干湿循环与风沙吹蚀作用下风积沙混凝土的抗硫酸盐耐久性
发布时间：2021-01-03 20:54
选取内蒙古自治区乌兰布和沙漠的风积沙作为细骨料,用掺量为40%的风积沙替代部分河砂,运用扫描电子显微镜和X射线衍射技术观测并分析风积沙混凝土的微观形貌和物相成分,采用核磁共振技术对风积沙混凝土孔隙结构特征进行测试分析,并对其耐久性进行寿命预测。研究表明:风积沙混凝土在耦合工况下的质量损失较单一干湿循环作用下的质量损失增加了2.21倍,耦合工况下的抗压耐蚀系数曲线始终在单一干湿循环作用下的抗压耐蚀系数曲线下方;D120的最大侵蚀深度为1.66 mm,D120S8的沟壑深度为3.51 mm;经过干湿循环120次后,单一干湿作用的水泥浆体出现长度为9μm的细长裂缝,耦合工况中出现长度为18～36μm的贯通裂缝,腐蚀结晶物多为硫酸盐和碳酸盐;两种工况下T2谱主要呈现两个峰,风积沙混凝土的孔隙在耦合作用下的增长速率大于在单一干湿循环作用下的增长速率;随着干湿循环次数的增加,小孔隙减少,大孔隙增多,其内部的小孔隙向大孔隙转化,孔隙度都与自由流体饱和度的变化规律成正比;通过寿命预测模型求得风积沙混凝土的服役时间为125 a,该研究可为风积沙混凝土在风蚀区硫酸盐环境下的工程建设提...
【文章来源】：材料导报. 2020年20期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
风沙吹蚀装置
风积沙混凝土在两种工况下的质量损失率和分计质量损失率如图2、图3所示。由图2可知,风积沙混凝土经历单一干湿循环后的质量损失率可划分为四个主要阶段:快速下降段、缓慢下降段、缓慢上升段和持续平稳段。干湿循环15次后,盐结晶填充速率降低,质量增加变缓,直至60次时出现“拐点”,质量损失率上升直至平稳。耦合工况下干湿循环30次时就提早达到“拐点”,而后质量损失率呈现波动性上升趋势。图3 风积沙混凝土的分计质量损失率(电子版为彩图)
图2 风积沙混凝土的质量损失率由于混凝土表面结构疏松多孔,硫酸盐与水泥砂浆发生化学反应生成大量的盐结晶,初始阶段这些盐结晶迅速填充混凝土表面孔隙,质量损失率快速下降。干湿循环15次之后,盐结晶填充速率降低,质量增加变缓,直至出现“拐点”。出现“拐点” 的原因在于水化反应加剧了具有膨胀特性的石膏和高硫型水化硫铝酸钙(钙矾石,AFt)以及大量的盐结晶的生成,AFt和石膏在膨胀应力作用下会胀裂混凝土孔隙,导致混凝土表层开裂,形成较长的裂缝;盐结晶在高温烘干作用下也会析出,产生的结晶压力足以使混凝土开裂,从而形成微裂纹,二者共同作用导致混凝土出现掉渣的现象,质量损失率开始缓慢上升。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浮石混凝土风沙吹蚀与冻融耦合的破坏机理研究[J]. 王仁远,申向东,薛慧君,刘倩,刘政,韩超. 应用基础与工程科学学报. 2019(02)
[2]MgSO4-冻融循环作用下风积沙混凝土的微观孔隙研究[J]. 邹欲晓,申向东,李根峰,薛慧君,原奇,熊路. 建筑材料学报. 2018(05)
[3]钙矾石的形成与作用[J]. 钱觉时,余金城,孙化强,马英. 硅酸盐学报. 2017(11)
[4]风沙吹蚀与干湿循环作用下风积沙混凝土抗氯盐侵蚀机理[J]. 薛慧君,申向东,王仁远,刘倩,刘政,韩超,原奇. 农业工程学报. 2017(18)
[5]风积沙混凝土的抗冻性与冻融损伤机理分析[J]. 吴俊臣,申向东. 农业工程学报. 2017(10)
[6]干湿循环作用下水泥基复合材料抗氯离子侵蚀性能及其微观结构变化[J]. 李永强,巴明芳,柳俊哲,贺智敏. 复合材料学报. 2017(12)
[7]风积沙水泥基混凝土的工程应用与耐久性能研究现状[J]. 吴俊臣,申向东,董伟,郝贠洪. 硅酸盐通报. 2015(10)
[8]基于核磁共振技术的岩石孔隙结构冻融损伤试验研究[J]. 李杰林,周科平,张亚民,许玉娟. 岩石力学与工程学报. 2012(06)
[9]盐碱地区土壤对混凝土腐蚀规律和机理的研究[J]. 田冠飞,冷发光,张仁瑜,马孝轩. 装备环境工程. 2007(05)
[10]高性能混凝土抗硫酸盐侵蚀耐久寿命预测初探[J]. 杜应吉,李元婷. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2004(12)
博士论文
[1]地铁工程混凝土耐久性研究与寿命预测[D]. 杜应吉.河海大学 2005
本文编号：2955472
【文章来源】：材料导报. 2020年20期 北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
风沙吹蚀装置
风积沙混凝土在两种工况下的质量损失率和分计质量损失率如图2、图3所示。由图2可知,风积沙混凝土经历单一干湿循环后的质量损失率可划分为四个主要阶段:快速下降段、缓慢下降段、缓慢上升段和持续平稳段。干湿循环15次后,盐结晶填充速率降低,质量增加变缓,直至60次时出现“拐点”,质量损失率上升直至平稳。耦合工况下干湿循环30次时就提早达到“拐点”,而后质量损失率呈现波动性上升趋势。图3 风积沙混凝土的分计质量损失率(电子版为彩图)
图2 风积沙混凝土的质量损失率由于混凝土表面结构疏松多孔,硫酸盐与水泥砂浆发生化学反应生成大量的盐结晶,初始阶段这些盐结晶迅速填充混凝土表面孔隙,质量损失率快速下降。干湿循环15次之后,盐结晶填充速率降低,质量增加变缓,直至出现“拐点”。出现“拐点” 的原因在于水化反应加剧了具有膨胀特性的石膏和高硫型水化硫铝酸钙(钙矾石,AFt)以及大量的盐结晶的生成,AFt和石膏在膨胀应力作用下会胀裂混凝土孔隙,导致混凝土表层开裂,形成较长的裂缝;盐结晶在高温烘干作用下也会析出,产生的结晶压力足以使混凝土开裂,从而形成微裂纹,二者共同作用导致混凝土出现掉渣的现象,质量损失率开始缓慢上升。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浮石混凝土风沙吹蚀与冻融耦合的破坏机理研究[J]. 王仁远,申向东,薛慧君,刘倩,刘政,韩超. 应用基础与工程科学学报. 2019(02)
[2]MgSO4-冻融循环作用下风积沙混凝土的微观孔隙研究[J]. 邹欲晓,申向东,李根峰,薛慧君,原奇,熊路. 建筑材料学报. 2018(05)
[3]钙矾石的形成与作用[J]. 钱觉时,余金城,孙化强,马英. 硅酸盐学报. 2017(11)
[4]风沙吹蚀与干湿循环作用下风积沙混凝土抗氯盐侵蚀机理[J]. 薛慧君,申向东,王仁远,刘倩,刘政,韩超,原奇. 农业工程学报. 2017(18)
[5]风积沙混凝土的抗冻性与冻融损伤机理分析[J]. 吴俊臣,申向东. 农业工程学报. 2017(10)
[6]干湿循环作用下水泥基复合材料抗氯离子侵蚀性能及其微观结构变化[J]. 李永强,巴明芳,柳俊哲,贺智敏. 复合材料学报. 2017(12)
[7]风积沙水泥基混凝土的工程应用与耐久性能研究现状[J]. 吴俊臣,申向东,董伟,郝贠洪. 硅酸盐通报. 2015(10)
[8]基于核磁共振技术的岩石孔隙结构冻融损伤试验研究[J]. 李杰林,周科平,张亚民,许玉娟. 岩石力学与工程学报. 2012(06)
[9]盐碱地区土壤对混凝土腐蚀规律和机理的研究[J]. 田冠飞,冷发光,张仁瑜,马孝轩. 装备环境工程. 2007(05)
[10]高性能混凝土抗硫酸盐侵蚀耐久寿命预测初探[J]. 杜应吉,李元婷. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2004(12)
博士论文
[1]地铁工程混凝土耐久性研究与寿命预测[D]. 杜应吉.河海大学 2005
本文编号：2955472
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/2955472.html
