王桂明
材料导报
混凝土耐久性是国际工程界的重要研究课题.大量研究表明:渗透性是影响水泥混凝土耐久性的最关键因素,它与混凝土耐久性之间存在着极其密切的关系.因此,改善和增强水泥混凝土的抗渗性能,并使其具有优良的裂缝自修复能力是提高混凝土耐久性的重要途径,对提高混凝土的耐久性具有重要的意义.在对裂缝自修复作用机理的分析研究基础上,制备了一种裂缝自修复材料,对该材料的自修复功能和作用机理进行了研究与表征,并系统研究了该材料对混凝土耐久性的影响.主要结论如下:(1)在查阅与分析了大量国内外文献资料的基础上,提出了化学转换自修复反应思想,以此为理论依据,制备出了化学转换型水泥混凝土裂缝自修复材料--CCSM.(2)研究表明CCSM可显著提高水泥基材料(砂浆、混凝土)的抗渗性能和抗压强度.砂浆试件的一次抗渗压力由0.4MPa提高到1.4MPa以上,二次抗渗压力由0.1MPa提高到1.2MPa以上,抗压强度则由20.41MPa提高到23.54MPa.(3)CCSM涂层试件的二次和多次抗渗性能的研究表明,CCSM可显著提高混凝土的抗渗自修复能力;对去涂层试件抗渗性能进一步研究证明CCSM主要是通过活性化学物质扩散渗透到混凝土内部,借助化学转换作用来提高混凝土的抗渗性,并赋予混凝土自修复功能.(4)XRD衍射、压汞试验、SEM显微分析和成分分析研究表明,CCSM内含的活性化学物质在水泥基材料中具有扩散渗透性,能在较短的时间内扩散到水泥基材料的内部,并通过化学转换反应促使试件内部的未水化水泥等活性胶凝物质与游离钙离子在孔隙和裂缝中生成不溶性的硅酸钙等结晶体,堵塞内部孔隙,封闭毛细孔通道,显著降低试件的孔隙率(由36.4%降低到14.8%),并使试件内部的有害孔(孔径为100～200nm)和多害孔(孔径大于200nm)明显减少,从而阻止水与侵蚀性介质向内部的扩散.而CCSM的活性化合物在化学转换反应中并不消耗,可反复参与反应,从而赋予水泥基材料持久的裂缝自修复功能.(5)对影响CCSM自修复作用的相关因素的研究表明,水泥基材料中应有一定量的水泥含量(10%以上),才能使CCSM化学转换反应充分进行,从而有效提高混凝土的裂缝自修复作用;延长养护时间、增大环境湿度均有利于CCSM化学转换作用的发挥.(6)研究发现CCSM可明显提高混凝土耐化学侵蚀和抗冻融破坏能力.CCSM处理试件在盐酸和氢氧化钠溶液中浸泡3个月后的抗压强度明显提高(增长率超过28%),在硫酸钾溶液中略为降低(小于10%),抗渗压力均由1.4MPa提高到1.5MPa以上;而基准试件的抗压强度分别减少了20%、18%和27%,抗渗压力由0.6MPa降低为0.4MPa;经150次冻融破坏后,CCSM处理试件的强度损失仅为3.5%,而未处理试件强度损失达到15.6%.CCSM改善混凝土耐化学侵蚀和抗冻融破坏的作用机理在于,CCSM通过化学转换反应大幅度减少了试件内部的毛细孔(孔径为100～1000nm),有效地阻止了水和侵蚀性介质向试件内部的扩散,从而显著降低了侵蚀性介质和孔隙水对试件产生的化学侵蚀和冻融破坏.(7)CCSM还可有效抑制水泥混凝土的碱集料反应.当内掺水泥用量3%的CCSM后,试件长度膨胀率仅为基准样的1/9.(8)吸水率和氯离子扩散系数的测试显示,CCSM可使水泥混凝土的吸水增重率从基准试件的5.91%降低到0.23%～0.56%,氯离子扩散系数仅为基准试件的1/5左右.钢筋锈蚀试验表明:在NaCl溶液中长期浸泡后,CCSM处理试件中钢筋仍保持为钝化状态.由此可见,CCSM显著减少了水和氯离子等侵蚀性介质对混凝土的渗透,可有效防止水泥混凝土中的钢筋锈蚀.(9)依据扩散理论建立了CCSM在混凝土中的渗透扩散方程,并采用有限元分析方法对CCSM中的活性化合物在混凝土中的扩散速度、扩散深度进行了数值模拟.该模型的理论预测结果与实际测试结果具有很好的吻合性,可用于对CCSM实际工程应用的理论指导.
关键词:
混凝土
,
耐久性
,
抗渗
,
自修复
,
化学侵蚀
,
冻融
,
碱集料反应
,
钢筋锈蚀
翟梦怡
,
赵计辉
,
王栋民
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.05.023
锂渣是生产锂盐过程中产生的工业废渣,其含有大量活性SiO2和Al2O3,有作为辅助胶凝材料的应用潜力.从物理性质、化学成分与矿物组成、活性评价与活性激发等方面介绍了锂渣自身的物理化学特性和水化活性潜质.从力学性能、工作性、耐久性、水化反应与微结构四方面重点综述了锂渣粉对水泥基材料各方面性能的影响,并进行了理论分析与总结.最后指出锂渣粉用于水泥基材料需要在活性提高、高含量SO3和多孔结构的改善及利用等方面加强研究.
关键词:
锂渣
,
辅助胶凝材料
,
水泥基材料
,
混凝土
,
力学性能
,
工作性
,
耐久性
,
微结构
许晨
,
岳增国
,
金伟良
中国腐蚀与防护学报
为获取更为真实的钢筋锈蚀动力学参数,运用电化学频率调制技术对混凝土中锈蚀钢筋进行了测试；通过与单向极化三点法测试结果对比,明确了电化学频率调制技术的测试参数;结果表明,混凝土中锈蚀钢筋Ba范围在65～250mV/dec,大于溶液中的30～120mV/dec;对EFM测试得到的极化电阻Rp和腐蚀电流Icorr进行曲线拟合分析,得到两者之间经验关系,修正了线性极化法B值.
关键词:
混凝土
,
耐久性
,
钢筋锈蚀
,
电化学频率调制
,
腐蚀电流密度
,
塔菲尔
,
线性极化法
张亦涛
,
方永浩
,
郑波
材料导报
综合评述了目前荷载与其它因素协同作用下混凝土耐久性研究的进展情况,着重介绍了受荷载对于混凝土抗碳化、抗盐类侵蚀和水渗透以及抗冻融性能的影响方面已有的研究成果,对关于多因素共同作用下混凝土耐久性研完的几个问题提出了一些看法.
关键词:
混凝土
,
耐久性
,
荷载
,
碳化
,
盐类侵蚀
,
水渗透
,
冻融循环
许晨
,
岳增国
,
金伟良
中国腐蚀与防护学报
为获取更为真实的钢筋锈蚀动力学参数,运用电化学频率调制技术对混凝土中锈蚀钢筋进行了测试；通过与单向极化三点法测试结果对比,明确了电化学频率调制技术的测试参数;结果表明,混凝土中锈蚀钢筋Ba范围在65～250mV/dec,大于溶液中的30～120mV/dec;对EFM测试得到的极化电阻Rp和腐蚀电流Icorr进行曲线拟合分析,得到两者之间经验关系,修正了线性极化法B值.
关键词:
混凝土
,
耐久性
,
钢筋锈蚀
,
电化学频率调制
,
腐蚀电流密度
,
塔菲尔
,
线性极化法
徐子芳
,
张明旭
,
李金华
硅酸盐通报
为了提高低标号水泥基材料的力学性能和耐久性,基于纳米粉体的特殊性能与效应,采用超细硅灰对水泥基材料进行改性.除进行宏观力学性能和耐久性测试之外,运用XRD、TGA-DTA、SEM等方法,研究了超细硅灰改性水泥基材料的相组成、显微结构及微观形貌.结果表明:水泥基复合材料最佳配比为水泥∶粉煤灰∶超细硅灰∶早强减水剂为1∶1∶0.025∶0.015,此时超细硅灰能够很好地促进水泥水化,使水化产物增多,水泥石基体相的显微结构致密,C-S-H凝胶交织成致密的网状结构,结构缺陷显著降低,导致强度明显增大、耐久性显著提高.
关键词:
超细硅灰
,
水泥基材料
,
水化产物
,
耐久性
王晓飞
,
申爱琴
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2006.02.008
以超细水泥、磨细矿渣及其它外加剂制备了水泥混凝土路面裂缝灌浆材料,研究了该类材料的耐久性能和收缩性能,并通过热分析及微观形貌的观测分析揭示了材料耐久性的改性机理.研究表明磨细矿渣能通过二次火山灰作用使材料微观结构密实,并且大大减少不利于耐腐蚀的氢氧化钙晶体,改善灌浆材料的耐久性,适当掺量时能减小收缩量.
关键词:
磨细矿渣
,
超细水泥
,
耐久性
,
收缩性
,
扫描电镜SEM
,
热分析
电镀与涂饰
黑铬作为最具吸引力的太阳能选择性吸收材料之一,已得到实验证实并用于太阳能收集器.本文评价了黑铬太阳能选择性吸收器的热稳定性和耐蚀性.采用三价铬镀液,在铜基体上电沉积了黑铬镀层.另外,采用六价铬镀液制备了六价铬黑铬镀层作为对比.根据ISO/CD 12592.2标准,评价了热处理循环前后镀层的太阳能吸收,发射性能和热稳定性.分别采用扫描电镜和X射线衍射,表征了镀层的微观结构和化学组成.采用分光光度法测量了镀层的吸收率和发射率.结果表明,镀液中的配位剂对镀层的热稳定性有显著影响.与六价铬镀层相比,三价铬镀层具有更优异的热稳定性和耐蚀性.
关键词:
黑铬
,
电镀
,
太阳能吸收器
,
选择性
,
耐久性
