SAP内养护作用对高性能混凝土耐磨性影响

采用高吸水树脂(SAP)作为内养护材料,研究了SAP掺量和额外引水倍数对高性能混凝土水化程度、28 d抗压强度和耐磨性的影响。结果表明:SAP能提高混凝土的水化程度,且水化程度随SAP增加而增加;混凝土的耐磨性和28 d抗压强度随SAP掺量和额外引水倍数的增加而先增大后减少;原因是少量的SAP能减少混凝土干缩裂缝,改善界面区结构,提高骨料和胶凝材料之间的粘结力,但SAP掺量太大会减小混凝土受压有效面积从而降低耐磨性和强度,因此需要合理设计SAP掺量。     

SAP吸-释水行为及其对混凝土性能的影响机制综述

高吸水性树脂(Super-absorbent Polymer, SAP)因其优异的吸、储、释水特性已发展成为理想的混凝土内养护材料之一。为了明晰SAP吸-释水行为与混凝土性能之间的联系,提升SAP的养护效率和混凝土性能,总结了SAP吸-释水的3种理论,系统分析了SAP在不同溶液中的吸-释水行为、SAP与水泥浆体间的水分交换机制及SAP与混凝土内部湿度之间的关系;论述了SAP水分运移行为研究方法,分析了各方法的特点及适用性;从水化行为、孔结构和微观形貌的角度探讨了SAP粒径、掺量及额外引水量对混凝土性能的影响。结果表明：离子网络理论、溶液热力学理论和凝胶相转变理论可以很好的阐释SAP在不同溶液中的吸-释水行为,SAP内部吸附水和毛细水的含量是影响SAP释水周期的关键因素,SAP的吸-释水特性决定了混凝土内部水分的分布;SAP内养护混凝土的微观结构和宏观性能受SAP掺量、粒径和额外引水量等参数综合影响,合适的参数可使水化产物填充SAP释水产生的孔洞,细化混凝土孔结构、提高密实度、改善力学性能并提升耐久性。SAP还可提高混凝土的自愈合能力、提升耐火剥落性及实现藻类在混凝土上的定植等。未来应进...     

掺加高吸水树脂(SAP)的混凝土孔结构及其耐久性

针对西北干旱地区混凝土外养护效果不佳，且养护试件极易开裂、耐久性较差的现状。采用自制高吸水树脂(SAP)作为内养护材料，通过核磁共振分析测试了不同掺量的SAP对混凝土孔结构的影响，并基于抗裂圆环试验评价不同掺量的SAP对混凝土试件抗裂性能的影响，此外通过抗冻性能试验和抗氯离子渗透试验探讨了不同掺量的SAP对混凝土试件耐久性能的影响。结果表明：掺加适量的SAP会使得混凝土内部的凝胶孔隙和毛细孔增多；掺加SAP并在内养护条件下可有效改善混凝土试件的耐久性能；SAP掺量越多，混凝土开裂现象改善效果越显著，抗氯离子渗透性能越强；抗冻性指标不同，SAP最佳掺量不同。     

养护制度对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

通过检测不同养护制度下混凝土试样的氯离子电通量,并通过扫描电镜观察其水化产物形貌,研究不同的养护制度对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。研究表明:前期蒸养后的混凝土抗氯离子渗透性会明显降低;经过蒸养后再水养条件下的混凝土氯离子电通量最低,水化产物分布更为均匀;前期蒸养+水养7d+自然养护至28d的养护方式最有利于混凝土预制构件的生产。     

SAP内养生路面混凝土抗渗性及机理研究

为改善路面混凝土抗渗性能,采用高吸水性树脂(SAP)对路面混凝土进行内养生,设计氯离子渗透试验、劈裂抗拉强度试验,研究不同SAP参数对路面混凝土抗渗性及劈裂抗拉强度的影响,同时设计水化热测试、水化反应程度测试及扫描电镜(SEM)等微观试验,探索SAP参数对胶凝材料水化过程及混凝土微观形貌的影响。结果表明：SAP显著提高了混凝土抗渗性及劈裂抗拉强度,0.17%掺量的SAP内养生混凝土氯离子迁移系数比基准组降低33.62%,劈裂抗拉强度增大50.07%;SAP的加入,有效降低胶凝材料水化放热速率、降低放热量、延缓水化进程、提高水化反应程度;SAP增强胶凝材料与集料黏附性,明显减小混凝土表面裂缝,同时促进胶凝材料二次水化,产生的大量水化产物,充分填充混凝土内部孔隙及SAP释水残留孔,增强了浆体密实性,从而改善混凝土抗渗性等耐久性。     

不同养护方式下混凝土箱梁的耐久性和微孔结构

为了研究在西部干旱缺水地区不同养护方式下混凝土箱梁的力学性能和耐久性等宏观性能以及气泡分布、含气量和微孔结构等各项微观参数,采用标准、蒸汽、橡塑板、聚乙烯薄膜和土工布等5种不同的养护方式对养护28d的试验箱梁、同条件养护试块和抗裂圆环进行试验。结果表明:养护方式的保温保湿效果越差,混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性越差;含气量越大,出现大孔频率增加,平均孔径变大,不同养护方式下的混凝土均保持着良好的抗冻性。其中标准养护下混凝土的强度、抗裂性和抗氯离子渗透性最好。随着含气量的增加,混凝土的骨架密度、总孔面积、总孔体积和孔比表面积等气孔参数均逐渐增加,抗压强度下降。     

橡胶颗粒掺量及粗细对水泥混凝土路面抗渗及抗冻影响

以橡胶颗粒取代细集料砂子的取代率及细度模数为变量,采用二因素、四水平的正交试验,研究橡胶颗粒掺量和粗细程度对水泥混凝土路面抗渗及抗冻的影响。结果表明:橡胶颗粒的掺入有效提高了混凝土的抗氯离子渗透和抗盐冻性能。橡胶颗粒的取代率和细度模数对混凝土抗氯离子渗透性影响显著,橡胶颗粒的取代率对混凝土抗盐冻性影响特别显著,细度模数对混凝土抗盐性影响显著。当混凝土中掺入细度模数为1.38的特细橡胶粉,且掺量为细集料的40%(体积比)时,混凝土抗氯离子渗透电通量为527 C,抗盐冻等级为F500。     

道路水泥混凝土抗盐冻性试验研究

分析提出了一种道路水泥混凝土抗盐冻试验方法,并据此通过室内试验,分析了材料组成参数、粗集料技术性质和龄期对道路混凝土抗盐冻性的影响。研究结果表明,不同的降低水灰比途径均可以改善道路混凝土的抗盐冻性,但减少用水量较增大水泥用量效果更佳;引气是提高抗盐冻性的必要手段,宜同时采取引气和低用水量措施;提高砂浆体积分量可提高引气混凝土的抗盐冻性,对非引气混凝土则不显著,这与其可提高引气剂的引气效果有关;分析了粗集料技术性质对抗盐冻性的影响,建议了有抗冻要求道路混凝土用粗集料的技术性质要求;充分地养护同样是提高抗盐冻性的重要措施;最后总结提出了道路混凝土抗盐冻性设计建议。     

高吸水树脂对混凝土强度与水化过程的影响

采用高吸水性树脂(SAP)作为内养护材料制备高性能混凝土,研究了其对高性能混凝土抗压强度的影响,并采用无接触电阻率测量仪分析了其对水泥水化过程的影响,结合SEM微观分析探讨了内养护作用机理。结果表明,SAP的掺入对混凝土拌和物的流动性影响显著,同时混凝土初期强度下降明显,但是随着养护龄期的延长,抗压强度逐渐提高,建议合适掺量为胶凝材料质量的0.2%~0.3%;SAP掺入以后对新拌混凝土电阻率带来明显变化,采用无电极电阻率测试仪可以较好反映SAP的掺入对水泥水化的影响;采用干拌的形式加入SAP材料导致水泥早期水化延缓,但是到了加速期结束以后材料内部自由水分消耗严重,SAP内养护作用体现,电阻率迅速上升;SAP凝胶失水后坍缩成有机薄膜,导致200~400μm的不规则孔隙数量增多,但由于缓慢释水作用有利于钙矾石的生成和结构密实性的提升,因此混凝土的后期抗压强度有所改善。     

再生骨料混凝土耐久性能试验研究

重点研究了再生混凝土抗碳化、抗氯离子渗透、抗冻融等性能及其微观结构组成.试验结果表明:天然骨料混凝土的抗碳化、抗冻与抗氯离子渗透性能均优于再生骨料混凝土;其中,再生混凝土的28 d氯离子渗透系数与天然骨料混凝土相差不大,但随着养护龄期的延长,其抗氯离子扩散性能提高不明显.     

基于宏观性能及细观结构的多尺度道路混凝土抗盐冻性能研究

道路混凝土暴露于自然环境中受到冻融循环与除冰盐的共同作用,导致内部结构疏松、微裂纹扩展,最终造成道路混凝土宏观性能迅速衰减、耐久性劣化。为了从本质上研究道路混凝土盐冻劣化机理,对盐冻作用下的道路混凝土宏观性能衰减进行研究,采用压汞法及SEM对盐冻作用下的道路混凝土细观结构进行表征,从宏观性能及细观结构多尺度研究道路混凝土抗盐冻性能。试验结果表明:盐冻作用下道路混凝土相对动弹性模量不断减小、累积剥落量逐渐增加;与冻融单因素作用相比,盐冻作用下试件的劣化更严重,当冻融150次后盐冻下试件动弹性模量比冻融单因素时低11.4%(含气量4%)、6.3%(含气量6%),累积剥落量比冻融单因素作用时增长36.7%(含气量4%)、47.1%(含气量6%)。盐冻作用的结晶膨胀效应、渗透效应及温度梯度效应综合作用,造成道路混凝土临界孔径、最可几孔径及平均孔径减小,混凝土内部孔隙不断细化、孔隙连通性提高、渗透路径的曲折性降低;与冻融单因素作用相比,盐冻作用下的多害孔比例增加1.5倍(含气量2%)、0.6倍(含气量4%)、1.1倍(含气量6%)。     

粗骨料含量对再生混凝土抗氯离子渗透性能影响的试验研究

试验设计制作了3系列不同粗骨料含量的混凝土试块,利用NEL饱盐电导率法对试块进行了抗氯离子渗透性能的测定,以探讨粗骨料含量对普通和再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明:对于普通混凝土,粗骨料的稀释效应和曲折效应占主导地位,界面区效应处于次要地位,表现为随着粗骨料含量的增加,其抗氯离子渗透性能增强,渗透系数呈现减少的趋势;对于再生混凝土,粗骨料的界面区效应占主导地位,其稀释效应和曲折效应处于次要地位,表现为渗透系数随着粗骨料含量的增加而增大,抗氯离子渗透性能下降;对掺有8%硅灰的再生混凝土,随粗骨料含量的增加,渗透系数先增加后降低,降低趋势相对平缓,不如普通混凝土显著。     

预湿轻细骨料内养护混凝土微观结构与渗透性能

为研究预湿轻细骨料对于内养护混凝土的渗透性能的影响,分别对预湿轻细骨料内养护混凝土和普通混凝土的电通量和氯离子渗透深度进行试验研究,并采用扫描电子显微镜观察对比轻细骨料和普通砂周围的微观结构。试验结果表明,内养护混凝土的电通量和氯离子扩散系数均略高于普通混凝土,但是相差在5%以内,说明预湿轻细骨料的掺入对混凝土渗透性的影响较小。酸性环境影响混凝土的氯离子渗透性能,在氯离子浓度几乎相同的单一氯化钠盐溶液和酸性复合溶液(p H=2和4)试验条件下,后者测得的混凝土渗透动力学系数明显增大,但渗透深度与浸泡时间平方根仍然具有较好的线性关系。此外,通过扫描电镜观察微观结构的BSE图像结果显示,由于内养护效应,轻细骨料附近的界面过渡区相比于普通骨料更加致密均匀,这有助于改善内养护混凝土的抗渗透性能。轻细骨料内部存在较多的开放性大孔隙,是有害离子潜在的扩散通道,并且电测试验和氯离子扩散试验中的真空饱水、饱盐操作增大了这种可能性。但实际内养护混凝土体系中的轻细骨料在释水后不会反向吸湿,失水大孔不再提供传输路径。     

港珠澳大桥承台后浇孔混凝土抗渗性能研究

采用不同水胶比、不同减水剂掺量及不同膨胀剂掺量对港珠澳大桥承台后浇孔混凝土进行试验,并对混凝土的氯离子渗透系数进行分析,研究低水胶比、减水剂掺量及膨胀剂掺量对混凝土抗渗性的影响规律。试验结果表明,随着水胶比的降低,混凝土的氯离子渗透系数减小;在低水胶比条件下,随着减水剂掺量和膨胀剂掺量的增大,混凝土的密实程度增加,抗氯离子渗透性能增强。     

高寒地区桥面板水泥混凝土抗盐冻性能研究

针对新疆高寒地区桥面板水泥混凝土处于气候严寒和氯盐侵蚀的工作环境,设计桥面板混凝土配合比正交因素表以及混凝土盐冻、水耦合试验方案。通过混凝土盐冻后剥蚀量和动弹性模量损失,分析用水量、水胶比、引气剂掺量以及粉煤灰掺量对桥面板混凝土抗盐冻性能的影响规律。通过混凝土内部结构、力学性能以及耐磨性变化规律分析盐冻对混凝土的性能影响规律。结合性能损伤试验,分析桥面板混凝土抗盐冻性能改善机理,提出基于抗盐冻性能设计的桥面板混凝土配合比建议值。试验结果表明:用水量和引气剂掺量对桥面板混凝土的抗盐冻性能起决定性作用,方差分析值分别为92.80和59.35;用水量由144 kg/m~3增至156 kg/m~3,混凝土相对动弹模量减小了4.85%,剥蚀量由1.68 kg/m~2增至1.93 kg/m~2,增幅约14.8%;引气剂掺量从0.4‰增至1.2‰,混凝土的相对动弹模量增幅达到4.4%;混凝土盐冻剥蚀量与相对动弹模量呈线性关系,随着剥蚀量的增加相对动弹模量逐渐减低;经过300次冻融循环后,混凝土的抗弯拉强度损失率均超过17%,水胶比由0.34增至0.4,混凝土的抗弯拉强度损失率由21%增至33%;3种水胶比时,100次盐冻循环后混凝土的磨损量提高了6%,说明盐冻虽然能加快混凝土表面砂浆层剥蚀速度,但对混凝土剥蚀面以下砂浆层磨损不明显。     

PERMIT法在桥梁结构混凝土氯离子渗透性现场测试中的应用

混凝土的抗氯离子渗透性是决定钢筋混凝土结构耐久性的关键因素之一。氯离子渗透性能是评价混凝土尤其是水胶比较低的高性能混凝土耐久性的重要指标,反映了混凝土抵抗周围环境中的氯离子侵入和腐蚀的能力。PERMIT法是目前唯一一种能用于混凝土结构抗氯离子渗透性现场测定的试验方法。主要介绍了PERMIT试验方法及其在桥梁结构混凝土氯离子渗透性现场测试中的应用。     

掺加矿粉和粉煤灰的混凝土渗透性能分析

矿粉和粉煤灰可以有效提高混凝土的抗氯离子渗透性能,且掺量、龄期是影响混凝土抗氯离子渗透性的主要因素。大量试验表明:混凝土的抗氯离子渗透性能随着矿粉、粉煤灰单掺掺量增多、试验龄期延长而增强;在龄期和掺量相同条件下,矿粉、粉煤灰双掺混凝土的抗氯离子渗透性能最好,矿粉单掺次之,粉煤灰单掺最差;试验龄期对粉煤灰单掺混凝土的抗氯离子渗透性能影响最大,矿粉、粉煤灰双掺次之,对矿粉单掺混凝土的抗氯离子渗透性能影响最小。     

大掺量矿物外加剂引气混凝土耐久性研究

该文通过混凝土电量法、收缩试验、滚珠轴承耐磨度试验分析了大掺量矿物外加剂对引气道路混凝土耐久性的影响。结果表明:掺入50%矿渣,可以提高引气道路混凝土抗氯离子渗透性,减小混凝土收缩,但对耐磨度无明显改善作用;掺入30%粉煤灰,引气道路混凝土早期耐磨度低于基准混凝土,但后期有较大增长,而且可以提高抗氯离子渗透性和减少混凝土收缩;掺入10%硅灰,能提高引气道路混凝土抗氯离子渗透性和耐磨度,减少混凝土的收缩。     

密封防水剂改善水泥混凝土性能的试验分析

为提高水泥混凝土的耐久性,采用密封防水剂对混凝土进行养护和加固,从混凝土吸水率、抗压强度、抗碳化深度、耐磨耗性能和抗盐冻试验等方面进行对比试验。试验结果表明:刷涂密封防水剂后混凝土吸水率由2.32%降低至0.94%,混凝土试件的抗压强度有一定程度的增加;试件7d碳化深度降低51.8%;混凝土表层耐磨度降低46.8%;试件盐冻试验表面砂浆层剥落量降幅达60%。刷涂密封防水剂后,混凝土内部变得更致密,经密封防水剂养护后的混凝土体在沿海及盐腐蚀较为严重的地区,具有更好的抵抗盐腐蚀的性能。     

纤维混凝土抗盐冻性能试验研究

为提高季冻区路用水泥混凝土的抗盐冻性能,以钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维混凝土和素混凝土为研究对象,进行盐冻条件下的弯拉强度及冻融循环试验,分析200次冻融循环作用下混凝土的弯拉强度损失、相对动弹模量、质量损失及疲劳寿命。研究结果表明:纤维的掺入可显著提高混凝土的弯拉强度(聚丙烯纤维除外)、抗盐冻性能及疲劳性能;钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维4种纤维掺入后,混凝土的弯拉强度分别比素混凝土弯拉强度增加14.3%、7.9%、20.6%和-4.8%;抗盐冻性能由高到低为聚丙烯纤维钢纤维PVA玄武岩纤维;200次冻融循环作用下,疲劳寿命由大到小为钢纤维PVA聚丙烯纤维玄武岩纤维素混凝土路面。4种纤维中,钢纤维混凝土弯拉强度和抗盐冻性能良好,且冻融前后疲劳性能最佳,因而在季节性冰冻地区水泥混凝土路面材料设计时应当优先推荐使用钢纤维。