取最大粒径为0.3mm的橡胶粉按5%、10%、15%和20%四种不同掺量替代等体积的细骨料砂制作橡胶集料混凝土试件,对其进行Na2SO4溶液侵蚀下的快冻试验,研究橡胶集料混凝土在盐冻环境作用下的耐久性。研究表明,橡胶粉的掺入对混凝土的抗盐冻性能有着明显的改善作用,尤其是掺量为5%~10%时效果较好。与清水环境下的冻融试验相比,在冻融作用前期Na2SO4溶液对抗冻性的影响是有利的,而随着冻融次数的不断增加,Na2SO4溶液的侵蚀劣化作用开始突显,橡胶集料混凝土的动弹性模量下降速度加快,抗盐冻性能快速降低。

针对西部盐渍土输电线路塔基耐久性问题,研制了抗硫酸盐盐渍土侵蚀的C60混凝土,通过所提出的室内烘冻实验,检验了其抗蚀能力。结果表明,高抗渗C60混凝土在烘冻实验条件下显示出优异的抗蚀性能。

对经受硫酸镁溶液长期浸泡腐蚀后的石灰石复合矿物掺合料混凝土梁进行了抗弯承载力试验,对比分析了不同浸泡环境下混凝土梁的腐蚀情况、抗弯性能、变形特征和破坏形态。试验结果表明,石灰石复合矿物掺合料混凝土梁在室外环境下采用10%硫酸镁溶液浸泡300d后,发生了以石膏结晶侵蚀为主导的破坏,与在水中浸泡的混凝土梁相比,浸泡在硫酸镁溶液中的混凝土梁的抗弯性能稍有下降,开裂荷载和极限荷载略有降低,裂缝扩展速度稍快,破坏时的挠度和延性有所降低,混凝土梁在受力过程中正截面应变符合平截面假定。

通过制配水泥胶砂试件进行硫酸盐侵蚀试验,研究了水灰比、养护龄期、侵蚀溶液浓度、侵蚀龄期等对硫铝酸盐水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀能力的影响;并采用宏观观测和扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)微观观测方法,分析和揭示其抗硫酸盐侵蚀机理,并与高抗硫硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能进行了对比。结果表明,硫铝酸盐水泥胶砂试件可以抵抗高浓度硫酸盐的侵蚀,且随着水灰比的降低、养护龄期的延长,其抗硫酸盐侵蚀能力会进一步得到提高;硫铝酸盐水泥混凝土较高的抗硫酸盐侵蚀能力,主要取决于混凝土的高密实度和化学侵蚀内因的减少。侵蚀发生在开口孔隙内,侵蚀产物是团簇状钙矾石(AFt),硫铝酸盐水泥具有显著高于高抗硫水泥抗硫酸盐侵蚀的能力。

研究了普通混凝土、矿粉混凝土、硅灰混凝土以及复掺矿粉、硅灰混凝土的坍落度、抗压强度和抗渗、抗硫酸盐侵蚀性能。试验结果表明,矿物掺合料可以明显改善混凝土的性能,掺合料种类和掺入比例直接决定了混凝土性能的改善效果;且复掺矿粉、硅灰混凝土的性能优于单掺矿粉、单掺硅灰组;当矿粉掺量20%、硅灰掺量5%时,混凝土的抗压强度、抗渗性能和抗硫酸盐侵蚀性能最好。

对不同配合比混凝土试件在不同海洋区域内进行现场暴露试验,通过硫酸根离子含量测定、SEM扫描电镜试验及X荧光试验,研究实际海洋暴露环境下混凝土内部硫酸盐侵蚀机理。试验结果表明,不同暴露环境下硫酸根作用机理不同,混凝土在不同暴露区域硫酸盐侵蚀程度为潮汐区>水下区>浪溅区;硫酸根离子由混凝土表层向内部传输,在表层范围内硫酸盐腐蚀产物主要是钙矾石,随着硫酸根离子传输深度增加以及内部游离CaO水化成Ca(OH)2,混凝土硫酸盐损伤程度加剧;混凝土表层SO42-和Ca2+含量较高,而混凝土内部Na+含量较高。

对混凝土试件进行海边暴露试验,研究海边浪花飞溅区域混凝土硫酸盐侵蚀试验,利用分光光度计法测定硫酸根离子的含量。试验结果表明,混凝土中总硫酸根离子浓度随着腐蚀龄期的增加而升高,但后期增加幅度逐渐降低;混凝土中总硫酸根离子浓度因水胶比、水泥用量不同而不同;掺加矿物掺合料可以明显改善混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。

为了考察硫酸盐环境中高温水热养护砂浆的早期性能劣化特征,采用六种不同C_3A含量的水泥制备成砂浆试件(水胶比为0.45),置于60℃的高温水热环境中养护3d后浸泡于10000mg/L硫酸钠溶液中进行了210d浸泡试验。测试了不同侵蚀龄期试件的变形性能及弹性模量。结果表明,随着侵蚀龄期的延长,不同C_3A含量的高温水热养护砂浆试件呈现出先收缩后不断膨胀的规律,而试件的弹性模量则逐渐增大;砂浆试件的长度变化和侵蚀龄期间满足一元二次多项式关系。在210d的硫酸盐侵蚀浸泡条件下,经高温水热养护的高抗硫酸盐水泥砂浆不能有效提高试件的抗硫酸盐侵蚀性能。

在水胶比相同的条件下,制备了纯水泥混凝土、分别掺加30%和40%钢铁渣粉A(矿渣∶钢渣=7∶3)的混凝土、分别掺加30%和40%钢铁渣粉B(矿渣∶钢渣=6∶4)的混凝土,并经蒸汽养护后,测定了不同蒸养混凝土的抗压强度、抗氯离子渗透性、抗碳化性和抗硫酸盐侵蚀性。结果表明,掺加钢铁渣粉能提高混凝土后期的抗压强度;掺加钢铁渣粉A的混凝土的抗压强度高于掺加钢铁渣粉B的混凝土的抗压强度;掺加钢铁渣粉能提高混凝土28d的抗氯离子渗透性,其中掺加40%钢铁渣粉A能明显提高混凝土90d的抗氯离子渗透性;掺加钢铁渣粉对混凝土的抗碳化性能影响很小;掺加钢铁渣粉能明显提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性。

采用正交试验方法,研究了干湿循环与硫酸盐侵蚀作用下水胶比、胶粉掺量、硅粉掺量以及消泡剂掺量对混凝土抗硫酸盐侵蚀性的影响。结果表明,各因素影响混凝土抗硫酸盐侵蚀性的主次顺序是水胶比最大,胶粉掺量次之,硅粉掺量和消泡剂掺量最小;随着水胶比的增大以及胶粉和硅粉掺量的减小,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性降低;水胶比为0.35,胶粉掺量为8.0%,硅粉掺量为6.0%,消泡剂掺量为0的混凝土抗硫酸盐侵蚀性最强。干湿循环加剧了硫酸盐侵蚀的破坏效应,使混凝土的强度和抗侵蚀性降低。