针对某水工混凝土结构实体,对不同部位、不同强度的不带浆层芯样(A类试件)、带自然碳化浆层芯样(B类试件)进行了快速碳化试验,分别建立了A、B类试件在自然碳化环境下的碳化深度预测方程。结果表明:A类试件的早期碳化深度小于B类试件;随着碳化时间的增长,A类试件的碳化深度会超过B类试件;混凝土的抗压强度越大,A、B类试件达到相同碳化深度所需的时间越长;A类试件的碳化速度系数大于0.50,而B类试件的碳化速度系数小于0.50,说明自然碳化浆层能在一定程度上延缓碳化;基于A、B类试件建立的试验室碳化深度预测方程可用于混凝土结构抗碳化性能的合格性判定;基于B类试件建立的自然碳化深度预测方程的精度较高。

研究了凝灰岩粉的掺量和比表面积对水工混凝土耐久性能(抗渗性能、抗冻性能、抗硫酸盐侵蚀性能)的影响,并通过压汞法从微观层面对掺凝灰岩粉水工混凝土的孔结构进行了分析。结果表明:当凝灰岩粉的比表面积为352 m2/kg,且掺量控制在30%以下时,有利于改善水工混凝土的抗渗性能和抗硫酸盐侵蚀性能;凝灰岩粉的比表面积越大,对水工混凝土中小孔的填充作用越好,但对大孔的填充作用不明显。

研究了花岗岩石粉、粉煤灰等矿物掺合料对水工混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响,采用RCM法测定了氯离子在混凝土试件内部扩散系数的变化规律,并研究了矿物掺合料的掺量与水工混凝土抗氯离子侵蚀性能的关系。结果表明,矿物掺合料混凝土抗氯离子侵蚀性能较普通混凝土得以提高,通过混凝土双掺与单掺矿物掺合料的抗氯离子侵蚀性能的比较,双掺时抗氯离子侵蚀性能比单掺花岗岩石粉时更好。

通过加速碳化方法,研究了水工混凝土单掺花岗岩石粉、单掺粉煤灰及双掺花岗岩石粉及粉煤灰时的抗碳化性能。结果表明,水工混凝土双掺矿物掺合料时的抗碳化性能优于单掺矿物掺合料时的抗碳化性能,且混凝土抗碳化性能随着矿物掺合料掺量及细度的变化,呈现规律性变化。

混凝土耐久性评定重要指标为混凝土抗渗性能,混凝土抗渗试件密封性能是其关键点,从工程试验角度出发,对不同密封方法优缺点进行归纳总结,并对其在抗渗试验中的注意要点进行了阐述。对比试验结果表明:黄油加锚固剂和水泥的密封方法其效果最好,适合于东北地区水工混凝土密封施工。研究成果对于东北地区混凝土耐久性质量提升具有重要参考意义。