第43卷第8期2015年8月 硅 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY https://www.doczj.com/doc/f88018859.html, 聚乙烯醇纤维在水泥基复合材料中的分散性表征及调控 刘建忠1,2，张丽辉1,2，李长风1,2，刘加平1,2 (1. 高性能土木工程材料国家重点实验室江苏省建筑科学研究院，南京210008； 2. 江苏苏博特新材料股份有限公司，南京211103) 摘要：为了建立聚乙烯醇(PV A)纤维在水泥基复合材料(FRCC)中的分散性表征技术和调控方法，采用荧光光谱仪和荧光显微镜+图像分析软件分别对PV A纤维的荧光特性及其在FRCC中的荧光图像进行获取和分析，再研究搅拌工艺、纤维长径比及体积掺量、分散剂对PV A纤维分散性的影响。结果表明：PV A纤维最佳激发和发射波长范围分别为415~460 nm及480~ 540 nm，荧光图像获取时应选择绿色荧光蛋白(GFP)滤波器；基于荧光图像分析，建立荧光分析技术，利用纤维分散系数和有效利用率两个评价指标对PV A纤维的分散性能进行定量表征；采用同掺法和搅拌时间6 min，再掺入分散剂可使PV A纤维(长度12 mm、直径27 μm、体积掺量0.3%)在FRCC中的有效利用率较基准提高了32.9%。 关键词：聚乙烯醇纤维；分散性；荧光分析技术；分散剂 中图分类号：TU528 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2015)08–0000–06 网络出版时间：网络出版地址： Dispersive characterization and control of fiber in polyvinyl alcohol fiber cement composites LIU Jianzhong1,2, ZHANG Lihui1,2, LI Changfeng1,2, LIU Jiaping1,2 (1. State Key Laboratory of High Performance Civil Engineering Materials, Jiangsu Research Institute of Building Science, Nanjing 210008; 2. Jiangsu Sobute New Materials Co. Ltd., Nanjing 211103) Abstract: To clarify the dispersive characterization of fibers in polyvinyl alcohol (PV A) fiber cement composites, the fluorescence characteristics and image of PV A fibers in the PV A fiber cement composites were determined by fluorescence spectrometer and fluorescence microscope coupled with image-processing software, respectively. The influences of mixing method, aspect ratio and volume fraction of fibers and dispersing agent on the dispersion of PV A fibers were investigated. The experimental results show that the optimum wavelength ranges of excitation and emission wave of PV A fibers are 415 -460 nm and 480 -540 nm, respectively. Thus, a GFP filter can be chosen for fluorescence image analysis. Also, the dispersion of PV A fibers was quantitatively evaluated by the distribution coefficient and effective utilization percentage in the fluorescence microscopy technique based on fluorescence image analysis. Compared to the control sample in the absence of a dispersing agent, the effective utilization percentage of fibers with 12 mm length, 27 μm diameters and 0.3% volume fraction in the PV A fiber cement composites in the presence of a dispersing agent after the synchronous mixing for 6 min is increased by 32.9%. Key words: polyvinyl alcohol fiber; dispersion; fluorescence microscopy technique; dispersing agent 传统水泥基复合材料存在抗拉强度低、韧性差和易开裂等缺点。为了提高其韧性和抗开裂能力，吴中伟提出了基于材料“超叠加效应”的“复合化”技术途径，而“复合化”技术的核心是纤维增强[1]。大量研究也发现纤维在水泥基复合材料(FRCC)中均匀分散是其增韧阻裂作用充分发挥的必要条件[2-7]，如果纤维未能在水泥基材中均匀分散，不仅影响FRCC工作性能，而且会形成应力集中点，成 收稿日期：2015–01–20。修订日期：2015-05-20。 基金项目：国家自然科学基金重点项目(51438003)；江苏省科技计划青年基金项目(BK20141012)。 第一作者：刘建忠(1976—)，男，博士，教授级高级工程师。Received date: 2015–01–20.Approved date: 2015–05–20. First author: LIU Jianzhong(1976–), male, Ph. D., Professor. E-mail: ljz@https://www.doczj.com/doc/f88018859.html,.
混凝土抗硫酸盐类侵蚀 防腐剂 技 术 性 能 及 使 用
说 明 版权所有：北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司 混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂技术性能及使用说明混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂Sulfate corrosion-resistance admixtures for concrete 在混凝土搅拌时加入的，用于抵抗硫酸盐、盐类侵蚀性物质作用，提高混凝土耐久性的外加剂，称为混凝土抗 硫酸盐类侵蚀防腐剂。简称抗硫酸盐类侵蚀防腐剂 执行标准：JC/T1011-2006 混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂以下简称“混凝土防腐剂”是新一代防止钢筋混凝土腐蚀的一种全新产品，它突破了钢筋混凝土防腐蚀的传统理念，开创了使用外加剂防腐的新方法，从根本上解决了传统防腐蚀方法的诸多不足和局限性。使用混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂可以使混凝土具有抗盐类离子侵蚀、抗冻融循环破坏及高抗渗透等良好性能。特别适用对混凝土建筑物既要求防腐又要求抗渗的工程。掺入该产品还可以使混凝土收缩值减小，便于大体积混凝土施工。混凝土防腐剂应用简便，并不需要特殊施工工艺。同时这种防腐方法还综合利用了工业废料—粉煤灰，具有绿色环保的意义。 通过在普通硅酸盐水泥中加入适量的防腐剂（以粉煤灰或矿粉取代部分水泥），而制成一种新的胶凝材料，产品符合中华人民共和国建材行业标准JC/T1011-2006各项指标。这种胶凝材料的抗硫酸盐能力已超过《铁道混凝土及砌石工程规范》附录十三
中规定的AS高级抗硫酸盐水泥水平。对混凝土的耐久性能和施工性能有很大的提高。采用混凝土防腐剂生产的钢筋混凝土具有耐腐蚀、抗冻融、高强度、不渗透、收缩小、减水率高的优异性能。 混凝土防腐剂由北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司独家根据用户需求研发生产，达到最基本的国家检测标准，目前混凝土防腐剂市场错综复杂，价位层次不齐，都会做混凝土防腐剂，真正满足客户需求的有几个，原应很简单，是我们的使用客户放纵了生产者，贪便宜所造成的后果是给建筑物带来安全隐患，我们的使用者没有受益。 混凝土防腐剂属于北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司独家开发，发明人：于泳，在全国固定销售人员，无任何授权代理公司，工厂合同制生产，实地考察后，我司出示合理的产品质量保证文件，施工方案、实验样板得到客户一致认可后，签订有效合同后，按实际实验材料生产此产品，资料索取请联系我公司，此技术转让，任何剽窃行为举报者有奖！ 北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司对本产品每批出厂产品均配有防伪标识,批产品的出厂说明,批产品的性能,批产品的合格证,每批都不同.每批货可通过网站，通过客户的合格证中的“产品批号”查询真假，并下载相关施工技术及说明书。 查询登陆“百度”或其他搜索引擎输入“海岩兴业”进入官网即可，本文由北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司独家诠释，版权所有：北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司，网址：https://www.doczj.com/doc/f88018859.html,。 一、产品的技术指标（掺量为胶凝材料的8%）
抗硫酸盐及防腐蚀混凝土的研发与应用 赵志刚 天津市中凝佳业混凝土有限公司 2006年7月
1.引言 混凝土的两大基本性能是强度和耐久性，以往的研究和设计都偏重于混凝土的强度，而往往忽视了混凝土的耐久性。以往由于对基础设施的耐久性认识不足或不够重视，使世界各国建筑物寿命大大缩短。在中国，1965年至1968年调查的华南、华东27座海港钢筋混凝土中，因钢筋锈蚀破坏而不耐久的占74%，在1981年调查的华南18座仅用7至25年海港钢筋混凝土中，基本完好的只有采取防护挫损的2座，仅占11%。 腐蚀对钢筋混凝土的破坏非常严重，随着我国社会经济的发展，城市建设技术的进步，大跨度结构和高层建筑已广泛应用，而在恶劣环境下的构筑物：海底隧道、海上采油平台与堤坝等被腐蚀得事例举不胜举。天津地处渤海之滨，地下水富含硫酸盐根和镁、氯离子等物质——对混凝土产生腐蚀的有害成分。因此，在天津地区研发抗腐蚀混凝土具有较大的实用价值。 2.硫酸盐、氯离子腐蚀机理 2.1硫酸盐腐蚀机理 硫酸盐侵蚀主要在混凝土硬化后由水泥中的C3A和周围环境中的硫酸盐之间的反应引起的。C3A与硫酸盐反应生成硫铝酸钙（钙矾石）引起膨胀，钙矾石生长需要空间，在固体材料内的封闭环境中，钙矾石晶体生长可产生高达240MPa的压力，足以引起周围材料的破坏。 根据硫酸盐来自来源的不同可以分为外部硫酸盐侵蚀和内部硫酸盐侵蚀两种。混凝土中含有富硫酸盐成分的材料引起的膨胀、开裂破坏称为内部硫酸盐侵蚀；混凝土暴露在硫酸盐环境中（如含硫酸盐的污水、地下水或土壤等）产生的侵蚀叫做外部硫酸盐侵蚀。一般所说的硫酸盐侵蚀均指外部硫
酸盐侵蚀。 不仅是石膏，许多硫酸盐能溶于水，与水泥石中氢氧化钙接触反应时，首先生成硫酸钙（此反应又称为石膏腐蚀——G盐侵蚀），产生约120%的膨胀。 CH + SO42-（aq） CSH2 + 2OH_(aq) （1） 随后，单硫型硫铝酸钙与硫酸钙生成钙矾石（也称E盐侵蚀）。 C4ASH12 + 2CSH2+ 16H C6AS3H32（2） 硫酸镁对混凝土更具有侵蚀性。 MS（aq） + CH + 2H CSH2 + MH （3） C3S2H3 + 3MS（aq） 3CSH2 + 3MH + 2SH x（4） C4ASH12 + 3MS（aq） 4CSH2 + 3MH + AH3（5） 由于MH的溶解度很小，从溶液中沉淀下来，使反应（3）（4）（5）不断向右进行，从而使水泥石中CH（氢氧化钙）、C-S-H和硫铝酸钙分解，尤其是反应（3）的不断向右进行，同时也增加了石膏侵蚀的速率。此种侵蚀也被称为M盐侵蚀。 总之，可以认为硫酸盐侵蚀是连续的三个过程。 1)硫酸盐离子扩散进入混凝土的孔中； 2)G盐侵蚀开始不断进行； 3)硫酸盐达到足够浓度后，引起E盐侵蚀反应。 2.2氯离子腐蚀机理 海水中的NaCl、MgCl2与水泥的水化产物Ca(OH)2作用，生成CaCl2、Mg(OH)2等物质。 MgCl2 + Ca(OH)2 CaCl2 + Mg(OH)2 NaCl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NaOH
目前，工程上用纤维主要包括无机纤维、有机纤维和金属纤维三类。国内外实际工程应用中已经使用的纤维增强水泥基复合材料所用纤维主要品种有钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、尼龙纤维、聚乙烯纤维（PE）、高模量聚乙烯醇纤维（PV A）、聚丙烯腈（PAN）和聚丙烯纤维（PP）等等。 表1 常用纤维参数比较 纤维种类相对密度抗拉强度 （MPa）弹性模量 （GPa） 直径 （μm） 极限延伸率 （%） 低碳钢纤维7.8 400-1500 200 300~800 3.5-4.0 不锈钢纤维7.8 2100 154-168 300~800 3.0 抗碱玻璃纤维 2.7 1400-2800 70-90 8 2-3.5 聚丙烯单丝 （PP） 0.91 400-650 5-8 43 18 尼龙纤维 1.16 900-960 4-6 30 18-20 聚乙烯单丝 （PE） 0.96 2850 73.9 35 10 聚乙烯醇纤维 （PV A） 1.2 1600-2500 40-80 39 6 碳纤维 1.76 2450-3150 205 7-8 1 钢纤维由于制作工艺的局限，直径相对较大，限制了其使用。玻璃纤维没有足够的耐碱性，只能在低碱水泥中应用。聚丙烯纤维和尼龙纤维弹性模量太低，对提高抗弯强度作用有限，有时甚至有副作用（有研究表明，当纤维掺量低于1.0%时，纤维混凝土平均抗弯强度下降了20%左右）。碳纤维虽然弹性模量较高，但极限拉应变小，且比较脆，不能受弯。PE 纤维各项性能都很优良，但是其价格相当昂贵，限制了它的工程应用。因此，近些年来，价格低廉、强度较高的PV A 纤维被广泛应用于纤维增强水泥基复合材料中。 作为一种新型纤维，PV A纤维有以下几个优点： 1.机械性能好、抗拉强度（一般为1600-2500MPa）、弹模高，可提高基材的韧性和抗冲击 强度； 2.耐酸碱性能好，与波特兰水泥有良好的相容性； 3.亲水性好，能均匀地分散在水泥基材中； 4.高强度PV A 纤维与水泥基材之间具有良好的界面键合力，因为PV A纤维的非环形和不 规则截面有利于增加纤维与水泥基材的成键面；PV A分子结构是-（CH2-CHOH-）n，其中的-C-OH 基团可与水泥水化物中-OH基团形成牢固的基键； 5.直径适中，可达39μm。 钢纤维增强水泥基复合材料 钢纤维是发展最早的一种增强用水泥基复合材料纤维。早在1910年美国Porter就提出把钢纤维均匀地撒入混凝土中，以强化材料的设想，随后俄国学者伏·波·涅克拉索夫首先提出了钢纤维增强混凝土的概念。1963 年美国Romuldi 等发表了一系列研究成果，从理论上阐述了钢纤维对水泥基复合材料的增强机理。我国对钢纤维的应用研究相对于其它几种纤维也比较早。赵国藩等人出版的《钢纤维混凝土结构》中，对组成材料与工艺特性、基本性能、结构强度计算、抗剪承载力计算、复杂应力下钢纤维混凝土的性能和计算、正常使用极限状态验算方法以及其应用施工等内容都作了较完整的说明。目前，钢纤维水泥基复合材料因其具有高抗拉强度和弹性模量而得到广泛应用，但其价格较贵、比重大且在基体中不易于分散。碳纤维增强水泥基复合材料 碳纤维是20世纪60年代开发研制的一种高性能纤维，具有超高的抗拉强度和弹性模量、化
混凝土抗硫酸盐侵蚀研究 作者 摘要：本文介绍了混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理和分类以及混凝土硫酸盐侵蚀的影响因素。主要综合说明了5种判断硫酸盐侵蚀混凝土的检验方法：快速法；膨胀法；干湿循环法I;干湿循环法II;氯离子渗透试验。提出了4种改善方法：合理选择水泥及掺合料品种；提高混凝土密实性；采用高压蒸汽养护；增设必要的保护层。 Summary：This paper introduces the mechanism and classification of erosion of concrete sulfate and influence factors of concrete sulfate attack.5 methods for the inspection of sulfate attack concrete are described:Express method;Plavini;dry wet cycling method I;Dry wet cycling method II;Chloride ion penetration test.4 improvement methods are proposed:Reasonable selection of varieties of cement and admixture;Improve the density of concrete;High pressure steam curing;Add the necessary protective layer. 关键词：硫酸盐侵蚀混凝土改善方法影响因素 Key word： Sulfate attack Concrete Improvement method Influential factors
广东建材２００８年第８期表１Ｃ４０混凝土配合比 材料水泥（ｋｇ／ｍ３ ）粉煤灰（ｋｇ／ｍ３ ）砂（ｋｇ／ｍ３ ）５～３１．５ｍｍ碎石（ｋｇ／ｍ３）水（ｋｇ／ｍ３）减水剂（ｋｇ／ｍ３）坍落度（ｍｍ）３／２８ｄ立方体抗压强度（ＭＰａ） 用量３３０９０７０５１１０５１６８６．７２１４２／１６９３４．９／５０．２ 硫酸盐侵蚀是混凝土化学侵蚀中最广泛和最普通的形式。硫酸钠、硫酸钾、硫酸钙、硫酸镁等硫酸盐均会 对混凝土产生侵蚀作用。在污水处理厂、化纤工业、制药、制皂业等厂房附近的地表水和地下水中由于硫酸盐浓度相对较高，混凝土结构物的硫酸盐侵蚀破坏现象较为常见。 硫酸盐侵蚀破坏是一个复杂的物理化学过程，多年以来，国内外许多学者在侵蚀机理方面作了大量的研究。其破坏实质是，环境水中的硫酸根离子进入其内部，与水泥石中一些固相组分发生化学反应，生成一些难溶的盐类矿物而引起。这些难溶的盐类矿物一方面可形成钙矾石、石膏等膨胀性产物而引起膨胀、开裂、剥落和解体，另一方面也可使硬化水泥石中ＣＨ和Ｃ－Ｓ－Ｈ等组分溶出或分解，导致水泥石强度和粘结性能损失。当硫酸盐浓度较高时干湿交替作用下会发生硫酸盐结晶破坏，结晶的硫酸盐会产生类似冻融的膨胀破坏，集料的坚固性实验就是直接用饱和Ｎａ２ＳＯ４溶液干湿交替５循环后的质量损失来衡量。 通常情况下，混凝土受硫酸盐侵蚀后表面泛白，风干后更为明显，损坏通常在棱角处开始，进而表面剥落，伴随着着裂缝发育层层推进，极端情况下有可能导致结构崩溃。 １原材料、试验方法及试验结果 选用佛山某混凝土搅拌站日常供应Ｃ４０商混实际 使用的混凝土原材料。水泥为英德龙山水泥有限公司生产的海螺牌Ｐ．Ｏ４２．５Ｒ水泥，广电Ⅱ级粉煤灰，细集料为 肇庆西江砂，细度模数２．９；粗集料为广州增城永和石场生产的５～３１．５ｍｍ花岗岩碎石；减水剂采用佛山瑞安建材科技有限公司生产的ＬＳ－３００缓凝高效减水剂。具体配比见表１。 按标准成型１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×５５０ｍｍ的混凝土抗折试件６个，试件于２０±２℃静停２４小时，脱模。标准养护至２８天，取出试件擦干后再用电吹风仔细吹干，再以环氧树脂涂覆部分表面，如图１所示。 将已涂覆部分表面的试件分成两组，其中一组的三 条试件在水中养护３００天，另一组的三条试件在硫酸盐侵蚀溶液中浸泡３００天。试件放在容器中浸泡时，浸泡液体积为试件体积的２倍，每个试件需有２４．８升的侵蚀溶液。本实验将同组三条试件放在同一容器内浸泡，考虑到实验周期较长，可能存在蒸发等损失，浸泡溶液体积初始为７５升，中途不补水，始终维持液面高出试件顶面４０～６０ｍｍ，采用化学纯无水硫酸钠配制５％的硫酸盐溶液。 在浸泡过程中，每隔７天用１ＮＨ２ＳＯ４（Ｈ＋浓度１ｍｏｌ／Ｌ）滴定以中和试件在溶液中放出的Ｃａ（ＯＨ）２，采用 普通Ｃ４０混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究 梁汝恒 摘 要：硫酸盐侵蚀破坏是一个复杂的物理化学过程，同时也是混凝土化学侵蚀中最广泛和最普通 的形式。硫酸根离子与水泥石中一些固相组分发生化学反应，对混凝土结构的破坏通常始于棱角处，进而表面剥落，伴随着着裂缝发育层层推进，极端情况下有可能导致结构崩溃。本文通过普通Ｃ４０混凝土在５％浓度的硫酸盐溶液中相对较长时间的浸泡，采用抗折强度的剩余来表征其抗蚀性能，并对侵蚀机理进行了初步的探讨，为类似环境下混凝土结构的抗硫酸盐侵蚀性能的研究提供了基础性参考资料。 关键词：普通Ｃ４０混凝土；抗硫酸盐侵蚀；抗折强度；抗蚀系数 图１ 水泥与混凝土 ５１－－
浅谈水泥基混凝土复合材料 姓名：陈聪学号：S11085213015 专业：建筑与土木工程44班 摘要: 随着社会快速发展，单一的水泥材料已经不能满足人们日常工程需求，高性能水泥基复合材料既是在近代科技成就的基础上发展起来的，又将在高新技术工程领域中开发应用。本文结合相关论文资料[1]对近年来出现的几种高性能水泥基复合材料进行了初步阐述。 关键词: 高性能水泥基功能复合材料发展状况困惑展望 Abstract:With the development of society, single cement material already can't satisfy people's daily engineering requirements, high performance cement-based composite materials is developed on the basis of modern scientific and technological achievements, and in the development of new and high technology in the field of engineering application. Based on the related papers [1] to the trend in recent years several high performance cement-based composite material has carried on the preliminary in this paper. Keywords:High performance cement-based functional composites; status of development ; Perplexity; Prospect; 第一章前言 论文[1]介绍了国内外水泥基功能复合材料的研究进展及应用，重点对几种重要的水泥基功能复合材料，如导电、压电、介电、磁性、屏蔽等材料的组成、特性、工艺及发展状况进行了综述。 通过查询相关资料[4]，对水泥基功能复合材料有了初步的了解，功能材料是指通过光、电、磁、力、热、化学、生物化学等作用后，具有特定功能（导电性、压电性、热电性、磁性和防辐射性）的新材料[1]。随着科学技术的迅速发展，功能单一的传统水泥材料，已不能适应日新月异的多功能工程需要，现代建筑对水泥基复合材料提出了新的挑战，不仅要求水泥基复合材料要有高强度，而且还应具有声、光、电、磁、热等功能，以适应多功能和智能
高抗硫酸盐混凝土配合比优化设计 摘要：某工程引水隧洞地下水中SO42-总磷含量超标，对混凝土有强结晶型腐蚀和污染引水水体的风险。因此在混凝土施工前，对该引水隧洞混凝土进行抗硫酸盐侵蚀性试验。本文介绍了硫酸盐对混凝土的侵蚀影响，高抗硫酸盐混凝土原材料的选择，及通过掺粉煤灰的方式对高抗硫酸盐混凝土配合比进行优化设计。 关键词：配合比设计；抗腐蚀性；高抗硫酸盐混凝土 1.引言 某工程引水隧洞附近有一些化工企业，其中某集团磷石膏渣场距引水隧洞约1km，而该洞段位于岩溶极发育区域，存在有机物渗透对工程及水质带来较大危害的风险。根据对该区段地表和地下水体抽样检测，地下水中SO42-总磷等含量超标，因此对该区段采取有针对性的防渗和防腐处理措施。故进行混凝土抗硫酸盐侵蚀性试验，以确保工程质量。 2.混凝土受硫酸盐侵蚀的影响因素 硫酸盐对混凝土侵蚀作用非常复杂，其中包括物理方面和化学方面的侵蚀。受硫酸盐侵蚀的影响因素也有很多，主要体现在内部因素和外部因素。内部侵蚀是由于混凝土组分本身带有的硫酸盐引起，主要体现在混凝土自身的性质包括水泥、活性掺合料和水胶比，施工质量水平等；外部侵蚀是环境中的硫酸盐对混凝土的侵蚀，包括硫酸根离子浓度和环境PH值、混凝土的工作环境条件等。 3.原材料选用 3.1 水泥 水泥对混凝土的抗腐蚀性能起决定性的作用，混凝土中的硅酸三钙的含量过高，易于受到硫酸盐的侵蚀生成石膏。如果混凝土中铝酸三钙过多，则易于生成过多的钙矾石，在侵蚀环境下导致膨胀破坏。根据工程设计要求，结合高抗硫酸盐水泥的特性，本次试验混凝土选用P?HSR 42.5高抗硫酸盐水泥。 依据GB748标准要求，对高抗硫酸盐水泥进行标准稠度用水量、凝结时间、安定性、比表面积、密度、抗压强度、抗折强度、铝酸三钙（C3A）含量、抗硫酸盐性等指标检测，试验结果均满足标准要求，抗硫酸盐性14d≤0.04％。试验结果见表3.1。 4.混凝土配合比设计及试验方法 4.1 配合比基本参数选择试验 在配合比设计过程中充分利用粉煤灰对降低混凝土水化热和后期强度的贡献，以及对混凝土抗侵蚀的作用，选出粉煤灰的合理掺量，全面考虑合理的骨料级配对混凝土工作性和可泵性的影响和耐久性抗侵蚀能力。通过对减水剂不同掺量下的混凝土性能试验，泵送剂的最优掺量为1.0％、对石子级配组合进行容重试验，并结合工程经验，选用二级配粒径为 5mm～20mm：20mm～40mm比例为45：55。 4.2 水胶比与强度关系 当混凝土原材料、生产工艺以及工序既定的情况下，混凝土的性能主要取决于水胶比的大小。水胶比越大混凝土的强度越低，水胶比越小混凝土的强度越高，抗侵蚀能力就越强。配合比设计过程中首先进行基准用水量与砂率试验，然后进行水胶比与强度关系试验，对水胶比与强度统计计算回归方程，利用设计强度等级计算配制强度，将配制强度带入回归方程
水泥基复合材料 艾ai青摘要: 本文论述了水泥基材料改性用聚合物种类、聚合物改性机理、聚合物改性水泥基材料研究进展和发展趋势。加入了聚合物材料后，水泥基材料的性能，如强度、变形能力、粘结性能、防水性能、耐久性能等都会有所改善，改善的程度与聚灰比、聚合物的品种和性能有很大关系。但也存在不足之处，如抗压强度提高不大，有时还降低，最高使用温度不如普通混凝土等。笔者认为，研究如何大幅度提高聚合物改性水泥基材料的抗压强度和最高使用温度很有意义。 关键词: 关键词聚合物改性水泥基材料进展机理性能 1.引言 普通混凝土因抗压比低，干缩变形大，抗渗性、抗裂性、耐腐蚀性差，密度大，其使用范围受到很大限制。随着工业的发展，出现了钢筋混凝土、自应力混凝土和纤维混凝土。但在这些改进中，胶结材料水泥的性能没有发生改变，因此也限制了混凝土性能的提高。水泥混凝土（砂浆）的一个新动向就是水泥混凝土（砂浆）与有机高分子材料复合，这样可以有效地改善混凝土（砂浆）的性能。因为有机高分子聚合物的长分子链结构以及大分子中的键节或链段的自旋转性，决定其具有与无机非金属材料不同的性质—弹性和塑性[1]。所以在水泥混凝土（砂浆）中加入少量有机高分子聚合物，既可以使混凝土获得高密实度，又不至于使混凝土（砂浆）的脆性加大，这样便可制得高强度、高抗渗和高耐腐蚀性的混凝土。如今，聚合物改性砂浆和混凝土不仅在混凝土结构的修补和维护方面成为一种非常重要的材料，就是在新的建筑中也获得越来越广泛的应用，尤其是在桥面、停车场、码头、瓷砖和石材粘结、建筑防水、防腐等工程领域。 2. 聚合物改性水泥基复合材料 1.1. 改性用聚合物种类 聚合物改性水泥基复合材料是指在水泥混合时加入了分散在水中或者可以在水中分散的聚合物材料，包括掺和不掺骨料的复合材料、水泥浆、砂浆和混凝土。用于水泥混凝土（砂浆）改性的聚合物有四类，即水溶性聚合物、聚合物乳液（或分散体）、可再分散的粉料和液体聚合物。聚合物乳液通常是将可聚合单体在水中进行乳液聚合而获得的，但也有一些聚合物乳液不是通过单体乳液聚合而获得的，如天然橡胶胶乳是直接从橡胶树上获得，再经适当浓缩制成的；环氧乳液则一般是用乳化剂将环氧树脂乳化而成的。可再分散的聚合物粉料一般是由聚合物乳液经喷雾干燥而成的，聚合物粉末与聚合物乳液就像是奶粉与牛奶一样。它对水泥砂浆和混凝土的改性机理与聚合物乳液是相同的，只不过它往往是先与水泥和骨料进行干混，再加水湿拌才重新乳化成乳液。水溶性聚合物品种很多，可以分为三大类：天然水溶性、半合成水溶性和合成水溶性。一般说，水溶性聚合物的用量非常小，通常在水泥质量的0。5%以下，对硬化砂浆和混凝土的强度没有大的影响[2]。因此，水溶性聚合物主要用来改善水泥砂浆和混凝土的工作特性，有时候也可以把其归类为增黏剂。用于水泥改性用的液体聚合物有环氧树脂和不饱和聚脂，在与水泥混合时还要加入固化剂。与聚合物乳液改性相比，使用液体聚合物时聚合物用量要更多，因为聚合物不亲水，分散不是很容易，所以用液体聚合物改性混凝土的情形要比其他类型聚合物少得多。聚合物水泥砂浆的配比一般为，水泥∶砂=1∶2～3（质量比）；聚灰比=5%～20%；
水泥及混凝土抗硫酸盐腐蚀的检测方法介绍 摘要：抗硫酸盐腐蚀是混凝土耐久性研究的重要内容，其检测方法有国内的GB749，GB2420及美国ASTM C1012及日本JIS标准，由于这些实验在一般工地应用较少，因此需要检测人员加强学习和交流探讨。本文对这些方法进行了进行了介绍简介，并建议了砂浆和混凝土试件实体抗腐蚀的快速检测方法，希望能得到检测同仁的指导和帮助。 关键词：混凝土耐久性硫酸盐腐蚀 1. 绪论 盐碱土是陆地上分布广泛的一种土壤类型，仅我国山东省的黄河三角洲地带，每年新增加的盐碱地达6000多公顷，其中重度盐碱地处于在海水和高矿化地下水综合作用下，土壤剖面一般都通体高盐，可溶性含盐量有时超过1%，以氯盐、硫酸盐为主，对混凝土结构物的耐久性能造成潜在的危害。 随着我国海洋战略的发展和环渤海湾经济区的大规模开发，盐碱地区建设了大量港口、码头、道路、桥梁及工业厂房等混凝土结构物，处于盐碱环境中水泥和混凝土会发生一系列的物理和化学变化，导致结构物的劣化和破坏。为改善混凝土结构的耐久性，在设计环节对原材料进行优选，在施工中对配制混凝土的抗盐碱腐蚀进行检测和验收具有重要意义，由于此类实验并不常做，所以还存在一些模糊的认识，本文拟对水泥混凝土抗硫酸盐腐蚀的检测方法进行简要介绍，希望对同行有所帮助。 2 .水泥抗硫酸盐快速试验方法GB/T 2420-1981。 根据GB/T 2420-1981方法，采用0.5水灰比，1：2.5胶砂比（砂子为0.25-0.65 mm的标准砂），成型10×10×60 mm的棱柱形砂浆试件，1天养护箱养护，7天50℃水养护，然后将试件分为两组，其一在20℃水中养护，另一组在3%Na2SO4溶液中养护，养护过程中每天用1N硫酸滴定以中和试件在溶液中释放的Ca （OH）2，并使溶液PH值保持在7.0左右。 2.1材料的基本要求： 水泥试样应充分拌匀,并通过0.9毫米方孔筛，标准砂应符合GB178一99《水泥强度试验用标准砂》的质量要求，试验用水应是对试验结果无干扰的洁净的淡水。试验室温度为17～25℃,相对湿度大于50％,水泥试样,标准砂,拌和水等的温度应与室温相同。养护箱温度20士3℃,相对湿度大于90%.浸泡前养护水的温度50土1℃,侵蚀液温度20士3℃。 2.2试体的成型与养护 试体成型前将试模擦净,紧密装配,内壁均匀涂一薄层机油，水泥与标准砂的
高性能水泥基复合材料的性能分析及应用研究概述 发表时间：2019-04-02T11:08:48.373Z 来源：《防护工程》2018年第35期作者：夏春强 [导读] 关系到整个建筑的施工和质量。本文主要针对水泥基复合材料的性能和应用进行分析。 胜利油田营海集团山东东营 257087 摘要:我国建筑业正处于快速发展时期，为提高建筑施工质量，保障建筑使用性能，各种新材料和新工艺不断引入到建筑行业，水泥是建筑施工中使用最多的材料之一，关系到整个建筑的施工和质量。本文主要针对水泥基复合材料的性能和应用进行分析。 关键词：水泥基复合材料；性能；应用 引言 21世纪以来，科学技术高速发展，社会时代飞速进步，伴随着环境恶化、资源紧缺和能源危机问题日益凸显。这些问题的出现对人类的可持续发展提出了新的挑战，同样也对我们材料科学提出了更高的要求。因此，高性能水泥基复合材料的出现和应用将会存在巨大潜力。 1水泥基复合材料的发展 混凝土作为一种力学性能优良的建筑材料，已广泛应用于在土木工程的各个领域。但其仍存在以下两方面的问题:1)由混凝土开裂引起的耐久性问题。结构中的混凝土往往处于裂缝状态。裂缝的形成会引起钢筋锈蚀，降低混凝土的承载能力。同时，外界的有害影响也会侵入结构部件内部，降低结构的耐久性能。2)极端荷载条件下的脆性破坏问题。已有的研究工作表明，在爆炸与冲击等高速动荷载作用下，混凝土材料往往呈现脆性破坏模式，导致结构破坏具有突然性，不利于人员避险。同时混凝土材料失效时会产生飞散的破片从而对结构内部的人员与设备造成伤害。混凝土材料在正常工作荷载下的开裂及在高速动荷载作用下的破碎与剥落的原因在于其本身断裂韧性和抗拉强度的不足。因此，有必要采用一定的方法改善和优化混凝土材料的力学性能，增加其断裂韧性，从而提高其抗拉强度。 近年来，国内展开了对水泥复合材料材料的研究，徐世烺团队的研究成果具有代表性，该团队定义了一种超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)，使用的纤维体积掺量不超过2．5%，并且硬化后具有应变-硬化的特性。UHTCC在直接拉伸荷载条件下可以观察到多条细小的裂纹，通过测量可发现达到峰值应力时，对应的裂缝宽度能稳定在100μm以内，对应极限拉应变达到3%以上。对纤维体积掺量为2%的PVA-水泥复合材料进行单轴抗压应力-应变曲线分析。结果显示，PVA-水泥复合材料的极限压缩应变(强度下降到峰值应力的20%时对应的应变)是混凝土的5～10倍，峰值应变是混凝土的4～7倍，由此可显示出PVA-水泥复合材料极强的压缩韧性;通过单轴抗拉伸试验，三点/四点弯曲试验和单轴压缩试验探究了UHTCC的力学性能，试验结果证实了UHTCC在不同破坏荷载作用下会通过产生多缝消散能量，具有明显的延性，不会发生脆性破坏，具有良好的整体性。此外，对低收缩率的水泥复合材料单轴抗拉伸、抗压缩性能、弹性模量及极限压缩应变等进行研究，试验结果表明该种水泥复合材料在拉伸时表现出明显的塑性变形，其极限应变、裂缝宽度都有明显的改善;采用快速冻结法将高韧性水泥复合材料与混凝土和砂浆的抗冻融性能进行对比，并且还深入探究了国产PVA纤维与进口PVA纤维对水泥复合材料抗冻融性能的影响，通过300次冻融循环试验，发现国产PVA-水泥复合材料的质量损失率要比进口PVA-水泥复合材料高1%左右。 2水泥基复合材料基本性能 纤维增强水泥基材料一般可划分为变形硬化和变形软化两类，其中变形硬化材料又可细分为应变硬化和应变软化。应变硬化材料具有裂缝形成后的材料强度会大于初裂强度，试件应变均匀且多缝开裂的典型特点。UHTCC材料在直接拉伸和弯曲荷载作用下均表现出应变硬化材料的受力和变形特点。 水泥基复合材料在单轴拉伸试验过程中表现出应变硬化的本构特性，极限抗拉强度可稳定达到6.0MPa，峰值拉应变接近3.6%；且该材料裂缝无害化分散能力突出，即便在峰值荷载作用下，裂缝宽度仍可以有效控制在100μm以内，有些甚至可以控制在50μm以内。 水泥基复合材料的压缩性能试验研究表明，在水泥基体材料中添加适当比例的纤维能改善材料的应力应变关系，使其具有的开裂后的荷载承受能力、压缩韧性和塑性变形性能明显优于混凝土。水泥基复合材料和混凝土的多轴压缩试验发现，与普通混凝土相比，在侧向压力存在的情况下，强度和延性改善幅度更明显。 水泥基复合梁构件承受横向荷载作用时表现出应变硬化和多缝开裂的特点，但与直接拉伸性能并不完全相同。试件受弯出现第一条裂缝后，裂缝宽度可以稳定在非常细窄的水平，此时材料的开裂强度与单向开裂强度几乎相等。随荷载增加，在梁截面弯矩作用较大的范围内先后出现与初始裂缝宽度相当的大量细微裂缝，载荷达到峰值后，某条微裂缝开始局部扩展导致试件失效破坏，破坏时刻材料的极限抗弯强度约为开裂强度的五倍。 3水泥基复合材料研究现状 3.1对矿物掺合料的研究 矿物掺合料，是为了改善混凝土工作性能，节约用水量，调节混凝土强度等级，而在混凝土拌合时掺入天然的或人工的能够改善混凝土力学性能和工作性能的粉状矿物质。活性掺合料是在掺入减水剂的情况下，能够增加新拌混凝土的工作性能，并能提高混凝土的力学性能和耐久性。在高强混凝土中掺入适量的硅灰，在一定程度上增强了混凝土的抗压强度和抗折强度。硅灰能够显著改善混凝土的工作性和耐久性，过量的硅灰的自收缩性大，会降低混凝土的抗压强度。超细石灰石粉具有微集料效应，微显核效应等，能够促进C3S的水化，显著提高混凝土抗压强度。超细高含硅质矿粉增强了集料与胶结料界面的粘结力。通过研究指出，掺10%粉煤灰或矿渣粉不会影响低水胶比浆体的水化进程，粉煤灰对水化进程的延缓效果要优于同等掺量的矿渣粉。双掺超细磨粉煤灰和硅灰能够显著提高混凝土的早期强度。以上研究表明，不同的矿物掺合料单掺、双掺和三掺作用机理不一样，对抗压强度的影响也就会产生不同。矿物掺合料的掺入可以替代部分水泥，降低成本，最根本的是可以降低水化热，优化孔洞结构，增强各相间的粘结，从而提高强度。矿物掺合料在降低水泥水化热的同时，也对水泥水化起到一定促进作用。 3.2对纤维掺量的研究 通过纤维技术与混凝土技术结合，可研制出能够改善混凝土力学性能，提高土建工程质量的高性能混凝土。不同纤维对于混凝土的作用不同，影响程度也不同。例如，钢纤维对于机场、大坝、高速公路等工程可起到抗渗、防裂、抗冲击和抗折性能，合成纤维可以起到预
新型建筑材料2018.2 混凝土的耐久性已经成为一个不可忽视的问题，其中硫 酸盐侵蚀是一个重要的方面。硫酸盐侵蚀的影响因素复杂，危 害性大[1]。硫酸盐侵蚀对混凝土的破坏主要表现为膨胀、 开裂、剥落等，混凝土的硫酸盐侵蚀主要受到自身材料与周边环境的影响。 在我国西北地区，分布有大量的盐渍土、盐湖，其中硫酸盐含量很高，这对混凝土建筑物提出了更高的耐久性特别是 抗硫酸盐侵蚀的要求。目前，国内外学者关于混凝土抗硫酸盐 侵蚀的研究已经取得了很多非常有价值的成果[2-6]，然而，大多数研究都是在常温环境下进行的，对低温环境下的研究较少，并且大多采用膨胀率作为硫酸盐侵蚀的评价指标，对力学性能的研究较少[7-10]。本文针对5?下硫酸钠溶液侵蚀不同水胶比的水泥砂浆试件，通过对水泥砂浆经硫酸盐侵蚀后的外观、力学性能变化进行分析，研究了水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能，为在西北地区低温环境下选择适宜的抗硫酸盐水泥基材料提供参考。 1 试验 1.1试验原料及仪器 水泥：P ·O42.5（OPC ），中抗硫酸盐水泥（SRC ），甘肃省祁 摘要：采用0.36、0.50这2种水胶比的普通硅酸盐水泥、中抗硫盐酸水泥以及加入矿粉与纳米SiO 2的水泥砂浆试件，测试各试 样在（5?1）?的3%Na 2SO 4溶液中浸泡后的强度变化情况，综合考虑强度与抗蚀系数， 对砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能进行评价。结果表明：在5?下，0.36水胶比试件的强度高于0.50水胶比试件，抗硫酸盐侵蚀性能随着水胶比的降低而提高；加入矿物掺合料提高了水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能， 并且纳米SiO 2的掺量越高效果越明显。砂浆抗硫酸盐侵蚀性能优劣顺序为：15%矿粉+3%纳米SiO 2>15%矿粉+1%纳米SiO 2>中抗硫做盐水泥>普通硅酸盐水泥。 关键词：低温；水胶比；硫酸盐侵蚀；水泥砂浆中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1001-702X （2018）02-0112-04 Research on sulfate resistance of cement based materials at low temperature WANG Yuntian ，WANG Qicai ，GUO Yuzhu ，XIE Songlin （National and Provincial Joint Engineering Laboratory of Road &Bridge Disaster Prevention and Control ， Lanzhou Jiaotong University ，Lanzhou 730070，China ） Abstract ：Ordinary Portland cement ，medium sulfate-resistant cement and slag with nano SiO 2cement mortar samples were pre - pared with cement ratio of 0.36and 0.50.Mortar samples were stored in 3%Na 2SO 4sulfate solution at （5?1）?，and their strength developments were measured.Sulfate resistance of mortar samples was evaluated by considering the mortar strength and corrosion re - sistance.The results show that strength of 0.36water-cement ratio specimen is higher than 0.50water-cement ratio specimen under 5?environment ，the sulfate resistance increases with the decrease of W/C ratio ，and the addition of mineral admixture improves the sulfate resistance ，the high the nano SiO 2content is ，the better the sulfate resistance effect.The mortar resistance to sulfate attack was 15%slag+3%nano SiO 2>15%slag+1%nano SiO 2>medium sulfate-resistant cement>ordinary Portland cement. Key word ：low temperature ，water-cement ratio ，sulfate attack ，cement mortar 低温环境下水泥基材料抗硫酸盐侵蚀 性能试验研究 王云天，王起才，郭玉柱，谢松林 （兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室， 甘肃兰州730070）基金项目：长江学者和创新团队发展计划滚动支持项目（IRT_15R29）收稿日期：2017-06-08；修订日期：2017-07-21 作者简介：王云天，男，1989年生，黑龙江哈尔滨人，硕士研究生，主要从事桥梁与隧道方面的研究。地址：兰州市安宁区安宁西路88号，E-mail ：iswangyt@https://www.doczj.com/doc/f88018859.html, 。