碱矿渣混凝土基本力学性能试验研究

以水玻璃和Na OH作为激发剂,矿渣微粉作为胶凝材料,硫铝酸钙氧化钙膨胀剂作为掺合料,制备碱矿渣混凝土基本力学性能试验标准试件,开展其立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、弯拉强度、弹性模量和泊松比基本力学性能试验研究.结果表明:碱矿渣混凝土表现出良好的早强性能,SEM微观分析显示骨料与浆体界面间未见明显过渡区,膨胀剂的掺入可以提高碱矿渣混凝土的早期(1 d、3 d)强度,降低后期(28 d)强度;同强度等级的碱矿渣混凝土的抗拉韧性要优于普通硅酸盐混凝土,弯拉强度、弹性模量和泊松比与普通硅酸盐混凝土相当;膨胀剂的掺入对弯拉强度有较大幅度的降低;已有弹性模量各建议计算式计算结果中与试验值最为接近的为中国规范.     

碱矿渣混凝土强度及流动性研究

矿渣主要是一种填充料或者代替部分硅酸盐水泥熟料加工成矿渣水泥,同时也是碱激发水泥的重要材料.通过改变粉煤灰、水玻璃、偏高岭土、硅灰以及石灰的掺量,评价其对碱矿渣混凝土和易性及立方体抗压强度的影响.试验结果表明:粉煤灰及水玻璃的掺入能够改善碱矿渣混凝土的和易性,其中粉煤灰改善效果更为显著,硅灰、石灰以及偏高岭土的掺入会降低碱矿渣混凝土和易性;粉煤灰、石灰及偏高岭土的掺入会降低碱矿渣混凝土28 d抗压强度,其中偏高岭土对强度影响最为显著,水玻璃、硅灰的掺入能够增强碱矿渣混凝土28 d抗压强度,其中水玻璃对强度的改善效果较为显著.     

掺矿渣微粉砂浆和混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能

通过实验研究了水胶比和矿渣微粉掺量对砂浆抗硫酸盐侵蚀能力的影响，并进一步研究了掺加矿渣微粉对混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响．结果表明：普通磨细矿渣微粉只有在掺量大于65％(质量分数，下同)时，才能提高砂浆的抗硫酸盐侵蚀能力；而含激发剂的矿渣微粉掺量在50％以下时，便可提高砂浆的抗硫酸盐侵蚀能力；掺加65％的普通磨细矿渣微粉或者掺加50％的含激发剂的矿渣微粉，均能提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力．     

碱矿渣混凝土动态压缩性能试验及数值模拟研究

为研究碱矿渣混凝土(AASC)材料的动态压缩性能及损伤破坏机理,以应变率(39 s~(-1)、57 s~(-1)、75 s~(-1))为变量,开展了动态压缩性能试验;并对试验结果进行分析,获得三种应变率条件下该材料的应力-应变关系曲线。曲线分析显示其峰值应力和应变均随应变率的提高而增大,表明AASC属于应变率敏感材料。采用HJC本构模型开展动态压缩数值模拟,结果显示应力-应变关系曲线数值模拟结果与试验结果较为吻合,其累积损伤破坏过程是由中心向外围逐渐破坏。     

混凝土在硫酸盐溶液中的腐蚀模型

混凝土在硫酸盐溶液中的腐蚀破坏是一种常见的混凝土破坏形式,研究混凝土抗硫酸盐腐蚀破坏对于混凝土工程具有重要意义。混凝土在硫酸盐溶液中受腐蚀的过程是一个循序渐进的过程,这个过程包括固液界面的表面吸附、硫酸盐溶液的扩散过程以及硫酸盐在混凝土试件内部的化学反应和物理结晶等物理化学过程。研究表明:可以采用Fick第二扩散定律来描述硫酸盐在混凝土中的扩散过程;硫酸盐溶液中,混凝土试件的固液相界面处发生物理吸附和化学吸附,并存在表面化学反应。     

膨胀剂掺量对自密实混凝土抗渗性的影响

通过实验研究了不同膨胀剂掺量对自密实混凝土抗渗性能的影响,同时以混凝土180天内的干缩值及变形＂落差＂作为辅助指标,确定了膨胀剂的最佳掺量。     

钢管碱激发矿渣混凝土柱偏压性能试验研究

为研究钢管碱激发矿渣混凝土新型材料组合结构柱的偏压力学性能,以膨胀剂掺量及偏心率为变量,制作了4根钢管碱激发矿渣混凝土中长柱,并对其进行偏压力学性能试验研究.研究结果表明:钢管碱激发矿渣混凝土中长柱的偏压破坏过程可分为线弹性阶段、非线弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段和破坏阶段5个阶段;相同偏心率条件下,膨胀剂的掺入可延长钢管碱激发矿渣混凝土柱的弹性工作阶段,提高其偏压极限承载力;相同膨胀剂掺量条件下,随着偏心率增加,钢管碱激发矿渣混凝土柱的弹性工作阶段缩短,其极限承载力呈非线性降低趋势,应变和侧向挠度随偏心率增加;套箍效应系数v等于0.275可作为本次试验构件弹性工作阶段和弹塑性工作阶段的界限值.     

冻融循环作用下碱激发矿渣浆体孔结构变化试验研究

为了探究在不同冻融环境下碱矿渣浆体孔结构的演化规律,采用硅酸钠激发矿渣粉制成碱矿渣试样(水胶比为0.4和0.5),分别以碱溶液和去离子水为冻融介质进行冻融试验.采用氮气吸附法和压汞法研究了不同冻融水环境下碱矿渣浆体孔结构的演变情况,采用了X射线荧光光谱分析研究了离子的浸出作用.结果表明,冻融循环作用主要使碱激发矿渣浆体产生了空间狭窄而具有较大表面积的孔隙,即裂隙孔和微裂缝等,主要分布在2～10 nm范围内.以碱溶液为冻融介质的试样的抗冻性明显优于以去离子水为冻融介质的试样,碱溶液对碱激发矿渣具有养护作用;以去离子水为冻融介质的试样因内外高浓度差而会产生离子浸出作用,进而破坏了孔溶液环境,产生了更大程度的冻融损伤.     

碱矿渣-粘土复合胶凝材料抗硫酸盐及酸侵蚀性研究

放射性废物固化材料的耐蚀性直接影响废物固化体的安全性。研究了新型放射性废物固化材料———碱矿渣—粘土复合胶凝材料(AASCM)在SO42-离子浓度为202.50 mg.L-1Na2SO4、MgSO4溶液及pH值为3.60的CH3COOH-CH3COONa溶液中的侵蚀性能。结果表明,在Na2SO4溶液浸泡后,硅酸盐水泥(PC)样品的表面生成物为CaSO4.2H2O和三硫型水化硫铝酸钙(AFt),而AASCM、碱矿渣水泥(AASC)的表面生成物仅检测出CaSO4.2H2O相;在MgSO4溶液中浸泡后,其表面生成物除分别产生上述相应生成物之外,还有纤维状产物。AASCM中的富铝组分未导致AFt的形成。AASCM具有较硅酸盐水泥好的抗硫酸盐及酸侵蚀性能,与碱矿渣水泥相当。     

碱矿渣混凝土受压应力-应变关系试验研究

为研究碱矿渣混凝土的受压应力-应变关系,分别制作单轴受压混凝土棱柱体标准试件和钢管约束条件钢管混凝土试件,开展单轴受压条件和钢管约束条件下碱矿渣混凝土受压应力-应变关系试验.结果表明:单轴受压条件下,碱矿渣混凝土立方体强度和棱柱体强度关系仍可采用现行规范建议式表示,采用无量纲两段式应力-应变关系模型拟合的单轴受压应力-应变关系与试验曲线结果吻合良好;钢管约束条件下,碱矿渣混凝土极限强度和极限应变均较单轴条件下有了明显提高,表明钢管约束作用能够较好地提高核心混凝土的强度和韧性性能;采用已有钢管约束核心混凝土应力-应变关系模型拟合的应力-应变关系曲线与试验曲线吻合较好.结果表明:现有普通混凝土应力-应变关系模型对单轴受压条件和钢管约束条件下碱矿渣混凝土仍然适用.     

高强页岩陶粒配制沥青陶粒混凝土的试验研究

采用高强碎石型页岩陶粒取代沥青混凝土中的普通石料进行骨料及沥青混合料的系统试验,配制出密度较小(1 896 kg.cm-3)、马歇尔稳定度及车辙试验结果满足设计要求、可用于桥面铺装的沥青陶粒混凝土,并进行了试生产和10 m长路段路面的现场试验.3年后的观测表明,沥青陶粒混凝土路面状况良好,可有效减轻铺装层的荷载20%以上.该试验结果具有实际应用的参考意义.     

碱-矿渣水泥浆体的碳化过程研究

针对碱-矿渣水泥水化产物中不存在Ca(OH)2且碳化比较严重的现象,选择水玻璃和NaOH作碱组分,采用X-射线衍射仪和可变真空扫描电子电镜研究了碱-矿渣水泥浆体的碳化产物和微观形貌,结合氮吸附方法分析了碳化对碱-矿渣水泥浆体孔结构的影响.结果表明:碱-矿渣水泥浆体的碳化是CO2直接和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶发生作用的结果,碳化后生成的碳酸钙主要以方解石的形式存在;碳化后,C-S-H凝胶的Ca与Si原子比降低,浆体的比表面积增大,平均孔径降低,而累积孔体积的变化情况和碱组分有关.     

碱磷渣胶凝材料硬化浆体及其与骨料界面结构

为研究碱磷渣胶凝材料的高强机理,用扫描电子显微镜研究了碱磷渣胶凝材料硬化浆体结构及其与骨料界面的结构,用压汞法研究了硬化浆体孔结构,并与硅酸盐水泥浆体的结构进行了对比.结果表明,与硅酸盐水泥浆体相比,碱磷渣胶凝材料浆体结构非常致密,孔隙率很低,孔径细小,浆体与骨料界面结构紧密,不存在如硅酸盐水泥浆体与骨料界面区常存在的Ca(OH)2定向生长及较非界面区疏松的情况.     

浅议混凝土硫酸盐侵蚀

本文介绍硫酸盐侵蚀,硫酸盐侵蚀机理和影响因素及防治措施。     

Pitting corrosion resistance of a novel duplex alloy steel in alkali-activated slag extract in the presence of chloride ions

In this study, two types of reinforcing steels (conventional low-carbon steel and a novel duplex alloy steel with Cr and Mo) were exposed to chloride-contaminated extract solutions (ordinary Portland cement (OPC) extract and alkali-activated slag (AAS) extract) to investigate their pitting corrosion resistance. The results confirm that the pitting corrosion resistance of the alloy steel is much higher than that of the low-carbon steel in both extract solutions with various NaCl concentrations. Moreover, for each type of steel, the AAS extract contributes to a higher pitting corrosion resistance compared with the OPC extract in the presence of chloride ions, likely because of the formation of flocculent precipitates on the steel surface.     

全矿渣混凝土的研究及应用前景

针对国内近年来由于大量使用混凝土而导致所需材料的用量大幅度提高的情况,为节约能源、保护环境,综合利用高炉矿渣,制备全矿渣混凝土。通过对高炉重矿渣的化学成分、矿物组成及稳定性分析,阐述选择、评价高炉重矿渣粗、细骨料的依据以及配制全矿渣混凝土的工艺特点和性能特点及应用条件和使用范围。同时对全矿渣混凝土做出技术、经济分析及工程应用概述。     

镁渣矿粉复合对混凝土早期抗裂的影响研究

针对镁渣利用率低,以及对现代混凝土尺寸稳定性要求高的问题,以镁渣掺量,矿粉取代率为因素,设计正交试验方案,试验研究镁渣矿粉复合混凝土的早期抗裂性。结果表明:混凝土的水分蒸发率、单位面积的裂缝数目和总开裂面积均随矿粉取代率的增加近似线性增大,随镁渣掺量的增加呈非线性减小。镁渣掺量0~20%时,减小幅度大,镁渣效应高;镁渣掺量20%~40%时,减小幅度小,镁渣效应低。混凝土的总开裂面积与水分蒸发率有很好的线性相关性。矿粉对混凝土的早期抗裂不利,镁渣能有效补偿和抑制混凝土的早期开裂,保水性好是其提高混凝土早期抗裂性的重要机制。     

混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法

为配合《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GBJ82-85)的修订工作,编制组对国内外混凝土抗硫酸盐腐蚀的研究和试验方法进行了充分的调研.对该调研分析报告进行梗概性介绍,旨在促进对外部硫酸盐侵蚀机制的了解和对混凝土试验方法标准的研究.列举了目前我国混凝土抗硫酸盐腐蚀研究的自然试验、室内加速试验以及浸泡方式对混凝土腐蚀性能的影响,并对中美两国相关试验方法标准作了对比.调查结果表明:我国广大地区混凝土受硫酸盐腐蚀现象普遍、问题严重.基于目前的研究现状和水平,室内加速腐蚀试验——全浸泡试验和干湿循环试验可为相关研究和实际工程提供参考依据.建议将这2种方法纳入《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》.     

矿渣硫酸盐复合胶凝材料用于土固结的实验研究

为摸索出一种固结土的新方法,以解决目前固结土中存在的部分问题,通过化学分析、无侧限抗压强度、固结土与水泥土及石灰土对比试验和SEM电镜分析试验等一系列实验,研究矿渣硫酸盐复合胶凝材料固结土的反应机理.实验结果表明,此固化剂的掺入,使固结土空隙体积减小,密实度提高,增强了固结土的水稳性,提高了土体的强度,在固结黄土方面具有普遍性,是一种比较理想的土壤固化剂.