机制砂在高性能砼中的应用.docx

1、高铁、港工工程寿命预测相关文献及其控制因素。答：港工工程寿命预测具体见文献。高铁的没找到。氯盐引起的锈蚀破坏是目前我国港口工程的主要破坏形式。海港工程的锈蚀破坏以浪溅区部位最严重。具体见我国海港工程混凝土耐久性技术发展及现状王胜年2、混凝土开裂的机理、及控制因素。答：目前工程界一般将混凝土的开裂分为两大类.一是由外荷破所产生的开裂；二是由结构变形作用引起的开裂.对于前者，由于可通过结构计算将其宽度预先控制在规范允许值内.因此较容易避免。而由结构变形作用引起的开裂主要是由收埸变形作用引起的开裂，则是一个普遍性的技术难熟，如前所述，混凝土的开裂主要由混凝土抗拉强度、弹性模量、收缩变形等因素炼合决定,这几种因素是相互关联和制约的“虽然混凝土强度的提高.可以提高混凝土的抗拉能力，有利于混凝土抗裂；但混凝土抗压强度大幅度增长的同时，抗拉强度增长幅度相对要小得多，而且混凝土的弹性模量随之快速憎长，因此总收缩值即使不变，甚至减小的情况下，受约束而产生的拉应力则要大得多混凝土开裂的可能性会更大.因此，单纯以一个因素测定收缩难以评价混凝土开裂趋势。因而必须综合、全面地考虑混凝土开裂的各个主要因素具体见混凝土开裂机理浅析蔡建军根据国内外的调查资料网，工程实践中结构物裂缝形成原因，属于由变形变化（温度、收缩、不均匀沉陷等）引起的约占80%；属于由荷载引起的约占20%。前述80%的裂缝中包括变形变化与荷载共同作用，但以变形变化为主所引起的裂缝：同时，在荷载引起的20%裂缝中也包括变形变化与荷载共同作用，但以荷载为主所引起的裂缝。具体见论文高强混凝土开裂机理及裂缝控制研究彭波3、混凝土收缩的机理，及其对开裂等混凝土性能的影响。答：混凝土的收缩是指混凝土在不受力的情况下，因变形需产生的体积减小一般说来，混凝土的收缩机理主要有以下3种：(1)硬化收缩,即混凝土在水化结硬过程中，由于水泥颗粒不断水化,毛细管及各孔隙游离水逐渐与水泥矿物质水化.转化为凝胶及结晶形成水泥石，体积略有收缩，亦称自生收缩：(2)失水收缩.Powers.1.C等人提出了混凝土干缩毛细管张力理论.根据这一理论认为，由于存在于水泥凝胶孔隙中的水分而发生的毛细管张力造成了混凝土的收缩,即混凝土中存在极细的孔隙(毛细管)，水从中逸出，在这些毛细孔中产生毛细管张力使混凝土产生变形,造成干缩。即混凝土内的水分不断蒸发，引起显著的体积收缩；(3)碳化收缩,即大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形.在这三者中，以失水收缩最为显著,大约占总体积收缩量的80%90%o混凝土的收缩是一个长期发展的过程，但早期发展较快,后期会逐渐减缓，若收缩以20年计算.则收缩量的60%85%是在第1年内完成。具体见混凝土收缩机理及其诊治原理彭振斌，陈迎明，刘安邦。13混凝土的各种收缩与开裂的关系对于引起硬化混凝土开裂的各种原因,Mehta和Montteid”对此做了简电的爆述，认为通常0J7mm的裂缝主要由于温度梯度、湿度梯度、结构过我和化学原因(如钢筋锈蚀和碱集料反应)引起，早期开裂通常由于冷却和干燥时产生的收缩应变所引起.当刚开始硬化的混凝土暴露在环境中，一定的温度，湿度条件下，它要产生温度收缩、干燥收缩(包括自收缩)。乂中嘿种收缩为主取决于环境的温度、湿度、构件尺寸、混凝土的温度、混凝土所用原材料特性及拌和物的配合比.收缩是引起混凝土开裂的最主要原因,是材料开裂的导火线，可见，研究收嫡的意义并不在于收缩值的大小，而是收缩对混凝七开裂处势的影响,但其它对混凝上开裂趋势有影响的因素也不能被忽视，如混凝土的徐变、弹性废量,抗抗强度以及断裂韧性等.如果混凝土只进行自由收缩，此时只有收缩变形以产生,不会在混凝土内部引起内应力。然而.如果混凝土在限制条件下进行收缩,则此时会在混凝土的内部产生拉应力假设此时的收缩变形为E，约束度为，则此时混覆土内部产生的内应力值。,为IX5=(2/-r)×£,=/X5/XEt.具体见论文高强混凝土收缩开裂的研究马丽媛4、查找杨全兵论文中，关于硬化混凝土气泡参数测定仪的相关章节，及一般混凝土气泡的数量、大小和排列。答：杨全兵的未找到，其他的论文中有一些：混凝土气泡参数特征主要包括气泡间距系数、气泡比表面积和含气量等。近年来，很多研究致力于用自动测试的方法来代替ASTMC457的研究，主要典型成果有数字图像分析、AvA（新拌混凝土孔结构分析仪）和RaPidAir（硬化混凝土孔结构分析仪）等。其中AvA和RapidAir测试仪已在国内外众多实际工程中得到推广应用。具体见混凝土气泡特征参数测试方法研究张辉，高培伟，石南南表11不同标准所规定的气泡间距系数临界值Table1.1SpacingfactorcriticalvaluemdifferentStandard序号国家临界值标准名称1美国<200mASTMC457<250n2德国<250m3加拿大230mCAN/CSAA23.14中国200m（盐或化学腐蚀卜.冻融）混凝上结构耐久性设计规范250m（高度饱水）(GBrr50476)300m（中度饱水）5300m铁路混凝土结构耐久性设计规范(TB105-2010)2）硬化混凝上气泡比表面积气泡比表面积是混凝上中气泡的总而积与气泡体积的比值。比表面积并不能单独用来确定混凝上中气泡的孔径分布，相同比表面积的气泡孔径分布可能会差别较大。当混凝土含气量相当的条件下，比表面积可用来确定混凝土气泡孔径分布。AsTMC457中提到，混凝土气泡比表面积在236mm"-433mm范闱内时，混凝土具有较好的抗冻性能。ACI201R网中研究结果与ASTMC457中相近，混凝土气泡比表面积在范围内,混凝土具有较好的抗冻性能。具体见新拌混凝土和硬化混凝土气泡参数研究硕士论文：杨鲁5、引气剂的作用机理？引气剂的掺量如何定义?及其依据。掺量与含气量的定量关系。混凝土中含气量的允许范围？怎样的含气量可以适应恶劣环境（极寒、强腐蚀）？答：作用机理：我国Il前使用的这三种引气剂对混凝土的作用机理基本相似。弓I气剂大部分是阴离子表面活性剂.在水一气界面上憎水昼间空气一面定向吸附；在水泥一水界面匕水泥或其水化粒子与亲水基相吸附.憎水基背离水泥及其水化粒子，形成憎水化吸附层，并力图界近空气表面.由于这种粒子向空气表面靠近和引气剂分子在空气一水界上的吸附作用，显著降低水的表面张力，使混凝土在拌和过程中产生大量的微气泡.这些气泡有带相同电荷的定向吸附层.所以相互排斥并能均匀分布;另一方面仃H阳黑于引气剂在含钙量高的水泥水溶液中有钙盐沉淀.吸附在气泡膜上，能有效地防止气泡破灭，引入的细小均匀的气泡能在定时间内稳定存在。引气剂主要作用是引入气泡，其次是分散和润湿作用。引气剂最早是作为提布混凝土抗渗性、抗冻性、抗盐冻剥蚀性而使用的外加剂。或主要原理是引气剂引入的小气泡切断毛细管的通路.降低毛细管作用.从而提高混凝土的抗渗性。这些微气孔在冰冻过程中能榨放毛细管内的冰品膨胀庆力，从而避免生成破坏乐力,减少和防止冻融的破坏作用,提高混凝土的抗冻性。具体见（浅谈混凝土引气剂的作用机理及应用技术咎宝林由图3可见,随萧引气剂掺信的增加,混凝土含气量逐渐 增大.对于基准混凝土.为满足抗冻要求的含气最DH,引气 剂的常见掺量为O. 004%0. 005%.但是混凝土生气量通 常还受其他各种因素的影响。如与其它引气剂一祥,高效减 水剂与DH9引气耦的复合使用将引起混凝土含气量一定程6 5 4 3 2DH,掳量(%)图3引气剂惨Il与混凝土含气量的关系度的降低.引气混凝上中挎加票系高效减水剂时若通过降低混凝土用水量堆待坍落度不变时其混凝土的含气量会有所下降;偌大幅提高拌和物坍落度时其混凝土的含气量下降幅度更大。因此为了达到未掺商效减水剂引气混凝土相同含气量则要适当增加引气剂掺星.高效减水剂对混凝土含气量的影响包括两个方面:首先,高效减水剂增加了混凝土拌和物流动性,从而增大了气泡聚合逸出的可能性L其次,高效减水剂增加了水泥之间的排斥力,从而削弱了防止气泡聚合逸出的气泡周围水泥浆薄壳作用.具体见引气剂对混凝土性能的影响，单旭辉，朱尔玉，韩玉莲6、普通硅酸盐水泥、粉煤灰及碱激发水泥的组分，特别是Ca,Mg,SCU的含量。7、粉煤灰的作用机理及作用？答：认识粉煤灰在混凝上中的作用粉煤灰的主要作用可以包括以下几方而：（D填充付料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层，由于粉煤灰的容重（表观密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（质量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），因此能填充得更密实，在水泥用量较少的混凝土里尤其显著（2）对水泥颗粒起物理分散作用，使其分布得更均匀当混凝上水胶比较低时，水化缓慢的粉煤灰可以提供水分，使水泥水化得更充分（3）粉煤灰和富集在肉料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应，不仅生成具有胶凝性质的产物（与水泥中硅酸盐的水化产物相同），而且加强了薄弱的过渡区,对改善混凝土的各项性能有显著作用（4）粉煤灰延缓了水化速度，减小混凝土因水化热引起的温升，对防止混凝土产生温度裂缝十分有利具体内容见粉煤灰在混凝土中的应用，李刚1粉煤灰的作用机理粉煤灰在混凝土中的作用主要有以下几点：（1）形态效应：粉煤灰的主要矿物组成是海绵状玻璃体、铝硅酸盐玻璃微珠，不仅减小了混凝土的内摩擦阻力,有利于混凝土流动性的提高,而且刻混凝土有不同程度的“减水”作用；（2）活性效应:粉煤灰的活性成分SD2和AMh与水泥的水化产物在有水的情况下发生反应,生成水化硅酸钙（CSH）和水化硫铝酸钙（CASH）,这些反应可降低混凝土内部的孔隙率.改变孔结构.提高混凝土各组分的粘结作用；（3）微集料效应:粉煤灰中的微细颗粒均匀分布在水泥颗粒之中，填充孔隙.起到“细化孔隙”的作用。同时，粉煤灰不会完全与水泥的水化产物发生反应,能长期保持其“微集料效应”；（4）界面效½集料与水泥石之间的界面是混凝土结构中的薄弱环节,过渡区域的宽度随水灰比、集料吸附特性不同而异,过渡区域具有比水泥浆体更多、更大的孔隙。掺加粉煤灰能减小过渡区域宽度,干扰过渡区域中Ca（OH）晶体的取向性，提高混凝土中的界面强度和密实性。具体见粉煤灰胶凝材料体系混凝土的应用研究，陈晓波8、SCh及Cl在混凝土中的反应机理。答：氯离子的存在，一方面，C与Fe?+反应，生成FeCI2.4&O（绿锈），绿锈从钢筋阳极向含氧量较高的混凝土孔隙迁徙，分解为Fe（OH）2（褐锈褐锈沉积于阳极周围，同时放出H+和CL它们乂回到阳极区，使阳极区附近的孔隙液局部酸化,C再带出更多的Fe?'这样，氯离子虽然不构成腐蚀产物，但在腐蚀中也不消耗，而是生成了腐蚀的中间产物，为腐蚀起到了催化作用。方程式如下四、Fe2+2C1+4H2O>FeCI2.4H2OFeCl2.4H2O>Fe（OH）2+2C+2H+2H2O4Fe（OH）2+2+2H2O>4Fe（OH）3另一方面，氯离子存在于钢筋的表面，还可能使混凝土的PH值下降,从而也促进了钢筋锈蚀反应的进行p4L一旦混凝土中的钢筋发生锈蚀反应，由于钢筋腐蚀后生成氢氧化铁，其体积膨胀3-4倍左右，这将导致结构混凝土保护层的膨胀开裂：外部氧气将快速进入到钢筋表面，从而导致钢筋锈蚀驱动电势大幅度提高。同时由于钢筋锈蚀，钢筋截面积减小，承载能力降低，最终将导致混凝土结构的破坏。氟离子的存在会导致混凝土中钢筋锈蚀，但对于素混凝土而言，外部氯离子向混凝土内部入侵，其过程既是一个长期的物理过程：包括扩散、对流、渗透、毛细管抽吸等：又是一个化学过程，其中氯离子结合既改变了混凝土内部孔结构，又降低了混凝土孔隙水中的自由氯离子浓度.，氯高子对混凝土性能的影响如何？当前研究者还没有一个统一的认识。如铁科院的郭成举同认为氯盐的危害有六类：即浓缩性破坏、隆胀型腐蚀、溶出型腐蚀、致裂作用、干湿循环下的破坏作用以及冻融循环下的破坏作用；但SUmyaVanShi网通过在OPC和SRPC砂浆中掺加一定量的NaQ和CaCI结果表明：氯尚子存在改变了砂浆的CSH凝胶形态，细化了砂浆的孔结构。表现为浆体中大于100nm的孔减少，而小于】Oonm的孔增加。此外，SUrayaVanShiM）用NaQ溶液喷撒混凝土板，该板一半用还氧树脂封闭以使混凝土与城离子不接触：另一半直接暴露在外，与氯阳子接触。结果表明：混凝土中大于JOnm的孔的数量因Friedel盐等生成而体枳减少。混凝土在硫酸盐作用下，其损伤过程既有物理作用，又涉及到化学作用L在物理作用的研究中，如FIal严I研究表明：在20C时，NaSQJOHzO可从饱和硫酸钠溶液中直接结晶；WinklerandWilhelmiwi以及SPerIingandCooke试验证明无水NaSo,相比Na2SO4.IOH?O的结晶压力则小的多。Carlos1651控制温度为20,研究不同湿度的NaSChHO体系，研究NaSo4体系的晶型转化。M.Nehdi1661将砂浆半浸泡在10%NaSO4,MgSQl溶液中，恒定RH=32%:或将砂浆试件进行湿度循环（即保持RH>95%24小时，然后保持RH=32%24小时为一个循环1研究试件表面的结晶状况。结果表明：混凝土在NaSoJ溶液中湿度循环，混凝土表面存在物理结晶现象；但在MgSOJ溶液中并不存在结晶（其原因在于MgSOJ不存在结晶态和无定性态）。但XRD和SEM显示混凝土在NaSO4溶液中湿度循环，其形成的结晶体主要是无定性NaSO4和少量结晶态的NaSoS组成。作者据此推断物理性结晶破坏不是主要的破坏因素。显然，混凝土在硫酸盐作用下，因环境湿度、温度、混凝土孔隙溶液的饱和程度不同，NazSOj或NazSCVHzO可能在混凝土表层的孔隙溶液中结晶或晶型转变，这种结晶和晶型转变产生的压力有时会超过混凝土抗拉强度，从而导致混凝土的破坏。当外部介质为MgSO4溶液时，物理腐蚀不是主要的破坏形式。相对于硫酸盐的物理损伤，混凝土在硫酸盐作用下的化学腐蚀是学术界研究的重点。试验研究以及自然环境中的硫酸盐腐蚀介质主要是硫酸钠和硫酸镁。混凝土在硫酸盐作用下，其破坏的形式主要有三种6%（1）形成石膏并导致混凝土截面积、重质以及强度损失，混凝土结构的水化产物逐渐减少，形成无粘聚性的颗粒状；（2）在混凝土中富含铝相，PH值较高，硫酸盐腐蚀形成钙矶石晶体从而导致混凝土的膨胀和开裂：（3）粉煤灰混凝土暴露在复合硫酸盐中，混凝土由于连续剥落和表层脱落形成的洋葱头似的破坏形式（报道很少）。具体的细节见文献：东南大学博士学位论文西部地区严酷环境下混凝土的耐久性与寿命预测（国家«63计划项目费助200333X100）9、普通混凝土的孔结构（大小、分布）答：不同水灰比试样孔的峰值出现在20nm左右，且随着水灰比的下降，峰值减小，三种水灰比试样孔径分布连续，孔体积的变化基本一致，平均孔径和水灰比基本成线性关系。具体见文献氮气吸附法测得混凝土微观孔结构2机制砂在高性能磴中的应用结题报告提纲进行了修改见附件3机制砂在高性能碎中的应用课题结果总结改进会会议主要内容：介绍A3、A4合同段机制砂在T梁及隧道二衬的应用情况，包括概况、机制砂性能及生产工艺、施工工艺以及工程应用效果。到会的专家也对机制砂的生产工艺提出的改进措施，同时也对结题报告提出了新的要求和建议。主要包括以下几点：1、原材料的选择应该有依据，减少盲目性。2、要增加对石粉活性的研究内容，一定掺量的石粉对混凝土的后期强度有所提高。3、要总结相关规律，提高论文理论水平。