为了研究不同配合比的火山灰浆液改性再生粗骨料对混凝土性能的影响,通过正交试验对比分析了改性和未改性再生粗骨料的吸水率、表观密度和压碎指标,探讨了改性再生粗骨料对混凝土力学性能和抗氯盐侵蚀性能的影响。结果表明:与未改性再生粗骨料相比,改性再生粗骨料的吸水率和表观密度增大,压碎指标减小;在火山灰浆液中掺入30%复合掺合料后,随着复合掺合料中粉煤灰掺量的增加,再生混凝土的抗压强度降低,氯离子扩散系数增大;在火山灰浆液中掺入适量稻壳灰后,再生混凝土的抗压强度提高,氯离子扩散系数减小;在火山灰浆液中掺入适量分散剂后,再生混凝土的抗压强度降低,氯离子扩散系数增大;综合考虑再生混凝土的力学性能和抗氯盐侵蚀性能,火山灰浆液的最佳配合比为矿粉掺量30%、稻壳灰掺量3%、不掺粉煤灰和分散剂。

研究了一种黏度改性材料或石灰石粉与矿粉复掺对清水混凝土力学性能、抗渗性能和外观质量的影响。结果表明:用8%的黏度改性材料或15%的石灰石粉与矿粉复掺对提高清水混凝土的抗压强度、降低其电通量和氯离子扩散系数的效果相对较好;复掺黏度改性材料或石灰石粉制备的清水混凝土外观颜色偏亮,表面平整光滑,气泡较少。

研究了蔗渣灰等质量替代水泥对砂浆力学性能、抗氯离子渗透性能和抗碳化性能的影响,分析了蔗渣灰对砂浆孔结构的影响机理。结果表明:随着蔗渣灰掺量的增加,砂浆的抗压、抗折强度均呈先增大后减小的趋势,抗氯离子渗透性能和抗碳化性能也呈相似的变化规律;蔗渣灰的最佳掺量为15%,此时,试件的抗压强度较对照组提高了9.8%,氯离子扩散系数减小了26.2%,碳化深度降低了3.8%;掺入适量蔗渣灰可有效降低砂浆基体的孔隙率,减少多害孔,优化孔结构,提高密实性。

为探究高抗蚀硅酸盐水泥提高混凝土的抗渗性能机理,试验研究了普通硅酸盐水泥混凝土及特制高抗蚀硅酸盐水泥混凝土的抗压强度、氯离子扩散系数和直流阶跃电阻率。结果表明,高抗蚀硅酸盐水泥不是通过提高混凝土强度而主要是通过降低内部空隙率及减少连通性来实现混凝土抗渗性的提升。

通过试验研究不同水灰比和锂渣替代率的混凝土试件在不同侵蚀龄期、氯盐溶液浓度的作用下,探讨锂渣对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响。试验采用自然浸泡法研究氯离子在饱和混凝土中扩散传输性能,通过钻芯取样,分层研磨,依照水溶性氯离子含量的测定方法获取各试件不同深度的氯离子浓度。结果表明,氯离子在混凝土中的扩散能很好地吻合Fick第二定律;锂渣作为矿物掺合料替代水泥后能有效降低氯离子在混凝土中的扩散,当锂渣掺量为20%和30%时,混凝土氯离子扩散系数仅相当于空白试件的40%和37%。水灰比的降低能够显著降低混凝土氯离子扩散系数;随着侵蚀龄期的增大,氯离子扩散系数减小,且各龄期下掺入锂渣的混凝土氯离子扩散系数均比空白试件小。

研究了花岗岩石粉、粉煤灰等矿物掺合料对水工混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响,采用RCM法测定了氯离子在混凝土试件内部扩散系数的变化规律,并研究了矿物掺合料的掺量与水工混凝土抗氯离子侵蚀性能的关系。结果表明,矿物掺合料混凝土抗氯离子侵蚀性能较普通混凝土得以提高,通过混凝土双掺与单掺矿物掺合料的抗氯离子侵蚀性能的比较,双掺时抗氯离子侵蚀性能比单掺花岗岩石粉时更好。

通过洛阳至栾川高速公路堂洼大桥钻孔灌注桩基础混凝土的耐久性研究分析,提出了提高桩基混凝土结构耐久性的途径。

利用公路RCM法和国标RCM法测试了不同类型混凝土28d、56d、84d龄期的氯离子扩散系数。结果显示,采用公路RCM法与国标RCM法测试的氯离子扩散系数具有较好的相关性,国标RCM法测得氯离子扩散系数约为公路RCM法测试结果的1.30倍。采用幂函数对早龄期扩散系数衰减系数m值进行拟合,并与现有的衰减系数经验公式进行对比,修正了现有的经验公式,提出了混凝土早龄期扩散系数的衰减公式,可用于根据28d扩散系数推定56d和84d混凝土扩散系数。

采用自然浸泡法模拟海洋环境开展钢纤维混凝土氯离子侵蚀试验,研究了钢纤维掺量对混凝土自由氯离子含量、氯离子扩散系数的影响,得到混凝土中自由氯离子含量与氯离子扩散系数都随着钢纤维掺量的增加有先减小后增大的变化趋势;分析钢纤维混凝土氯离子扩散系数的时间依赖性,认为钢纤维混凝土氯离子扩散系数是随着时间的推移而逐渐衰减的;回归计算得出氯离子扩散系数的时间衰减系数,并给出钢纤维混凝土氯离子扩散系数的时间衰减系数的建议值;最终建立了钢纤维混凝土氯离子扩散系数随钢纤维掺量变化的时间衰减模型。

采用自然扩散法研究了混凝土在海洋环境中的氯离子扩散行为,探讨了水灰比、温度、干湿循环和温度循环对混凝土氯离子扩散性能的影响。试验模拟了干湿循环和昼夜温差循环作用对不同水灰比混凝土中氯离子传输的影响。结果表明,浪溅区混凝土要比水下区混凝土中氯离子扩散得更快,且温度循环对氯离子扩散有一定的影响,在实际工程中不能忽视昼夜温度循环对氯离子扩散系数的影响。