海水海砂混凝土力学性能与耐久性研究综述

远海工程建设面临钢筋混凝土易腐蚀、河砂和淡水匮乏等难题。国内外学者选择资源丰富的海水海砂代替淡水河砂制备混凝土,并研究其工作性能、力学性能及耐久性能。海水海砂中高含量的氯盐会加快水泥水化和凝结,导致早凝和早期强度提高,但后期增长变缓,最终强度与淡水河砂混凝土相近。海砂中少量的贝壳对混凝土工作性能和力学性能影响不大。海水海砂混凝土中的氯离子传输及结合方式更为复杂,其不同于内掺型氯离子,由此导致海水海砂混凝土中的钢筋锈蚀机理改变。辅助胶凝材料、复合型阻锈剂及纤维增强复合筋等为海水海砂混凝土结构应用提供了保障。     

FRP与海砂混凝土组合应用的发展与创新

海砂的资源化开采和应用不仅能解决沿海地区建筑用砂紧缺的难题,而且对环境、资源保护有重大意义。本文回顾了已有的钢筋海砂混凝土结构应用,钢筋锈蚀带来的建筑质量问题十分严峻,虽然可以用严格的海砂淡化方法避免,但是需要消耗大量的淡水资源,使用受限且综合效益低。而FRP耐氯盐腐蚀,性能优异,海砂混凝土与其组合应用可从根本上避免锈蚀问题,目前已有了一系列应用形式,而且未来发展前景广阔。本文介绍了已有的相关研究,并针对我国海洋开发的重大需求提出了一种面向海洋的新型FRP海砂混凝土组合结构,为海砂混凝土与FRP在工程建设中的应用提供了新的思路。     

海水海砂混凝土研究进展

利用海水海砂替代淡水河砂制备混凝土不但能缓解土木工程行业对资源的消耗,而且对于沿海城市及远海岛礁建设而言,就地取材节约了大量的运输成本和时间成本,因此,对于海水海砂资源化利用的研究变得尤为重要。以海水海砂混凝土为研究对象,通过对比国内外学者对海水海砂特性的研究,综合分析了海水海砂混凝土力学性能以及干湿循环和冻融循环下耐久性能以及海水海砂混凝土与纤维增强聚合物(FRP)筋组合结构粘结性能的发展规律。最后对目前海水海砂混凝土研究成果进行了总结,并对未来的研究内容提出了建议。     

海水海砂高性能混凝土耐高温性能研究

本文使用丰富的海砂资源制备海水海砂高性能混凝土并研究其耐高温性能。通过压汞仪研究不同养护方式和预处理后海水海砂高性能混凝土的孔结构、微观结构,及其爆裂温度、爆裂过程和不同温度加热后力学性能变化规律。研究发现:采用热水养护的海水海砂高性能混凝土抗压强度达到162.03MPa;高温后混凝土的力学性能呈先增加后衰减的变化趋势,海水海砂高性能混凝土在300℃～ 400℃时力学性能达到峰值;海水海砂混凝土最高加热温度达到1150℃不爆裂。使用海水海砂制备的高性能混凝土具备较好的耐高温性能,采用标准养护并在应用前进行烘干处理可以使混凝土的耐高温性能达到最佳。     

海砂中氯离子含量检测方法研究

随着城市及基础设施的加速发展,市场对混凝土的需求不断增加,而河砂资源作为混凝土拌合物的主要组成部分,可开采量越来越少,资源愈发匮乏,人们把目光投向了藏量较大的海砂。与普通机制砂、河砂相比,海砂中含有可溶氯盐,对钢筋具有很强的腐蚀性。因而,准确检测出海砂中的氯盐含量并做出处理以满足规范要求,是充分利用海砂的前提,而该项方法的探究具有重要的研究价值和现实意义。     

浅谈海砂对建筑的危害以及建筑用砂的监督管理

近年来,受河砂资源减少,建筑用砂需求居高不下,导致部分地区使用海砂作为替代,应用于工程建设中的混凝土及砂浆拌制等,而海砂中的氯离子会对钢筋混凝土结构产生较大危害,如果用于工程的海砂未净化或净化不达标,将严重影响建筑工程的耐久性,进而产生较大的质量安全隐患。     

海砂特性及海砂混凝土力学性能的研究

受河床生态环境保护的需要,可供应的建筑用河砂资源日益匮乏,海底砂已经成为我国部分沿海城市建筑用砂的重要来源.分别采用淡化海砂、原状海砂和河砂,对比分析了海砂特性及海砂混凝土的力学性能.试验研究表明,珠江口海砂及盐田海砂均属于级配良好的混凝土细集料,海砂中所含的氯离子和少量的贝壳并不影响混凝土的工作性、抗压强度、抗折强度及弹性模量,不考虑氯离子对混凝土钢筋的腐蚀时,原状海砂均也可等同于河砂使用.     

淡化海砂中贝壳含量对胶砂流动性能的影响

目前淡化海砂已在建筑工程建设中得到推广与应用,但淡化海砂中的有害物质如贝壳等限制了其普及.试验研究了不同贝壳含量的淡化海砂与胶砂的流动性能和力学强度之间的关系.结果表明:贝壳掺量在3％ ～ 10％之间时,随着淡化海砂中贝壳含量增加,胶砂的流动性能显著降低;贝壳含量增加对胶砂抗折强度无显著影响;贝壳掺量对胶砂的抗压强度影响作用明显,特别是当贝壳含量超过8％,胶砂的28d强度急剧降低.     

强动载作用下海水海砂混凝土应用研究进展

岛礁建设工程对于维护我国合法权益有着重要意义,从大陆运送混凝土原材料到岛礁费时费力,且不经济,因此利用岛礁已有资源制成海水海砂混凝土成为岛礁建设工程中重要的建筑材料。本文系统介绍了海水海砂混凝土材料静动态力学性能、新型复合纤维材料(FRP)筋-海水海砂混凝土组合结构力学性能方面的研究现状,并指出应对海水海砂混凝土的动态力学性能作进一步的研究。进一步总结得到:海水海砂混凝土具有较高的早期强度且最终强度与普通混凝土相当,合理掺量纤维的加入可以明显改善海水海砂混凝土的力学性能,海水海砂混凝土拥有更为明显的应变率效应,FRP筋-海水海砂混凝土组合结构以其良好的耐腐蚀性可以更好地应用于广阔的海洋环境,是岛礁防护结构的重要选择。当前国际形势较为复杂,岛礁建设工程会遭受爆炸、侵彻等极端荷载的作用,因此,开展FRP筋-海水海砂混凝土组合结构抗冲击、抗爆性能研究是下一步的研究方向。     

模拟海水海砂混凝土环境下GFRP筋耐久性试验研究

采用加速老化试验方法对模拟海水海砂混凝土环境下玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋的耐久性能展开研究。对GFRP筋在60℃五种不同的海水-海砂混凝土溶液浸泡下的外观形态、吸湿率进行分析,并运用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀后GFRP筋的微观形貌进行观测。结果表明,模拟海水-海砂混凝土环境中,试件均出现了不同程度纤维与树脂界面层脱黏的现象,其中OH-浓度较高的环境中试件出现了树脂的破损;在相同侵蚀时间下,GFRP筋在海水海砂混凝土环境溶液中的吸水率要低于普通混凝土环境溶液;在实际海水海砂混凝土结构中,可以通过采用FRP高性能海水-海砂混凝土结构以减少环境作用对FRP筋的侵蚀作用。     

Application of a H‐Point Standard Addition Method for Simultaneous Spectrophotometric Determination of Chlorate and Bromate Impurities in Military Grade Ammonium Perchlorate

A H‐point standard addition method (HPSAM) was applied to simultaneously determinate chlorate and bromate in ammonium perchlorate. The method is based on the difference between their reaction rates with chloride in acidic media whereby methyl orange is used as spectrophotometric indicator. The reaction can be monitored spectrophotometrically by measuring the decrease in the absorbance of methyl orange at 507 nm in the time range 50–250 s after initiation of the reaction with 1 s intervals. The results showed that chlorate and bromate can be determined simultaneously in the range 50–1000 and 50–2000 ng mL⁻¹, respectively. The proposed method was applied to determinate chlorate and bromate impurities in military grade ammonium perchlorate. In addition, excellent agreement between this proposed method and standard methods was observed.     

工业聚乙二醇二甲醚脱碳液净化处理研究

采用助剂对石英砂过滤系统改进处理,对聚乙二醇二甲醚(NHD)脱碳液进行净化除杂试验。研究了助剂种类、助剂添加量及操作压力等因素对过滤效果的影响,确定了改进石英砂过滤处理NHD脱碳液的适宜条件。结果表明:在室温、0.03MPa条件下,采用石英砂过滤助剂,其添加量为1 g/g(1 g固体杂质需要添加1 g助剂)时,NHD脱碳液固体杂质去除率可达90.0%以上,且处理后的NHD脱碳液的吸收性能未变。     

海水环境下GFRP筋⁃海水海砂混凝土黏结行为演化规律

为研究海水环境下GFRP筋与海水海砂混凝土的黏结行为,设计并测试了54个GFRP筋⁃海水海砂混凝土中心拉拔试件,采用温度加速实验,研究清水和海水环境腐蚀后试件黏结强度的变化,并分析了试件的黏结滑移曲线上升段。结果表明,海水温度的升高加速了GFRP筋⁃海水海砂混凝土试件黏结强度的退化,在相同浸泡条件下,60 ℃的黏结强度相较于10 ℃降低了15 %左右;海水环境对试件黏结强度的影响略大于清水环境。分别使用BPE模型、CMR模型和Malvar模型对试件黏结滑移曲线上升段进行分析,结果表明,海水环境下GFRP筋⁃海水海砂混凝土黏结滑移曲线上升段宜采用Malvar模型。最后根据TSF寿命预测法得出,在20 ℃海水环境下,GFRP筋⁃海水海砂混凝土试件使用100年后的黏结强度保留率为65.58 %。     

Chromatic Classification of Ouargla (Algeria) Dunes Sand: Determination of Main Compositions and Color Causes,by Using XRD,FTIR and XRF

In the present work, a manually chromatic classification of Ouargla dunes sand has been carried out. According to its visual color, eight chromatic types of sand have been obtained: transparent (yellow, orange and red), and opaque (white, milky, gray, black and red). According to the main chemical compositions of sand, both XRD and FTIR have divided the chromatically sorted sand into three groups: quartzite (transparent samples), calcareous (milky, gray and black opaque samples) and calcareous quartzite (white and red opaque samples), without possibility of distinguishing between the sorted samples. FTIR spectroscopy has shown all functional groups and vibration modes in these samples. XRF spectroscopy has shown that sand grain colors are closely related to the main compositions as well as the impurities. It has also been shown that transparent samples contain more than 92 % of quartz (SiO ₂). The redness of transparent samples is proportional to iron (Fe) impurities. It has also been shown that milky, gray and black opaque samples contain more than 55 % of calcium oxide (CaO). The milky color is due to magnesium (Mg) and sulfur (S), whereas the blackness is due to iron (Fe) and manganese (Mn). Both white and red opaque samples contain approximately equal concentrations of quartz and calcite, whilst the redness refers to the high concentration of iron (Fe), whereas the whiteness is due to the presence of magnesium (Mg).     

电解法合成高氯酸钠的研究

采用二步法通过电解氯酸钠溶液制备高氯酸钠。研究了氯酸钠起始浓度、溶液中氯化钠含量以及不同种类的电极对氯酸钠氧化的影响。研究结果表明:电解液氯酸钠的起始浓度越高,高氯酸钠的产率越高。当氯酸钠溶液中含有少量氯化钠时,将降低高氯酸钠的产率。最后确定了SnO2-Sb2O3-PbO2/Ti电极为电解氯酸钠溶液的理想电极。     

双级推料离心机在氯酸钠生产中的应用及改进

双级活塞推料离心机以其独有的自动连续操作、生产能力高、功率消耗低等优势,已被越来越多的氯酸盐生产企业认识和使用。针对双级推料离心机结构特点、氯酸钠物料特性及在氯酸钠脱水中存在的问题,提出了对双级推料离心机在结构及操作维护上的改进。     

低温覆膜砂的研究与应用

为解决辽河油田人工井壁防砂在浅层油藏低温情况下树脂覆膜砂固结强度不高或不固结,严重影响防砂施工成功率的难题,研制开发了一种适合于辽河油田油水井防砂的改进型低温树脂覆膜砂;通过室内综合评价固结体的抗压强度大于6M Pa、适应温度范围小于50℃、固结时间小于3天。2009年该防砂工艺技术现场实施10个井次,取得了较好效果。     

填砂工艺技术的应用

填砂作为油田开发中暂时封堵底部油层或漏点的一项技术措施,在油水井中已广泛应用,它的最大优点是不污染油层。不能进行打塞,选用填砂,操作简单,成本较低。填砂就是砂子在地面依靠水的携带通过油管输送到井内,经过一段时间沉积在井筒,从而达到封隔油、水层的目的。由于填砂因井况恶化、层间矛盾突出及施工操作不当等原因,导致施工不能一次成功,不仅增加作业成本,而且严重影响下步施工,因此对填砂工艺的要求越来越高。只有充分应用填砂工艺技术,才能降低填砂风险,避免造成工程事故。     

膜极距电解槽氯酸盐控制方法改进及注意事项

介绍电解槽中氯酸盐含量过高的危害是:电流效率降低,设备腐蚀,螯合树脂损坏,在线分析仪分析结果不准确。给出氯酸盐分解工艺流程图。提出控制氯酸盐含量的方法有:增加氯酸盐分解槽和电解槽加酸量,降低淡盐水pH值。明确控制氯酸盐含量的注意事项。