对浸泡在0.44%和5.00%硫酸钠溶液中水灰比为0.24、0.28和0.32的硬化水泥浆体不同龄期下的膨胀率、质量损失和抗压抗蚀系数等性能进行了研究,并采用差热分析仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对侵蚀产物物相和微结构进行了分析。结果表明:水泥浆体出现由边角向内部逐层侵蚀,导致水泥试件膨胀、开裂和剥落;增加水灰比和环境中硫酸根离子浓度都会加速侵蚀破坏;在高浓度侵蚀环境下,劣化过程包含慢速破坏阶段和快速破坏阶段,石膏的大量形成是引起试件快速破坏的主要原因。

通过对云母粉进行疏水改性处理制备出一种改性粉体,采用该改性粉体制备出具有疏水性能的砂浆,对该砂浆的吸水率、失水率、干湿循环硫酸盐侵蚀条件下的外观、抗压强度、水溶性SO42-的分布进行了研究,并进行了机理分析。结果表明:所制备的改性粉体能降低砂浆的吸水率和失水率,改善硫酸盐侵蚀条件下砂浆试件的表面剥落、开裂和强度损失。

通过快速冻融试验,测试了不同冻融循环次数后钢纤维橡胶混凝土的质量、相对动弹性模量、抗压强度及损伤层厚度,研究了硫酸盐与冻融环境下钢纤维橡胶混凝土的劣化规律与损伤机理。结果表明:钢纤维橡胶混凝土在硫酸盐溶液中的冻融损伤小于未掺钢纤维的橡胶混凝土;钢纤维橡胶混凝土的劣化程度随钢纤维掺量的增加逐渐减小,但当钢纤维掺量为2.0%时,劣化程度明显增大;损伤层厚度可以表征钢纤维橡胶混凝土的内部损伤,随损伤层厚度增加,损伤层混凝土的抗压强度损失明显;硫酸盐与冻融环境下钢纤维橡胶混凝土的抗压强度与损伤层抗压强度存在相关性,根据劣化后钢纤维橡胶混凝土的抗压强度可计算出损伤层抗压强度。

基于机制砂混凝土在隧道工程服役过程中出现的侵蚀破坏现象,采用相同的原材料、配合比进行混凝土加速侵蚀试验,研究了机制砂成分对隧道混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响。结果表明,含有石膏矿物相且石粉含量较多的机制砂制备出的砂浆试件,在低温环境下发生了硫酸盐侵蚀破坏。因此,在低温环境下使用机制砂作为隧道混凝土细骨料时,必须检验并控制其成分,防止其对混凝土的耐久性带来不利影响。

为研究低温环境下石灰岩机制砂及石粉对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,以掺/未掺石灰岩石粉的机制砂砂浆、掺/未掺石灰岩石粉的天然砂砂浆为模拟对象,结合硫酸盐腐蚀介质及低温环境特点,采用温度(5±1)℃的5%的MgSO4溶液模拟服役环境,对比研究了不同腐蚀龄期(0 d、60 d、90 d、210 d、270 d、360 d)试件的外观和强度变化,并基于XRD、FTIR测试分析了侵蚀产物。结果表明:随着龄期的增长,侵蚀方式由传统的钙矾石型硫酸盐侵蚀逐渐过渡到以碳硫硅酸钙为侵蚀产物的TSA岩侵蚀;石灰岩机制砂和石粉均能促使砂浆产生TSA侵蚀,且石粉的影响更加明显。

通过膨胀率、杨氏模量等宏观性能测试,结合XRD、SEM等微观分析方法,研究了干湿交变条件下内掺和外涂有机硅类材料对水泥基材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响。结果表明:内掺和外涂有机硅类材料均能提高水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能。内掺有机硅类材料会降低试件的初始杨氏模量,并且在侵蚀后期生成少量的钙矾石腐蚀产物。在本文采用的试验条件下,有机硅类材料的使用方式对其提高水泥基材料的抗硫酸盐侵蚀性能的作用效果有较大影响,采用外涂的方式其防护效果优于内掺法。

针对工程中的硫酸盐侵蚀和再生混凝土耐久性问题,利用玄武岩纤维的增强和耐腐蚀特性,对玄武岩纤维再生混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能进行研究,分析了不同再生骨料取代率和玄武岩纤维掺量对再生混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能的影响,对比分析了不同干湿循环次数后混凝土的抗压强度、弹性模量和峰值应变变化情况,得到了再生混凝土硫酸盐侵蚀后的破坏形式和力学参数。引入叠加效应系数K分析了再生混凝土荷载-位移全过程曲线及其破坏机理。结果表明,再生骨料取代率和玄武岩纤维掺量明显影响受硫酸盐侵蚀后混凝土的抗压强度,但对弹性模量的影响较小;硫酸盐侵蚀对混凝土界面过渡区造成的影响使得立方体试件和圆柱体试件的破坏模式差别较大。同时发现,掺入纤维可显著提高再生混凝土峰值应变及变形能力,但对其弹性模量的提高影响较小。通过K值...

补偿收缩混凝土中掺入不同量的纳米SiO2进行抗硫酸盐侵蚀试验,并对其抗压强度和劈裂抗拉强度进行了测定,分析了纳米SiO2掺量对补偿收缩混凝土受硫酸盐侵蚀后压拉性能的影响。结果表明,掺纳米SiO2能有效改善补偿收缩混凝土受硫酸盐侵蚀后的压拉性能,纳米SiO2掺量为0.6%时效果最为理想。双掺0.6%纳米SiO2和1.2%钢纤维还能进一步提高补偿收缩混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。

大量新建混凝土建筑物和构筑物的出现使得混凝土耐久性问题受到格外关注,其中硫酸盐侵蚀是引起混凝土结构过早破坏的四大主因之一。针对侵蚀产物浓度研究成为耐久性研究新的技术领域,本文系统总结了国内外关于硫酸盐侵蚀后混凝土的力学性能劣化规律及钙矾石、二水石膏等膨胀性产物的定性、定量分析研究现状,指出了研究中存在的问题。并且针对分析中发现的不足,为今后的研究提出了建议。

将矿物掺合料分别掺入钢渣混凝土中,与普通混凝土抗压强度及抗侵蚀性能进行比较,从而得出一种适用于钢渣轨枕混凝土的配合比。结果表明,标准养护210d时,钢渣混凝土强度均超过普通混凝土;在180d硫酸盐和镁盐侵蚀下,普通混凝土与钢渣混凝土抗侵蚀系数均大于0.8,抗侵蚀性能良好。当粉煤灰、矿渣粉和钢渣粉三者复掺时,钢渣混凝土的后期抗压强度和抗侵蚀能力均表现最佳。