不同养护龄期矿物掺合料自密实混凝土 碳化性能试验

设计了单掺粉煤灰、矿粉、石灰石粉、双掺粉煤灰矿粉、双掺粉煤灰石灰石粉5个系列的自密实混凝土试件,通过不同养护龄期的快速碳化试验研究不同矿物掺合料对自密实混凝土抗碳化性能的影响,并与普通混凝土抗碳化性能做对比。结果表明:养护龄期98 d左右,单掺矿粉的自密实混凝土抗碳化性能最好;养护龄期超过98 d的矿物掺合料自密实混凝土碳化深度逐渐增大;单掺石灰石粉自密实混凝土,其碳化深度值受养护龄期影响不大;矿物掺合料自密实混凝土等量取代水泥是有优势的。     

HCSA膨胀剂对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能影响

本文研究了自然条件下,不同膨胀剂掺量对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响,并研究了早期养护时间对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响。结果表明,在自然碳化条件下,70d龄期之前,碳化深度增长较快,而后随着龄期的逐渐延长,碳化速率逐渐变缓,180d到360d龄期之间,碳化深度已出现下降趋势;适量的HCSA膨胀剂对大掺量粉煤灰混凝土的早期抗碳化能力的改善有一定的作用;与未掺加膨胀剂的大掺量粉煤灰混凝土相比,6%HCSA膨胀剂掺量的混凝土抗碳化能力最好,8%的次之;对于大掺量粉煤灰混凝土7d的湿养护是必要的。     

养护条件对混凝土抗压强度及孔结构的影响

本文研究养护条件中温度、湿度和湿养护时间对C20泵送混凝土抗压强度和孔结构的影响。结果表明,高湿度养护,混凝土的抗压强度随龄期延长表现出良好的增长趋势,低湿度养护对混凝土7d抗压强度影响较小,但会大幅降低其28d抗压强度;养护湿度对掺合料混凝土抗压强度发展的影响程度比对纯水泥混凝土大;低湿度条件下,混凝土抗压强度随养护温度的升高而增加;低温环境下,混凝土抗压强度随湿养护时间的延长而增加。矿物掺合料对混凝土孔径分布改善的作用受养护条件影响较大。     

不同胶凝体系下风化砂混凝土的耐久性

文章利用某山区风化砂作为细骨料，研究了不同胶凝材料对风化砂混凝土耐久性的影响。结果表明：矿物掺合料的使用能够明显使风化砂混凝土的抗碳化和早期抗渗性能得到提升，矿物掺合料的火山灰反应会使风化砂混凝土的后期抗渗性能优于纯水泥体系的混凝土相应值，同时混凝土冻融循环试验结果表明，大掺量矿物掺合料风化砂混凝土在充分养护后比纯水泥体系的混凝土具有更优异的抗冻性能。     

变温条件下粉煤灰对混凝土抗压强度的影响

以混凝土绝热温升为温度参考依据,模拟混凝土早龄期的变温过程,研究了在变温条件下掺加粉煤灰对混凝土抗压强度的影响.强度等级为C30级时.粉煤灰混凝土3 d后的抗压强度高于纯水泥混凝土;强度等级为C80级时,粉煤灰混凝土4 d后的抗压强度高于纯水泥混凝土.通过工程实例研究了不同养护条件对大掺量粉煤灰混凝土强度发展的影响,发现温度匹配养护下7 d的抗压强度远高于在标准养护和同条件养护下的抗压强度.     

粉煤灰高性能混凝土抗碳化性能研究

通过调节配合比设计制备了多种粉煤灰混凝土,系统研究了粉煤灰掺量、种类、水胶比和养护龄期对混凝土抗碳化性能的影响。结果表明:混凝土碳化深度值和碳化速率均随粉煤灰掺量增加而增加,碳化120 d后W35F60的碳化深度值约为W35F0的7倍;混凝土碳化深度值随水胶比增加而增大,当粉煤灰掺量为40%时,混凝土最佳水胶比为0.30,其120 d碳化深度值仅11.28 mm;混凝土抗碳化性能:Ⅱ级粉煤灰Ⅰ级粉煤灰;养护龄期越长,混凝土抗碳化性能越强,当养护龄期为90 d时,混凝土碳化深度值是养护龄期28 d的79.47%。     

3%与20% CO2体积分数下混凝土加速碳化试验研究

选取CO2体积分数为3%和20%进行加速碳化试验,比较分析了2种情况下单掺粉煤灰、矿粉混凝土及二者复掺混凝土碳化深度及碳化速率系数随碳化龄期的变化规律.结果表明:在3%CO2体积分数下进行加速碳化试验,不但能较好地反映普通混凝土的自然碳化规律,而且能对水胶比相同矿物掺合料不同的混凝土碳化性能进行有效区分,但试验时需要适当延长碳化龄期;采用20%CO2体积分数进行加速碳化试验,并不能有效区分水胶比相同矿物掺合料不同的混凝土的碳化性能.     

玻璃粉末掺合料的研究与应用

废弃玻璃经破碎研磨后具有火山灰活性,将其用作水泥混凝土掺合料具有良好的性能,并且有利于减少二氧化碳的排放。目前国内对此种材料用法研究甚少,国外的研究也较为零散。整理分析了国内外学者的相关研究数据,分析了玻璃粉末掺合料的物理化学特性,研究了该种水泥所制混凝土的力学性能,并分析了掺量,养护龄期和养护温度的影响,得出最佳的玻璃粉末掺合料掺量范围为20%~25%。对于推动国内玻璃粉末掺合料在水泥混凝土中应用具有积极作用。     

不同养护方式下复合矿物掺合料混凝土的性能研究

针对纯水泥以及复合粉煤灰-钢渣、复合粉煤灰-石灰石粉矿物掺合料的混凝土体系,研究了不同养护方式对其微观结构、力学性能、耐久性的影响。结果表明：复合掺合料可明显降低胶凝材料体系的早期放热量,而高温养护可以显著细化复合矿物掺合料体系的孔隙结构。另外,高温养护可以提高复合矿物掺和料的混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗氯离子渗透性、抗碳化性能。其中,在高温养护下,复合粉煤灰-钢渣掺合料混凝土的力学性能和耐久性最优,超过了纯水泥混凝土体系。     

清水混凝土抗碳化及氯离子侵蚀性能试验研究

通过采用大掺量矿物掺合料制备清水混凝土,系统研究了胶凝材料与混凝土龄期对混凝土耐久性能的影响,并对混凝土耐久性能的优劣性进行评价。试验结果表明:在碳化作用的早期(碳化作用28 d以前),不同胶凝材料体系下的清水混凝土抗碳化能力的优劣为CDAB,在碳化作用的后期(碳化作用28 d及以后),不同胶凝材料体系下的清水混凝土抗碳化能力的优劣为DCBA;不同系列清水混凝土在28 d龄期下氯离子渗透系数的大小顺序为:CDAB,到84 d龄期时氯离子渗透系数大小顺序为BADC。对于地铁等要求使用年限在100年左右的重大工程,清水混凝土可以达到混凝土结构耐久性的要求。     

粉煤灰混凝土二维和三维碳化研究

本文首先建立了2D和3D碳化测试方法,在此基础上系统研究了粉煤灰混凝土在加速碳化试验中2D和3D碳化深度的依时变化规律,探讨了粉煤灰掺量(0%、10%、20%、40%、60%)、粉煤灰种类(Ⅰ级、Ⅱ级)、水胶质量比(0.3,0.35,0.4)、胶凝材料用量(458,380kg/m3)、养护龄期(28,90d)5个重要因素对粉煤灰混凝土2D和3D碳化深度的影响规律。另外,还将2D和3D碳化试验结果与同条件下1D碳化进行了定量比较,发现2D和3D碳化明显存在交互作用,为量化该交互作用提出了2D和3D碳化交互系数概念,并给出了2D和3D碳化交互系数随时间变化的数学表达式。以期为准确预测实际混凝土结构在真实状态下碳化寿命提供科学依据。     

Carbonation resistance of one industrial mortar used as a concrete coating

In aggressive environments, concrete itself may not be enough to protect the reinforcement against carbon dioxide penetration. This gas reacts with the portlandite of the concrete to form calcium carbonate. This process leads to a pH reduction and, therefore, promotes the depassivation of the steel reinforcement in reinforced concretes. Therefore, a supplementary protection method such as coating with a mortar, as carbonation barrier can be used to provide adequate durability. Experimental data are presented to illustrate the effect of three different testing levels of CO₂ on an industrial mortar applied to a concrete base in order to evaluate its performance as an anti-carbonation barrier. The results from the coated concrete are compared with the carbonation resistance of the uncoated plain concrete. The carbonation depth was determined using a phenolphthalein pH-indicator. A clear reduction in carbonation was observed when the mortar was applied. The validity of the accelerated testing method, which consists of placing the mortar in a high carbon dioxide concentration chamber for a controlled time, and carbonation coefficients to assess coating effectiveness are discussed. The use of 100% carbon dioxide is highly questionable for accelerated carbonation testing.     

荷载作用下粉煤灰混凝土一维、二维碳化研究

对不同粉煤灰掺量(0%,20%,40%,60%)、不同应力比(0.20,0.35,0.50,0.65,0.80)下高性能混凝土一维和二维碳化规律展开研究;建立了荷载作用下二维碳化测试方法;定义了二维碳化交互系数;研究了不同应力比对交互系数的影响规律。试验表明:一维、二维碳化深度随着应力比的提高而增加,碳化28 d时(相当于自然碳化50 a),应力比为0.8时的一维、二维碳化深度分别是应力比为0时的1.61倍、1.39倍;同时,碳化深度服从应力比的指数函数关系;混凝土二维碳化具有显著的交互作用,荷载作用下的二维交互系数明显小于不受力时的交互系数,并且随着应力比的增加,其数值有变小的趋势。混凝土加载状态下的一维和二维碳化研究对混凝土结构耐久性和寿命预测具有现实意义。     

Durability of concrete pipes subjected to combined steam and carbonation curing

A beneficial use of carbonation as an auxiliary curing regime for concrete pipes was studied in an attempt to reduce steam curing time, improve durability performance and explore the possibility of using concrete pipe to sequester carbon dioxide. Durability performance of the carbonated concretes was characterized by carbon uptake, strength gain, pH, calcium hydroxide content, permeability, sorptivity and sulfate and acid resistance. It was found that initial curing using steam is necessary to facilitate carbonation. Although the contribution of early carbonation to strength gain is not noticeable after initial steam curing, the process is unique in promoting enhanced durability performance of concrete. The early carbonation leads to a reduction in calcium hydroxide near the surface while maintaining a pH above the corrosion threshold value at the core. Carbonated concretes also exhibit improved resistance to sulfate attack, water absorption, and chloride ion penetration. A carbon uptake of 9% by cement mass makes concrete pipe an ideal candidate for carbon dioxide capture and storage.     

Natural carbonation of self-compacting concretes

This experimental work involves a study of the carbonation depth in self-compacting concretes at different ages and also analyses their porous microstructure, since these aspects are directly related to each other. Eight different concretes were used, four self-compacting (SCC) and four normally-vibrated (NVC). The carbonation rate was found to be lower in SCC than NVC, due to the fact that limestone fines produce less porosity and a finer microstructure. The difference between both types of concrete tends to disappear as their fines content becomes similar. It was also observed that, under the test conditions (RH 60.8%), for pore sizes under 0.065 μm CO₂ diffusion in the interior of the concrete is not significant. An expression is proposed to estimate carbonation rate in concrete from the volume of pores over 0.065 μm and the threshold diameter.     

聚羧酸系高性能减水剂的性能及应用研究

研究了聚羧酸高性能减水剂的性能及在混凝土中的应用。经实验证实,聚羧酸系高性能减水剂可以用来配制C30～C80商品泵送混凝土、80小时超缓凝商品泵送混凝土和具有高耐久性的海工混凝土。     

混凝土在弯曲应力作用下碳化进程的研究

研究了混凝土试件在弯曲应力作用下截面的碳化进程以及碳化深度与裂缝几何形态的相关关系.研究结果表明:在弯曲应力作用下,截面开裂部分的碳化深度明显高于未开裂和受压区的碳化深度,但裂缝内部的碳化深度与裂缝的表面张开宽度并无明显相关关系,试验数据统计结果显示裂缝对碳化深度的放大系数为2.08.同时比较了弯曲裂缝内部碳化深度测量...     

混凝土二维、三维碳化的研究

研究了不同水灰比（0．3、0．35和0．4）,不同粉煤灰掺量（0,15％,20％,40％,60％）下混凝土二维和三维碳化深度;建立了二维和三维碳化的测试方法;提出了二维和三维碳化的数学模型。试验表明。混凝土的二维、三维碳化深度和一维碳化相似．也服从时间t的指数函数;水灰比对二维碳化的影响最大,一维其次,三维最小;粉煤灰掺量小于15％时,其对三维的影响最大,二维其次。一维最小;粉煤灰掺量大于15％时,掺量对二维、三维碳化的影响和一维碳化影响相近。混凝土二维和三维碳化研究对混凝土结构耐久性和寿命预测具有现实意义。     

胶州湾海底隧道衬砌混凝土的环境条件与耐久性

 隧道的衬砌混凝土一侧接触水或含水土，另一侧接触空气，是典型的干湿交替环境。青岛近年的月平均相对湿度为62%～86%，在正常通车和排风条件下，隧道中或洞口处的CO2浓度为大气中的5倍以上，混凝土易碳化从而导致钢筋锈蚀。海水及地下水中含 ，K+，Na+等，易导致混凝土硫酸盐腐蚀和碱骨料反应破坏。因此，在该隧道衬砌混凝土的耐久性设计中需考虑碱骨料反应、Cl－侵蚀、硫酸盐腐蚀、碳化、冻融、软水腐蚀、高压渗水、积水、火灾等因素；在混凝土的原材料选择、质量控制、配合比及有关性能指标确定、构造措施、施工质量保障及验收标准等方面应严格把关；此外还应考虑表面防水处理、预埋耐久性监测系统等耐久性附加措施。耐久性试验研究表明：混凝土的碳化深度随强度增加而下降；增加胶凝材料中的水泥用量、降低水胶比则有利于提高混凝土抗碳化性能。混凝土Cl－扩散系数与抗压强度成指数函数关系，当隧道混凝土强度等级高于C50，其Cl－扩散系数可小于4×10－12 m2/s。     

混凝土碳化深度时依性无损测试方法探讨

研制了新的具有球形凹面的混凝土试块及相应模具,实现了混凝土碳化试块的非破坏测试;选择了茜素黄R作为酸碱指示剂,合理地确定了检测时的碳化界面.进行了混凝土碳化深度的长龄期(≥120 d)碳化实验,并用回归方法得出了相应碳化方程.利用灰色系统理论,研究了混凝土碳化的时依性规律,确定了该混凝土碳化方程的动态模型,该模型将为服役混凝土结构的耐久性评估提供更为科学的依据.