海工混凝土耐久性摘要

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闫乙鹏,山宏宇,叶青.复掺矿物掺合料海工混凝土氯离子抗渗性机理分析及寿命预测[J].公路,2012,(1):148-151.

降低水胶比及复掺粉煤灰和矿粉能有效提高混凝土的氯离子抗渗性,使混凝土的设计寿命得到延长。采取控制海工混凝土原材料中的氯离子含量和提高混凝土的致密性等方法可有效防止氯离子对混凝土结构和钢筋的侵蚀,粉煤灰和矿粉中的活性物质能有效改善水泥水化产物的组成和含量,优化界面过渡区的结构,提高了混凝土的密实性,使混凝土的氯离子抗渗性得到改善。在一定的掺量范围内,水胶比越小,胶凝材料用量越大,粉煤灰和矿粉掺量越大时,氯离子渗透系数越小,海工混凝土预测使用寿命越长。

彭伟.粉煤灰和矿渣粉对海工混凝土性能的影响[J].四川建材,2009,35(4):6-7.

粉煤灰掺入到混凝土中,取代部分水泥,由于粉煤灰由大小不等的球状玻璃体组成,表面致密光滑,在混凝土拌和物中可以起到滚珠效益;新拌混凝土拌和物的水泥颗粒易聚集成团,掺入粉煤灰,由于表面负电性作用,可以有效地分散水泥颗粒,释放更多的浆体来包裹骨料颗粒;能降低用水量,使混凝土的水灰比降低到更低水平,减少混凝土拌和物的离析和泌水。

矿渣粉在水泥水化初期,矿渣粉分布并包裹在水泥颗粒的表面,阻碍了水泥与水的接触,减小了水泥水化速度,起到了延缓和减少水泥初期水化物相互搭接的隔离作用,使得掺有矿渣粉的海工混凝土坍落度经时损失比普通混凝土小,凝结时间比普通混凝土长,有利于本工程桩基海工混凝土的泵送施工。

粉煤灰与矿渣粉复合掺加,两种材料的火山灰效应、形态效应和微集料效应互相叠加,形成工作性能互补效应,使得混凝土具有良好的抗渗性和可泵性,同时粉煤灰中富含的球状玻璃体的润滑作用可以改善由于矿渣粉的掺入所导致的海工混凝土粘聚性提高、泌水性增加的趋势,使新拌海工混凝土得到最佳的流动性和粘聚性。粉煤灰与矿渣粉一起按比例掺入混凝土中,配有高效减水剂得到的海工耐久混凝土,较好的利用了两种掺合料的优点,使之产生强度互补效应,兼顾了混凝土早期强度与后期强度,早期发挥矿渣粉的火山灰效应,改善浆体和集料的界面结构,弥补由于粉煤灰的火山灰效应滞后,产生的凝胶数量不足导致与未反应的粉煤灰之间的界面粘结不牢引起的早期强度损失;后期发挥粉煤灰的火山灰效应所带来的孔径细化作用以及未反应的粉煤灰的内核作用使得混凝土的强度持续提高。

无论是粉煤灰与矿渣粉的火山灰效应生成的更致密的胶凝体,提高海工混凝土的强度和抗渗性,还是粉煤灰与矿渣粉的微集料效应减小了海工混凝土的毛细孔径,提高抗氯离子扩散的能力,还是粉煤灰与矿渣粉的等量取代降低了海工混凝土的初始温度,减少了温度裂缝,提高了结构物钢筋腐蚀时间等等都是在直接或间接的提高海工混凝土的耐久性。

徐忠琨.关于海工混凝土耐久性问题的探讨[J].水运工程,2008,(11):73.

根据《海港工程混凝土防腐蚀技术规范》,高性能混凝土应具有高耐久性、高抗氯离子渗透性、高尺寸稳定性和较高的强度。

李丽琴.补偿收缩海工混凝土耐久性的研究[D]. 浙江:浙江工业大学,2005.

降低水灰比能显著地提高混凝土的强度及抗海水侵蚀及抗硫酸盐侵蚀的能力,减少混凝土的收缩和质量变化,并且能有效提高混凝土抗氯离子渗透能力。

海工混凝土在早期不具有抗氯离子渗透能力,混凝土的抗氯离子渗透能力随孔隙率的降低而提高,海工混凝土的氯离子迁移电量与龄期成反比。混凝土的抗氯离子渗透能力除了主要与混凝土密实度(孔结构)有关外,还主要与其硬化浆体中水化铝酸钙(矿渣掺量)的含量有关,因此不能以强度发展规律来推测混凝土的抗氯离子渗透能力。

掺入适量的矿渣可以降低高性能混凝土的脆性:矿渣掺量越高,混凝土膨胀变形越大,这对提高高性能混凝土的耐久性非常有效;但矿渣含量不宜过高。

林忠斌, 杨忠军, 刘炜峰.海工混凝土氯离子扩散系数的试验研究[J].混凝土,2008,(2):62.

混凝土氯离子扩散系数变化与混凝土水胶比有关系,混凝土水胶比变大,混凝土氯离子扩散系数变大,相反就反之,而与混凝土砂率无关。

混凝土氯离子扩散系数变化与单方混凝土胶凝用量也有关系,单位立方米混凝土胶凝用量变大,混凝土氯离子扩散系数变大,相反就反之。

混凝土28、84d氯离子扩散系数的影响因数中,混凝土水胶比是主要影响因数,混凝土胶凝材料用量是次要因数。

杨文武.海工混凝土抗冻性与抗氯离子渗透性综合评价[D].重庆:重庆大学,2009.

通过混凝土成型3d后放入海水中养护并与标准养护同龄期抗压强度对比,发现,无论是普通混凝土还是掺加粉煤灰、硅灰以及磨细矿渣的混凝土,海水对混凝土具有早强作用,尤其是早期7d的抗压强度比标养显著增长。并提出了以抗压强度值变化来评价海水对混凝土强度发展影响的指标,其公式为:

结果显示,28d龄期是所有混凝土SCF值增长由高变低的共同转折点,这一曲线上的转折点不受掺合料、外加剂、水胶比等因素的影响,而28d龄期以后所含海水“腐蚀源”开始发挥了强度劣化作用,此时可认为混凝土已近似达到海水饱和程度。通过SCF 值变化发现,混凝土成型3d后,放入天然海水中养护至28d龄期能够保证混凝土强度和内部结构与标养强度对比不下降而且具有较高的海水含量,这也与长期服役海工混凝土中海水含量较高的实际情况相对应。JTJ270-98《水运工程混凝土试验规程》规范中建议,混凝土成型后标准养护28d,然后浸泡在海水中4d,再进行模拟海洋环境的实验方法显得偏于保守。

对于强度等级小于60MPa的混凝土,无论是普通混凝土还是掺加粉煤灰、硅灰或磨细矿渣的混凝土以及掺加引气剂与否,强度等级与混凝土的冻渗性没有直接的相关性。

张志刚,刘仕东,高庆飞.海工混凝土结构耐久性研究[J].公路交通科技,2008,(12):127-128.

俞海勇,徐强,王琼.矿物掺合材料在高性能海工混凝土中的应用[J].粉煤灰,2003,(5):25.

多元复合胶凝材料对混凝土性能的改善与其在混凝土中形成良好微级配,微集料效应、形态效应、界面效应、火山灰效应等复合交互迭加有关。合理控制各种矿物掺合料的物理性能和掺量比例等参数,可最大化发挥多元胶凝材料的复合效应,改善混凝土的综合性能。

刘志勇.基于环境的海工混凝土耐久性试验与寿命预测方法研究[D].南京:东南大学,2006.

探讨了海洋不同区位环境下有害物质在混凝土中的传输机制及其与混凝土性能劣化机制的基本理论问题:

流体中有害化学物质在硅中的传输机制主要包括下列凡种方式:压力梯度下的渗透、浓度梯度下的扩散、干湿交替条件下的毛细吸入以及电位梯度下的离子迁移,与此

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