基于有限元法的混凝土输水管内硫酸根离子扩散分析

暴露于硫酸盐环境中的混凝土输水管易遭受硫酸盐化学侵蚀,导致其耐久性退化、提前失效;而环境中硫酸根离子传输进入混凝土是其化学侵蚀的前提.为获得混凝土内硫酸根离子的扩散进程,首先基于Fick定律及质量守恒定律,建立饱和混凝土管内硫酸根离子的扩散-反应模型.其次,将扩散-反应模型的边界条件齐次化,建立其有限元控制方程.然后,开展硫酸钠溶液中水泥砂浆圆柱试件的腐蚀试验,测定试件不同深度处的硫酸根离子浓度,与模型计算结果对比,以验证模型.最后,开展数值模拟研究,分析混凝土输水管外表面、内外表面暴露于浓度恒定或振荡的硫酸盐溶液情况下管内硫酸根离子浓度的时空分布.     

烟气脱硫灰中CaSO_3对水泥胶砂性能的影响

为了明确低温脱硫副产物中CaSO_3与水泥胶砂性能间的关系,采用在粉煤灰中掺入不同比例的CaSO_3·1/2H_2O,然后置于100℃烘焙以模拟尾部烟气脱硫灰,进行工作性、强度、耐硫酸盐侵蚀性、护筋性试验。结果表明:烟气脱硫灰中CaSO_3·1/2H_2O含量在4%~12%范围内均可改善流动性,但含量大于4%后其流动性改善幅度开始下降;烟气脱硫灰的强度随CaSO_3·1/2H_2O含量增加而日益降低,对28d强度的影响程度显著高于7d的;烟气脱硫灰中CaSO_3·1/2H_2O均降低抗腐蚀系数,且含量大于8%后下降更为明显;CaSO_3·1/2H_2O含量对水泥胶砂中钢筋无影响。     

环境温度下蔗糖类缓凝剂对浆体性能的影响

针对环境温度对缓凝剂作用的影响,采用自动高效水化热测定仪及无电极电阻率测试仪,在线测试不同温度下,新拌水泥净浆的凝结时间、水化历程及电阻率变化.通过原子吸收及XRD进行机理分析,获得蔗糖类缓凝剂在环境温度下的适应性及其作用机制,为解决实际工程问题提供理论基础.试验结果表明,蔗糖凝结时间的临界值随着环境温度的升高而降低,但在一定掺量下,蔗糖在高温下缓凝效果比低温下强;对于一定掺量的蔗糖,高温更能延缓水化放热峰的出现及浆体结构的形成.     

结构参数变化下梯度结构混凝土的抗压性能

为了分析梯度结构混凝土的保护层厚度、界面取向性及施工工艺对其抗压强度、破坏形式的影响规律, 进行了多组梯度结构混凝土试件的抗压强度试验。试验结果表明: 梯度结构混凝土抗压强度随保护层厚度的增加而增大; 与串联形式的梯度结构试件相比, 并联形式的抗压强度较小, 且失效始发于界面处;在界面处插捣可提高抗压强度, 并改变其破坏形式, 然而插捣过多及插捣时间延滞时, 提高幅度会降低。最后基于试验数据拟合,建立了保护层厚度与抗压性能之间的表达式,并从机理上解释界面处适当插捣增强层间结合的有效性。     

二阶导数光谱法定量分析凝灰岩石粉对不同侧链长度聚羧酸减水剂吸附性

凝灰岩石粉对聚羧酸减水剂（PCs）有一定的吸附性,使得“有效减水剂”比例降低,导致PCs性能大大降低。PCs抗吸附特性具有重要的设计参考意义,与PCs组成、结构密切相关。紫外可见分光光度法（UV）是用于吸附量检测的常用方法,但对PCs测试还存在较多的不确定性,给测试带来了困难。为此,采用紫外分光度技术及导数光谱处理的方法定量分析凝灰岩石粉对不同侧链长度聚羧酸减水剂的吸附量,并对试验参数进行了分析与优化。结果显示,PCs吸收光谱图中无明显紫外特征峰,增大浓度、降低溶液pH值时可在190~200 nm波长范围出现假峰,并通过乙酸分析试剂光谱试验得到证实;对光谱数据进行二阶导数处理后,可获得PCs特征峰207 nm,此特征峰对应的样品吸光度与其浓度间存在良好的线性关系,相关系数r均大于0.99;为了进一步论证紫外吸收光谱法的准确性,与TOC测定法进行比较,两者之间呈良好的线性关系,相关系数r为0.997,这表明UV二阶导数光谱法可为PCs吸附性分析提供一种简单、快速、准确、便宜且无需显色剂的定量测试方法;从样品测试分析可看出,凝灰岩石粉对聚羧酸减水剂的吸附随着PCs侧链长度减小而减弱。研究成果为紫外可见分光光度技术快速检测弱紫外吸收有机物含量提供了新的途径。     

海洋浪溅环境下功能梯度混凝土的防护性能分析

为了研究功能梯度混凝土(FGC)的耐久性防护效能,成型3种不同面层厚度的FGC复合体系和2种单层体系试件,并采用加速试验进行抗氯离子侵蚀性及抗钢筋锈蚀的对比分析.研究结果表明:FGC复合体系表层处的Cl-含量明显低于OPC单层体系,并与MIF单层体系的相差不大.FGC复合体系可降低Cl-侵入深度及侵入量,且其抗氯离子侵蚀性能力随面层厚度增大而增大,当面层厚度大于10mm时,其抗侵蚀性与MIF单层体系相差不大.FGC复合体系抗钢筋锈蚀性好于OPC体系;研究还发现除FGC-20外,FGC复合体系的抗钢筋锈蚀性随面层厚度增大而增大.其原因是FGC-20中钢筋正好布置于两层结合处,两层材料的电化学\渗透性存在差异,导致内部钢筋锈蚀程度严重于其他厚度的FGC复合体系.可见合适的FGC复合体系可以经济而有效的提高混凝土结构的耐久性.