氧化石墨烯对隧道衬砌混凝土性能影响研究

氧化石墨烯作为一种新型功能材料,对水泥基材料有增强增韧的作用,隧道衬砌结构是沿隧道洞身用混凝土材料修建的永久性支护结构,由于特殊的服役环境,衬砌结构耐久性和力学性能比普通混凝土要求更高,且其耐久性主要体现在抗氯离子性能上。为提高衬砌结构性能,考虑在衬砌材料中添加不同掺量的氧化石墨烯,分别进行力学试验和抗氯离子渗透试验。试验结果表明：当氧化石墨烯掺量为0.03%时,混凝土28d抗压强度为55.93MPa（相比普通混凝土提高约30.77%）,28d抗折强度为10.90MPa（相比普通混凝土提高约21.92%）且抗氯离子性能也有明显的提高     

超细粉煤灰混凝土长期力学性能试验研究

随着当前建设环保节约型社会的需要,急需发展绿色混凝土材料,延长建筑结构的耐久性。通过试验的方法,设计了三种不同强度标号的混凝土,对比研究不同掺量的超细粉煤灰,在28天、60天及90天的较长龄期下,其抗压、抗拉及抗折强度的变化规律,结果表明:最佳掺量为20%,其抗压、抗拉及抗折强度,在90 d时比28 d基准强度提高约16.5%、16.8%和15.2%,相比于普通混凝土本身增长幅度的10.6%、5.5%及8.1%,提高5%~10%左右,说明超细粉煤灰混凝土在经历长时间的养护后,水化反应愈加充分,对强度仍有较大的提升,既能满足正常使用的要求,又能够有效节约水泥,提高材料的耐久性,具有推广和应用价值。     

多壁碳纳米管对钢渣混凝土力学及耐久性能的影响

多壁碳纳米管(MWCNTs)作为新兴纳米材料,能够改善混凝土材料的宏观性能及微观结构。本文研究MWCNTs对钢渣混凝土的力学性能及耐久性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)分析其增强机理。研究结果表明：MWCNTs掺量为0.08%时,钢渣混凝土的力学性能及耐久性能显著提高,28 d标准养护条件下,钢渣掺量为15%时,与未掺加MWCNTs的钢渣混凝土相比,抗压强度和抗折强度分别提高了13.2%和14.6%;28 d氯离子扩散深度和氯离子扩散系数分别降低了29.8%和27.4%;200次冻融循环过程中,掺入MWCNTs的钢渣混凝土质量损失率及相对动弹性模量变化率偏低,材料抗冻性能增强。MWCNTs通过桥联和拔出效应,可抑制微裂缝的产生和扩展,有效改善骨料界面过渡区,从而提高混凝土材料的力学性能及抗冻、抗氯离子侵蚀性能。     

粉煤灰掺量对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响

再生骨料与普通骨料相比,由于孔隙率大、吸水率高及堆积密度小,直接采用再生骨料配制的混凝土耐久性差。文章采用RCM法和电通量法2种试验方法,研究了粉煤灰掺量对再生混凝土抗氯离子渗透性的影响,结果表明,适当的粉煤灰掺量有利于混凝土抗氯离子渗透性的改善,混凝土抗氯离子渗透性能随水灰比的减小而提高。     

胶州湾海底隧道衬砌混凝土关键参数研究

对我国第2条海底隧道即胶州湾海底隧道已施上衬砌混凝十的强度、氯离子扩散系数、保护层厚度、抗渗透性能、浇注厚度、空洞及胶结性能进行试验研究.研究结果表明:胶州湾海底隧道衬砌混凝土3 d强度大于30MPa,28 d强度大于60 MPa,但与标准养护相比,现场养护混凝土强度降低6%~7%:已施工衬砌混凝土回弹强度为53-75 MPa,氯离子扩散系数均值为(2.1~2.7)×10-12 m2/s,抗渗等级大于S12,海底隧道左、右线衬砌混凝土保护层偏差分别为-6~15 mm和-4~15 mm;衬砌混凝十芯样抗压强度大于50 MPa,氯离子扩散系数均值分别为1.60×10-12 m2/s和3.39×10-12 m2/s,满足设计要求;衬砌混凝十厚度超过设计值为1.0~3.5 cm,初衬和二衬间未发现脱空异常区,衬砌混凝土胶结好,合格率超过98%;此外,隧道洞口段衬砌混凝土受环境气候影响,其性能比其他部位的性能略差,建议对该部位进行防水处理.     

氧化石墨烯对再生混凝土气体渗透性能影响

目的研究多掺量氧化石墨烯(GO)对不同龄期再生混凝土的气体渗透性能的影响.方法采用TEM、EDS及FTIR对GO进行测试、表征,采用超声法制备GO分散液,并对GO掺量为0、0.03%、0.06%、0.09%的再生混凝土,在7 d、14 d、28 d龄期下进行气体渗透性能试验.结果 GO的掺入使不同龄期再生混凝土的气体渗透系数均有所降低,其中掺量为0.06%时渗透系数为0.064、0.037、0.024,改善最为明显.结论 GO的凝结核效应能够调节水泥基材料的晶体结构,改善再生混凝土微观裂隙,使得不同龄期再生混凝土的气体渗透系数降低18%～62%,对提高其耐久性具有重要意义.     

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.     

碱激发条件下高掺量粉煤灰混凝土的耐久性试验研究

通过试验研究了粉煤灰掺量、养护条件和碱性激发剂模数等因素对普通混凝土（OPC）和高掺量粉煤灰混凝土（HFAC）耐久性特征的影响.结果表明：当养护条件由25℃的常温养护变成60℃的蒸汽养护后，OPC和HFAC的抗干燥收缩性、抗氯离子渗透性与抗冻融耐久性均有所改善；与OPC相比，HFAC的抗收缩变形性能与抗氯离子渗透性能均明显增强，抗冻融耐久性则略有下降，但经过蒸汽养护后HFAC的抗冻融耐久性明显改善；当碱性激发剂模数由2.0降低为1.5时，HFAC试件的抗干燥收缩性、抗氯离子渗透性均有所增强，但抗冻融耐久性变化并不明显.碱激发作用和高温蒸汽养护共同促进了HFAC内胶凝材料的水化反应，使水化产物含量增加，进而改善了HFAC的耐久性.     

隧道用纤维素纤维混凝土在弯拉荷载作用下的耐久性

针对隧道衬砌结构混凝土在服役过程中承受弯拉荷载的实际情况,研究了纤维素纤维混凝土分别在加载40%四点抗弯强度和不加荷载条件下的抗氯离子渗透性、抗碳化、抗冻融及抗硫酸盐侵蚀等耐久性能及其微观机理,并与未加载的普通素混凝土耐久性能进行了对比分析.结果表明:由于纤维素纤维具有独特的空腔结构和亲水性,可在硬化混凝土基体中乱向均匀分布并显著优化混凝土的孔隙结构,使得未加载的纤维素纤维混凝土与基准素混凝土相比,耐久性显著提高,电通量仅降低25%,不同龄期碳化深度减小0.9~2.5 mm.与未加载的纤维素纤维混凝土相比,加载后的纤维素纤维混凝土耐久性略有削弱,电通量增加了17%,不同龄期碳化深度加深了0.2~1.3 mm;但与未加载的基准素混凝土相比,加载后的纤维素纤维混凝土耐久性仍有所提高,电通量仅降低了12%,不同龄期碳化深度减小0.4~1.2 mm;200次硫酸盐干湿循环后,加载后的纤维素纤维混凝土相对动弹性模量仍比未加载的基准素混凝土高出3%.     

潮汐环境下大掺量矿渣微粉抗海水腐蚀混凝土的野外实验

为检验大掺量矿渣微粉对混凝土耐久性的影响,在海边潮汐环境下对混凝土进行了三年野外实验．实验结果表明,大掺量矿渣微粉抗海水腐蚀混凝土的抗氯离子侵蚀能力远优于普通混凝土,三年浸泡龄期时,其氯离子渗透深度只有普通混凝土的13％～25％;考虑混凝土的经济性和耐久性,在大掺量矿渣微粉抗海水腐蚀混凝土中,矿渣微粉的细度宜为420～460m^2／kg;在满足混凝土致密的基础上,胶凝材料用量宜少不宜多．     

中、高掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土抗氯离子侵入试验

测试中、高掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土的7、28、90 d强度及抗氯离子侵入性能,并与同样配合比的等活性成分Ⅰ级灰混凝土及相同28d强度无掺灰混凝土进行比较.试验结果表明,用高掺量Ⅲ级灰同样可以配制出抗渗混凝土.在本试验条件下,其强度、抗氯离子侵入性能并不明显低于Ⅰ级灰混凝土.     

掺磨细镍铁渣混凝土的耐久性及其与孔结构和水化程度的关系

研究不同镍铁渣掺量、同强度等级的镍铁渣混凝土的耐久性,并讨论耐久性与其浆体孔结构和水化程度的关系。研究结果表明:在早期自然养护下,掺镍铁渣使混凝土抗渗性略有下降、碳化速率加快;氯离子渗透速率随镍铁渣掺量提高而小幅上升;在硫酸盐侵蚀条件下,掺量为20%的镍铁渣混凝土的质量损失比空白组的小,掺量为30%的镍铁渣混凝土的质量损失比空白组的大;与早期自然养护相比,早期蒸汽养护使镍铁渣混凝土孔隙率上升、碳化速率加快、硫酸盐侵蚀过程中的质量损失增大;但掺镍铁渣有助于改善早期蒸汽养护导致混凝土抗氯离子渗透性能下降。镍铁渣的掺入导致胶凝材料水化程度降低和水化产物中CH含量减少,进而对混凝土耐久性造成影响。     

钢渣粉对玄武岩纤维混凝土7d和28d压拉性能影响的试验分析

为提高玄武岩纤维混凝土的压拉性能,将钢渣粉掺入玄武岩纤维混凝土中,进行了不同掺量下钢渣粉对玄武岩纤维混凝土7 d和28 d压拉强度影响试验,并对试验结果进行了分析。试验结果表明:相比于基准混凝土,玄武岩纤维钢渣粉混凝土在钢渣粉掺量分别为12%、15%、18%时,其28 d抗压强度分别提高2.1%、2,6%、-1%;28 d劈裂抗拉强度分别提高4.1%、9.2%、-1%。钢渣粉掺量15%时为合适掺量,28 d抗压、劈裂抗拉强度均达到最大。钢渣粉的掺入使混凝土7 d压拉强度低于基准混凝土且随着钢渣粉掺量增加而降低,不能用7 d压拉强度推测28 d压拉强度。     

粉煤灰掺量对混凝土性能的影响

为探讨粉煤灰适宜掺量对混凝土性能的影响,对粉煤灰掺量w(等质量取代水泥)为0,15%,30%的3种工况混凝土进行强度与耐久性试验.试验结果表明,粉煤灰取代量w为15%时,能明显提高混凝土强度,在加强养护的情况下,对混凝土碳化深度影响不大;粉煤灰取代量w为30%时,混凝土强度增长不明显,对混凝土碳化深度影响较大;粉煤灰掺量w由0增加到15%时,混凝土的氯离子含量下降7%~17%;粉煤灰掺量w由0增加到30%时,混凝土的氯离子含量下降15%~30%.综合考虑,粉煤灰掺量w=15%对普通混凝土较为适宜.     

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.     

火山灰混凝土强度及耐久性试验研究

通过混凝土强度及耐久性试验,探讨火山灰在不同掺加量条件下对混凝土强度及耐久性的影响。研究表明,不同火山灰掺量水平的火山灰混凝土 90天内的强度增长速率与基准混凝土大致相同,火山灰掺量越高,强度越低;火山灰掺加量水平对混凝土抗氯离子渗透性能影响甚小,抗硫酸盐侵蚀性能总体较好,抗腐蚀系数均大于0 . 8,各掺加量的火山灰混凝土抗渗性能良好。     

改性聚酯纤维在混凝土中的分散性及对耐久性的影响

制备了不同纤维掺量的改性聚酯纤维混凝土,通过纤维分散的图像处理方法研究五种不同搅拌方式对改性聚酯纤维在混凝土中分散性能的影响,并通过耐久性试验研究改性聚酯纤维混凝土的抗碳化、抗氯盐侵蚀和抗冻性能.结果表明,图像处理方法能够较好地评价改性聚酯纤维混凝土中的纤维分散性,认为“砂石胶材60 s+水60 s+纤维60 s”的搅拌方式得到的纤维分散性最好,与肉眼观察的效果一致.掺加改性聚酯纤维能够提高混凝土的抗压强度,掺量为1.1 kg·m-3时提高强度14%左右,继续增大纤维掺量不能持续提升强度.改性聚酯纤维在混凝土中的密集分布能够削弱CO2的扩散,降低混凝土的碳化速率12.6%~18.9%,纤维掺量越多,抗碳化能力越好.掺加改性聚酯纤维能够降低混凝土的氯离子扩散系数,提高其抗氯离子侵蚀能力.改性聚酯纤维还能有效减少冻融循环过程中表层材料的剥落,大大改善混凝土的抗冻性.     

客运专线高性能混凝土电通量影响因素试验研究

试验研究各种因素对客运专线高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律,为优选混凝土配合比参数和指导施工提供依据。电通量作为客运专线高性能混凝土耐久性的重要评价指标受到多种因素的影响：随着水胶比的增加,混凝土电通量逐渐增加：含气量对混凝土电通量影响不大,含气量迭4．0％时混凝土电通量仍能满足耐久性要求;应严格控制混凝土用砂含泥量小于4．0％：40％的粉煤灰掺量不仅是混凝土抗压强度的拐点,也是耐久性指标的极限点;粉煤灰烧失量对混凝土早期及28d电通量影响较大,对56d龄期混凝土的电通量影响不太明显;对于混凝土电通量而言,外加剂有个临界掺量。     

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。     

浅谈高性能混凝土在顶山隧道模型施工中的应用

顶山隧道二次衬砌施工模拟试验,是模仿隧道的实际地质条件和周边环境建造一个长14．4m,宽6．02m,高3．9m的隧道模型,其混凝土设计强度等级为C30。针对不同的部位分别采用普通混凝土、普通高性能混凝土、掺膨胀剂高性能混凝土、掺纤维高性能混凝土。模型施工的主要目的是,试验中低强度高性能混凝土的施工方法及各项混凝土性能,检测混凝土的抗裂性能。模型施工历时18d。