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Chloride-binding capacity of mortars composed of marine sand subjected to external chloride penetration

Journal of Oceanology and Limnology 2022年第4期40卷 1462-1471页

作者： congtao sun Ming sun Tao TAO Feng QU Gongxun WANG Peng ZHANG Yantao LI Jizhou DUAN Key Laboratory of Marine Environmental Corrosion and Bio-fouling Institute of OceanologyChinese Academy of SciencesQingdao 266071China School of Civil Engineering Qingdao University of TechnologyQingdao 266033China School of Civil Engineering Hunan University of Science and TechnologyXiangtan 411201China Open Studio for Marine Corrosion and Protection Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology(Qingdao)Qingdao 266237China Nantong Research and Development Center of Marine Science and Technology Institute of OceanologyChinese Academy of SciencesNantong 226004China

In order to explore the interactional relations of internal chloride and external chloride-binding amongst the cementitious materials,the chloride-binding capacity of mortars composed of marine sand(MS)or washed marine sand(WMS)were investigated.Results indicate that more external chloride can penetrate and diff use more deeply into the WMS mortar than that in the MS mortar.This phenomenon suggests that the external chloride migration resistance due to WMS is lower than that caused by MS.The distribution trends of the bound chloride content in the two types of mortars are the same at diff erent immersion times.However,a signifi cantly decreased area of the bound chloride content exists at the border of the external penetration area(EPA)and the external unaff ected area(EUA)at the immersion ages of 3 and 7 d,and then it disappears gradually with immersion time.The WMS mortar can bind more external chloride,whereas the MS mortar can bind more internal chloride,at diff erent immersion times.The distributions of bound chloride conversion rate in the EPAs of the two types of mortars diff er across immersion times.The distribution fi rstly decreases,and then it increases at the immersion ages of 3 and 7 d.The distribution was from increase,then decreases,and increase again at the immersion ages of 28 and 56 d.The bound chloride conversion rate in the WMS mortar is aff ected more greatly by external chloride penetration than that in the MS mortar.The amounts of the Friedel’s salt tend to increase with prolonged immersion time.Finally,the penetration of external chloride can increase the amount of fi ne capillary pores smaller than 100 nm in the WMSmortar exposed for 56 d in the chloride salt solution(WMS-E)specimen.

关键词： marine sand mortar chloride binding Friedel’s salt pore structure

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合成水化硅酸钙(C-S-H)对水泥基材料Cl^(-)结合性能的影响

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中国腐蚀与防护学报 2024年第1期44卷 197-203页

作者：张余果孙丛涛张鹏孙明耿圆洁樊亮翟晓凡段继周青岛理工大学土木工程学院青岛266033 中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室青岛266071 崂山实验室海洋腐蚀与防护开放工作室青岛266237 内蒙古科技大学土木工程学院包头014010

通过合成水化硅酸钙(C-S-H),研究了内掺C-S-H对水泥净浆Cl^(-)结合性能的影响。采用XRD、TG-DTG、SEM以及EDS分析了水泥水化产物随龄期的物相演化和微观形貌变化。结果表明,净浆试件中自由Cl^(-)含量随龄期的增加皆呈先下降后上升的趋... 详细信息

通过合成水化硅酸钙(C-S-H),研究了内掺C-S-H对水泥净浆Cl^(-)结合性能的影响。采用XRD、TG-DTG、SEM以及EDS分析了水泥水化产物随龄期的物相演化和微观形貌变化。结果表明,净浆试件中自由Cl^(-)含量随龄期的增加皆呈先下降后上升的趋势。在龄期7、14和21 d时,掺加C-S-H组净浆自由Cl-含量均大于未掺加C-S-H组,这是因为掺加的C-S-H粒径相对较大,比表面积相对较小,使得净浆中C-S-H总比表面积减小,降低了C-S-H对Cl-的结合;其次,在水泥净浆中掺加C-S-H能够促进水泥水化,提高水化早期pH值,高pH值也不利于C-S-H对Cl-的吸附;再次,掺加C-S-H净浆水化早期无Friedel’s盐生成,化学结合Cl^(-)能力较弱。在龄期28 d时,掺加C-S-H组净浆中有Friedel’s盐的生成,化学结合提高了Cl^(-)结合量,故两组净浆自由Cl^(-)含量较为相近。由于28 d时掺加C-S-H组净浆中存在较多SiO_(2),易发生火山灰反应生成低钙硅比的C-S-H以及pH值降低影响Friedel’s盐稳定性,使得35 d时自由Cl^(-)含量上升明显。

关键词：水泥净浆 Cl^(-) 水化硅酸钙 Cl^(-)结合 pH值

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水泥基材料氯离子结合机理及影响因素研究综述

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硅酸盐通报 2022年第8期41卷 2604-2617页

作者：耿圆洁孙丛涛孙明张余果段继周内蒙古科技大学土木工程学院包头014010 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋腐蚀与防护开放工作室青岛266237 中国科学院海洋研究所海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室青岛266071 南通中科海洋科学与技术研究发展中心南通226004 青岛理工大学土木工程学院青岛266033

水泥基材料的氯离子结合能力主要取决于水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和Friedel’s盐的含量及其稳定性,两者的含量越高、稳定性越好,水泥基材料的氯离子结合能力越强。对水泥基材料氯离子结合能力的分析需考虑多种因素的影响,如水泥种类、矿物... 详细信息

水泥基材料的氯离子结合能力主要取决于水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和Friedel’s盐的含量及其稳定性,两者的含量越高、稳定性越好,水泥基材料的氯离子结合能力越强。对水泥基材料氯离子结合能力的分析需考虑多种因素的影响,如水泥种类、矿物掺合料种类、温度、氯离子浓度、阳离子类型、硫酸盐侵蚀和碳化等因素,它们会通过直接影响C-S-H凝胶和Friedel’s盐的生成量,或间接影响孔隙液pH值和离子浓度改变C-S-H凝胶和Friedel’s盐的稳定性,进而影响其物理吸附能力与化学结合能力,促使氯离子重新结合或释放,导致氯离子结合能力变化显著。本文综述了上述影响因素下,水泥基材料中C-S-H凝胶和Friedel’s盐含量、稳定性的变化,及其对氯离子结合能力的影响,并为今后的研究方向提出了建议。

关键词：水泥基材料 C-S-H凝胶 Friedel’s盐氯离子结合稳定性 pH值

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干湿循环条件下钢筋锈蚀的临界氯离子浓度

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建筑材料学报 2016年第2期19卷 385-389页

作者：孙丛涛刘诗群牛荻涛侯保荣中国科学院海洋研究所山东青岛266071 青岛理工大学建筑设计研究院山东青岛266033 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

采用电化学交流阻抗谱研究了干湿循环条件下混凝土中钢筋锈蚀的临界氯离子浓度,深入探讨了混凝土中钢筋锈蚀临界点的判断方法,分析了干湿循环时间比对临界氯离子浓度的影响.结果表明:借助电化学交流阻抗谱法能较为准确地判断钢筋锈蚀临... 详细信息

采用电化学交流阻抗谱研究了干湿循环条件下混凝土中钢筋锈蚀的临界氯离子浓度,深入探讨了混凝土中钢筋锈蚀临界点的判断方法,分析了干湿循环时间比对临界氯离子浓度的影响.结果表明:借助电化学交流阻抗谱法能较为准确地判断钢筋锈蚀临界点;临界氯离子浓度随干湿循环时间比的增加基本呈增大趋势;临界氯离子浓度与干燥结束时混凝土的饱和度之间存在线性关系,且随着干燥结束时混凝土饱和度的增大而降低.

关键词：干湿循环钢筋混凝土电化学交流阻抗谱临界氯离子浓度

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紧凑型混合励磁三相饱和铁芯型故障限流器

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高电压技术 2024年第6期50卷 2554-2566页

作者：袁佳歆孙玉东张琬婷周航柳煜叶丛韬电网环境保护全国重点实验室(武汉大学电气与自动化学院) 武汉430072 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州330100

加装饱和铁芯型故障限流器是限制高压系统短路电流的有效方法,但其需要与外加的限流空心电抗器配合,导致整个限流系统占地面积和体积很大。因此,基于非正交解耦原理提出了一种紧凑型混合励磁三相饱和铁芯型故障限流器(compact hybrid-bi... 详细信息

加装饱和铁芯型故障限流器是限制高压系统短路电流的有效方法,但其需要与外加的限流空心电抗器配合,导致整个限流系统占地面积和体积很大。因此,基于非正交解耦原理提出了一种紧凑型混合励磁三相饱和铁芯型故障限流器(compact hybrid-biased three-phase saturated core fault current limiter,CTFCL),其具有占地面积和体积小的优点。首先,提出了含非正交解耦绕组的CTFCL拓扑。其次,建立了CTFCL的等效电磁路模型,分析了其工作原理。然后,给出CTFCL的参数设计准则,搭建了220 kV的有限元模型,仿真验证了CTFCL的限流效果和电磁特性。最后,设计并研制出小容量样机,开展了实验研究。仿真和实验结果均证明了该文所提CTFCL的有效性,CTFCL对各种短路均有良好的限制效果,且对比得到CTFCL限流系统占地面积和体积较传统三相SCFCL限流系统分别减少了44%和26%,适合实际高压系统的安装与应用。

关键词：饱和铁芯型故障限流器三相拓扑紧凑化非正交解耦原理参数设计有限元分析

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粉煤灰混凝土的氯离子结合性能

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建筑材料学报 2016年第1期19卷 35-39页

作者：孙丛涛宋华牛荻涛张鹏侯保荣中国科学院海洋研究所山东青岛266071 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

采用干湿交替方式研究了粉煤灰混凝土的氯离子结合性能,得到了混凝土中自由氯离子含量和总氯离子含量的分布,探讨了粉煤灰对氯离子结合性能的影响,分析了氯离子结合性能随深度的变化规律.结果表明:粉煤灰的掺入提高了混凝土中的结合氯... 详细信息

采用干湿交替方式研究了粉煤灰混凝土的氯离子结合性能,得到了混凝土中自由氯离子含量和总氯离子含量的分布,探讨了粉煤灰对氯离子结合性能的影响,分析了氯离子结合性能随深度的变化规律.结果表明:粉煤灰的掺入提高了混凝土中的结合氯离子含量,但粉煤灰混凝土的氯离子结合率和相对氯离子结合系数均低于未掺粉煤灰混凝土,且两者均随着粉煤灰掺量的增加呈降低趋势;混凝土中结合氯离子含量随深度的增加呈先降低再升高的趋势;氯离子结合能力随深度的增加呈上升趋势并逐渐趋于平稳.

关键词：氯离子结合性能自由氯离子总氯离子粉煤灰混凝土扩散深度

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考虑饱和铁芯型故障限流器的柔性直流输电系统双极短路故障检测方法

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武汉大学学报（工学版） 2024年第6期57卷 699-708页

作者：袁佳歆郑元坤薛志英余越叶丛韬孙玉东武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100092

饱和铁芯型故障限流器通过增大电感值抑制短路电流上升速率,然而电感变化将改变输电线路故障特征,进而影响继电保护对直流输电系统双极短路故障的检测。针对上述问题,提出一种考虑饱和铁芯型故障限流器的双极短路故障检测方法,该方法具... 详细信息

饱和铁芯型故障限流器通过增大电感值抑制短路电流上升速率,然而电感变化将改变输电线路故障特征,进而影响继电保护对直流输电系统双极短路故障的检测。针对上述问题,提出一种考虑饱和铁芯型故障限流器的双极短路故障检测方法,该方法具有检测速度快、灵敏性与可靠性高的优点,能够准确判别区内、区外故障。首先,分析故障情况下换流站的等效电路,对故障限流器铁芯磁化曲线进行线性拟合,建立双极短路故障等效电路,建立微分方程并求解,得到故障电流与限流器两端电压的解析表达式,据此提出基于限流器两端电压变化情况的双极短路故障检测方法;其次,搭建双端口±100 kV柔性高压直流输电系统(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)仿真模型,验证该方法的有效性,并与传统方法进行对比,验证该方法具有更快的检测速度;最后,分析短路电阻对该方法的影响,搭建多端口VSC-HVDC仿真模型,结果表明,对于475Ω及以下的短路电阻,该方法均能够准确识别故障,且能够准确识别区内、区外故障。

关键词：柔性直流故障限流器双极短路故障检测电压变化率

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钢筋阻锈剂在混凝土中的阻锈机理

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混凝土 2015年第6期 80-83页

作者：陈明实孙丛涛于景飞内蒙古科技大学内蒙古包头014010 中国科学院海洋研究所山东青岛266000

从混凝土中钢筋腐蚀的机理出发,总结归纳了各类阻锈剂的阻锈机理,包括典型的阳极型阻锈剂、阴极型阻锈剂以及复合型阻锈剂并指出了各自的优缺点。相比单一的阴阳极型阻锈剂,复合型阻锈剂的阻锈机制较为完善,但由于复合型阻锈剂尤其是迁... 详细信息

从混凝土中钢筋腐蚀的机理出发,总结归纳了各类阻锈剂的阻锈机理,包括典型的阳极型阻锈剂、阴极型阻锈剂以及复合型阻锈剂并指出了各自的优缺点。相比单一的阴阳极型阻锈剂,复合型阻锈剂的阻锈机制较为完善,但由于复合型阻锈剂尤其是迁移型阻锈剂的成分较为复杂,其相关的阻锈机理还需进一步研究。

关键词：钢筋锈蚀阻锈机理阳极型阻锈剂阴极型阻锈剂复合型阻锈剂

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海洋大气区氯离子在混凝土中的沉积与传输行为研究综述

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土木与环境工程学报（中英文） 2020年第2期42卷 165-178页

作者：胡劲哲牛建刚孙丛涛李言涛鲍麒内蒙古科技大学土木工程学院内蒙古包头014010 中国科学院海洋研究所山东青岛266071 中国人民解放军92690部队海南三亚572000

海洋大气区氯离子对钢筋混凝土的侵蚀行为可分为两个阶段,首先,氯离子在风力作用下附着在混凝土表面,其次,从混凝土表面向混凝土内部侵蚀。基于海洋大气区氯离子对混凝土侵蚀的全过程,对已有研究进行归纳总结,阐述了各影响因素对沉积过... 详细信息

海洋大气区氯离子对钢筋混凝土的侵蚀行为可分为两个阶段,首先,氯离子在风力作用下附着在混凝土表面,其次,从混凝土表面向混凝土内部侵蚀。基于海洋大气区氯离子对混凝土侵蚀的全过程,对已有研究进行归纳总结,阐述了各影响因素对沉积过程的影响规律。其中,海水含盐量、风速、暴露时间与混凝土氯离子沉积量呈正相关关系,距海岸距离与混凝土氯离子沉积量呈负相关关系;论述了各影响因素对传输过程的影响规律,水灰比越大、暴露时间越长、温度越高、内外湿度梯度越大、碳化越严重越容易形成对流区。目前,针对海洋大气区氯离子在混凝土中沉积和传输行为开展研究多基于单因素,多因素耦合作用下的沉积和传输行为尚需进一步研究。

关键词：海洋大气区氯离子沉积混凝土氯离子传输

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非饱和混凝土氯离子传输模型研究综述

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混凝土 2015年第6期 32-36页

作者：袁利强孙丛涛程火焰湖南科技大学土木学院湖南湘潭411100 中国科学院海洋研究所山东青岛266000

在非饱和氯盐侵蚀环境中,混凝土结构受到干湿交替作用其钢筋锈蚀往往较为严重。主要对非饱和状态下混凝土中氯离子的传输机理进行了归纳总结,重点分析介绍了非饱和混凝土中氯离子传输模型,并指出各传输模型的优缺点和适用性,为建立完善... 详细信息

在非饱和氯盐侵蚀环境中,混凝土结构受到干湿交替作用其钢筋锈蚀往往较为严重。主要对非饱和状态下混凝土中氯离子的传输机理进行了归纳总结,重点分析介绍了非饱和混凝土中氯离子传输模型,并指出各传输模型的优缺点和适用性,为建立完善的非饱和状态下混凝土中氯离子传输模型提供参考。

关键词：混凝土非饱和状态氯离子传输机理传输模型

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