强度降低,抗冻性和抗氯离子渗透性等亦均变差,这主要应归因于在用水量、水胶比相同的条件下,粉煤灰掺量增大时,混凝土中因水泥用量减少而导致水化产物的数量减少、水泥石微观结构密实度下降;粉煤灰掺量20%的混凝土强度等级C35以上,抗冻等级F200以上,抗氯离子渗透性能亦较好.将这一配比的混凝土用于该换流站工程换流阀水冷系统中水池结构的建设,工程现场检测证实,混凝土各项性能均满足工程设计要求,制得的水池结构质量良好.     

再生骨料混凝土耐久性能影响因素研究

简单破碎再生骨料混凝土的需水量很大,导致混凝土的收缩大、氯离子渗透系数大、碳化速度快以及抗冻性差等弱点.骨料颗粒整形技术可以除去骨料表面粘附的水泥石,减少表面微裂缝使得再生骨料变得圆滑,显著降低需水量,混凝土的收缩性能、抗氯离子渗透性、抗碳化性能和抗冻性能均显著改善,改善了再生骨料混凝土的耐久性能.     

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.     

脱硫石膏对矿渣混凝土抗渗透性能的影响

研究了脱硫石膏对矿渣混凝土气体渗透和氯离子渗透性能的影响,为其在矿渣混凝土中的应用提供更多的理论依据.研究结果表明,脱硫石膏加入矿渣混凝土以后,矿渣混凝土在各龄期的抗压强度均有了一定程度的提高;掺有脱硫石膏的矿渣混凝土的气渗系数变小,抗氯离子渗透性能也得到改善.将脱硫石膏作为一种复合掺合料在矿渣混凝土中应用,有利于改善混凝土的抗渗透性能,增强耐久性,实现了2种工业副产品的资源化复合利用.     

Accelerated carbonation and leaching behavior of the slag from iron and steel making industry

Ground granulated blast furnace slag(GGBFS)and steelmaking slag have been used as a raw material for cement production or as an aggregate to make concrete,which contribute aluminum,calcium,iron,and silicon oxides.The suitability of the slag for a particular application depends on its reactivity,cost,availability,and its influence on the properties of the resulting concrete.For the interest of durability studying of concrete in the presence of slag,the accelerated carbonation products and leaching behavior of the slag and Portland cement(PC)were studied.The experimental results confirmed that the slag was more resistant to carbonation compared to PC.The carbonation degree of GGBFS reduced by 17.74%;and the carbonation degrees of steelmaking slags reduced by 9.51%-11.94%.Carbonation neutralized the alkaline nature of the hydrated pastes and gave rise to the redox potential of the leachate slightly(30-77 mV).The carbonation also increased the release of most of the elements presented,except for calcium,to the aqueous environment.It is concluded that blend cements(PC plus slag)have economical advantages and better durability compared to PC.     

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。     

冻融和碳化作用对混凝土氯离子侵蚀的影响

对4种不同配比混凝土先后进行冻融循环(0,50,150次)、加速碳化(0,1,2星期)和氯离子侵蚀,以研究冻融、碳化作用对混凝土氯离子侵蚀的影响.通过压汞法和选择电极法分别测定不同作用后混凝土的孔径分布和氯离子含量及其毛细吸收变化情况.结果表明:冻融循环增大混凝土孔隙率,作为混凝土损伤的动力源,为氯离子侵蚀创造更为有利的条件;冻融次数越多,造成的氯离子侵蚀越严重;碳化反应破坏混凝土基体原有的过滤机制,并促进Friedel盐分解,使氯离子含量增多;冻融与碳化均不同程度增大混凝土毛细吸水性能,两者共同作用较单独作用时的氯离子侵蚀严重得多.对混凝土结构进行耐久性设计和使用寿命预测时,必须考虑和引进冻融、碳化及其他因素的复合作用.     

高地温对混凝土氯离子渗透性能影响分析

混凝土的抗氯离子渗透性是混凝土耐久性的一个重要指标,影响到引水隧洞等工程的使用寿命。为获得高地温对混凝土氯离子扩散的影响规律,在电通量法获得不同养护温度条件下,混凝土的抗氯离子渗透实验结果的基础上,采用非线性氯离子吸附模型与温度耦合的数值计算方法,分析了不同温度梯度条件下混凝土氯离子扩散规律。结果表明:20～60℃混凝土抗氯离子渗透性能随温度升高而增强; 60～90℃抗氯离子渗透性能随温度升高而迅速降低;随时间的推移自由氯离子在混凝土中呈非线性扩散且深度不断增大,直至穿透混凝土。因此,进行氯离子在混凝土中的扩散分布研究,可以客观地预测混凝土的服役寿命。     

Different effects of fly ash and slag on anti-rebar corrosion ability of concrete with chloride ion

In this paper, we have studied the anti-rebar corrosion ability of high-strength concrete (HSC), which were made by one or two mixed fly ash and slag. The different effects of fly ash and slag on concrete anti-rebar corrosion ability were discussed in chloride ion-contaminated condition. The results indicate that the effects of slag on concrete anti-chloride ion penetration ability are more excellent than that of fly ash at the same content. When the content of fly ash is 10%, the corrosion-inhibition action is not obvious; when the content is higher than 25%, this effect is remarkable. Corrosion-inhibition action of slag is better than that of fly ash. Slag is not like fly ash that has obvious effect on anode curves Tafer slope, so its contribution to restraining rebar in concrete corrosion is the result of high concrete anti-chloride ion penetration ability and binding chloride ion. Their “superimposition effect” can be realized only at reasonable content and proportion condition. Biography: DING Qingjun (1962–), male, Professor, Ph.D., research direction: high-property concrete.     

混凝土海洋平台抗氯离子侵蚀耐久寿命预测试验研究

对不同水灰比及掺加粉煤灰、硅灰的高性能混凝土氯离子扩散系数进行了试验研究,并对高性能混凝土海洋平台结构抗氯离子侵蚀耐久寿命进行了预测和分析,结果表明在一定条件下,低水灰比和增加保护层厚度均可以提高混凝土结构抗氯离子侵蚀的耐久寿命.该结论为混凝土海洋平台结构的耐久性设计与评估提供了参考依据.     

不同水灰比混凝土的变形性能与氯离子渗透特性研究

设计了水灰比为0.30、0.35、0.40和0.45的4种混凝土,研究了最大压应力分别为40?y和80?y(fcy为抗压强度设计值),加载速度为5 kN/s,重复5次时的重复压应力作用下,混凝土轴向变形性能,以及重复压应力作用后混凝土的氯离子渗透性能,探讨了水灰比对混凝土的工作性能和氯离子渗透性的影响作用.