通过对云母粉进行疏水改性处理制备出一种改性粉体,采用该改性粉体制备出具有疏水性能的砂浆,对该砂浆的吸水率、失水率、干湿循环硫酸盐侵蚀条件下的外观、抗压强度、水溶性SO42-的分布进行了研究,并进行了机理分析。结果表明:所制备的改性粉体能降低砂浆的吸水率和失水率,改善硫酸盐侵蚀条件下砂浆试件的表面剥落、开裂和强度损失。

研究了冻融循环、干湿循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环对不同替代率废玻璃骨料混凝土耐久性能的影响。结果表明:与未冻融、未干湿试件相比,经历冻融循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环试件的抗压强度降低、质量损失率增大,而经历干湿循环试件的抗压强度提高、质量损失率减小;不同损伤机制对废玻璃混凝土耐久性能的影响程度由小到大顺序为干湿循环<冻融循环+干湿循环<冻融循环<冻融-干湿耦合循环。

对比研究了单一氯盐和硫酸盐-氯盐耦合侵蚀条件下,环氧煤沥青防腐涂层厚度对PCCP蒸养和标养砂浆的Cl-渗透规律;通过抗压耐蚀系数这一指标,评价了涂层厚度和养护方式对砂浆抗硫酸盐-氯盐耦合侵蚀性能的影响。结果表明,相比蒸养砂浆,标养砂浆有更强的抗侵蚀性能;随着环氧煤沥青漆涂层厚度的增加,砂浆的抗侵蚀能力明显增强;在SO42-与Cl-共同侵蚀下,抗压耐蚀系数呈现出先增加后减小的规律;SO42-在侵蚀早期一定程度上会抑制Cl-的扩散,随着侵蚀时间增长,钙矾石大量生成,砂浆内部孔隙率逐渐增大,Cl-扩散速率逐渐增加。

为了研究西部盐渍土环境下混凝土中SO4^2-的扩散性,测试了在不同溶液、不同干湿循环龄期下,混凝土中不同深度的SO42-含量。采用Fick第二定律为基本模型,考虑SO42-与混凝土结合能力以及混凝土为非均匀介质的特性,对SO42-扩散系数进行了分析讨论。此外,基于XRD结果,分析了侵蚀过程中钙矾石的生长情况以解释说明钙矾石的生成对SO4^2-扩散性的影响。结果表明,Cl-可促进侵蚀前期SO4^2-的侵蚀速度;西部盐渍土环境下混凝土中SO4^2-的扩散系数与结合能力呈负相关关系,与侵蚀深度呈正相关关系;SO4^2-浓度越高,钙矾石生长越快,钙矾石膨胀作用会填充混凝土的既有裂缝,从而抑制SO42-扩散。

采用盐雾试验箱进行临海结构混凝土盐雾干湿循环条件下抗氯离子侵蚀性能的相关研究,系统研究了干湿循环制度、盐雾浓度以及矿物掺合料掺量等影响因素。研究结果表明,干湿时间比越大,氯离子含量越大,氯离子侵蚀越严重;盐雾浓度越大,氯离子含量越高;粉煤灰、磨细矿渣的掺入可提高临海结构混凝土材料抗氯离子侵蚀性能,粉煤灰掺量不宜超过40%,当粉煤灰和磨细矿渣掺量各25%时,氯离子含量最低,临海结构混凝土抗氯离子侵蚀性能最佳。

研究了在干湿循环作用下,硫酸根离子在再生混凝土中的传输规律。采用分光光度计法定量表征不同深度处的水溶硫酸根离子浓度,研究再生粗骨料取代率(0,30%,50%,70%,100%)、矿物掺合料、水胶比、腐蚀龄期及干湿循环制度对其传输规律的影响。结果表明,再生粗骨料的掺入对硫酸盐传输有较为明显的影响。试验还表明,硫酸盐-干湿循环耦合作用下,粉煤灰和矿粉等矿物掺合料可阻碍硫酸根离子在再生混凝土中的传输,再生混凝土水胶比越小其水溶硫酸根离子浓度越小。随着腐蚀龄期增长,再生混凝土水溶硫酸根离子浓度大幅增加。与单一盐溶液侵蚀相比,干湿循环加剧了硫酸根离子在再生混凝土中的传输,其水溶硫酸根离子浓度随着循环次数的增加而增大。

试验研究了干湿循环机制下碳酸盐对混凝土的腐蚀规律试验,通过分析碳化深度、抗压强度及混凝土质量的变化,讨论了碳酸盐对混凝土碳化的腐蚀影响,并对混凝土碳化程度评定提出了建议。研究结果表明,混凝土的碳化速度在NaHCO_3溶液的作用下加快。随着干湿循环次数的增加,NaHCO_3溶液浓度从0.3%增加到0.5%时,混凝土碳化深度明显增加;混凝土的抗压强度在NaHCO_3溶液的作用下影响较大。结合在失效干湿循环次数时,混凝土试块的质量损失率的统计,其平均质量损失率为6.24%,可以参照混凝土试块的质量损失率对混凝土试块是否失效进行初步的判断。

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。

研究了氯盐和硫酸盐在干湿循环以及冻融环境条件下,普通混凝土与耐腐蚀混凝土的抗盐侵蚀性能。试验结果表明,由于硫酸盐的存在,在侵蚀早期混凝土强度被提高,混凝土中氯离子的侵蚀浓度被降低;随着侵蚀龄期的延长,这种影响逐步降低,混凝土性能开始劣化,氯离子逐步向混凝土内部渗透。盐冻试验结果表明,相比于低温对混凝土氯离子扩散的抑制作用,冻融损伤对混凝土氯离子扩散的加速作用占主导地位。耐腐蚀混凝土显著提高了钢筋混凝土的抗盐侵蚀性能。

以我国西北地区干湿循环盐碱环境下氯离子对带裂工作的钢筋混凝土侵蚀破坏为背景,设计了预置不同宽度表面裂缝的混凝土试件,研究了在若干个干湿循环内不同配比带裂钢筋混凝土的氯离子侵蚀的程度与速率。结果表明:高性能耐腐蚀混凝土能够有效延缓氯离子渗透侵蚀的时间,相对减轻侵蚀程度;钢筋阻锈剂能够显著提升钢筋混凝土抗氯离子侵蚀能力;在带裂工作的情况下,高性能耐腐蚀混凝土对氯离子侵蚀作用的抑制更为明显。