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盐湖侵蚀环境喷射混凝土耐久性能劣化规律及机理研究

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土木工程学报 2019年第6期52卷 67-80页

作者：王家滨牛荻涛何晖宋占平西安工业大学陕西西安710021 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学省部共建西部绿色建筑国家重点实验室陕西西安710055

我国西部地区盐湖分布广泛,土壤及地下水中含有高浓度硫酸盐、镁盐及氯盐,与衬砌喷射混凝土发生一系列物理化学反应,造成其结构耐久性能下降。为系统研究盐湖侵蚀环境喷射混凝土耐久性能劣化规律及机理,以5%Na2SO4+5%MgSO4+3.5%NaCl混... 详细信息

我国西部地区盐湖分布广泛,土壤及地下水中含有高浓度硫酸盐、镁盐及氯盐,与衬砌喷射混凝土发生一系列物理化学反应,造成其结构耐久性能下降。为系统研究盐湖侵蚀环境喷射混凝土耐久性能劣化规律及机理,以5%Na2SO4+5%MgSO4+3.5%NaCl混合溶液为侵蚀介质,采用干湿交替法,分别模拟盐湖环境地下水及隧道衬砌侵蚀方式,开展喷射混凝土耐久性试验,对其物理力学性能、侵蚀产物矿物组成及含量、微观形貌、孔结构和离子含量进行测试分析。喷射混凝土SO42-含量随侵蚀时间快速增大,Cl-和Na+含量缓慢增大,而Ca2+和混凝土pH值降低。喷射混凝土侵蚀过程包含水镁石、石膏及钙矾石形成阶段,C-S-H分解和碳硫硅钙石形成阶段,M-S-H形成等三个阶段。最终,在碳硫硅钙石、水镁石、石膏、钙矾石以及结晶盐所形成的膨胀应力和结晶压力共同作用下,喷射混凝土内部孔数量及空气含量增大,形成网状裂纹,性能快速劣化。模筑混凝土微裂缝在盐结晶形成的结晶压作用下快速开裂,与气孔形成宏观裂缝导致断裂。钢纤维可显著消减喷射混凝土内部应力,提高其抗侵蚀能力。

关键词：隧道工程喷射混凝土盐湖环境微观结构离子扩散

盐湖环境下混凝土表面氯离子浓度的多因素耦合模型

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应用化工 2021年第S1期50卷 175-179,188页

作者：刘冰万浩保利长大工程有限公司广东广州510620

采用盐湖溶液浸泡实验,通过定期检测盐湖环境中混凝土表面处的氯离子侵蚀含量,并对数据进行拟合分析,研究了混凝土表面氯离子侵蚀含量随时间的变化规律,分析了盐湖溶液氯离子浓度、水灰比和暴露时间对混凝土表面氯离子侵蚀含量及其累积... 详细信息

采用盐湖溶液浸泡实验,通过定期检测盐湖环境中混凝土表面处的氯离子侵蚀含量,并对数据进行拟合分析,研究了混凝土表面氯离子侵蚀含量随时间的变化规律,分析了盐湖溶液氯离子浓度、水灰比和暴露时间对混凝土表面氯离子侵蚀含量及其累积速率的影响。结果表明,盐湖环境中混凝土表面氯离子侵蚀含量随时间的增大逐渐增长并最终达到稳定状态。随着盐湖溶液氯离子浓度和水灰比的增加,盐湖环境中混凝土表面氯离子侵蚀含量将达到稳定状态,进而综合考虑水胶比、盐湖溶液氯离子浓度和时变特性等因素的影响,建立了盐湖环境下混凝土表面氯离子浓度的多因素计算模型。结合国内外各种盐湖环境中混凝土表面氯离子侵蚀含量经验模型的预测结果和本文实测数据,对比验证了所建立混凝土表面氯离子浓度计算模型的有效性和适用性,为盐湖环境下混凝土结构的耐久性设计和服役寿命分析提供了重要边界条件。

关键词：盐湖环境混凝土表面氯离子浓度多因素耦合

盐湖环境成岩作用特征及其对高孔隙带形成的影响

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石油勘探与开发 2003年第5期30卷 47-49页

作者：王生朗任来义王英李继东何锋王欲晓中国地质大学中国石化中原油田勘探开发科学研究院

渤海湾盆地东濮凹陷黄河以北地区古近系沙河街组沉积于典型的咸水—盐湖环境,发育巨厚的盐岩层,碳酸盐胶结强烈,硫酸盐矿物呈层状或块状分布,黏土矿物中以伊利石含量最高,边溶蚀边交代作用显著。其成岩作用具有明显的盐湖盆地特点,使沙... 详细信息

渤海湾盆地东濮凹陷黄河以北地区古近系沙河街组沉积于典型的咸水—盐湖环境,发育巨厚的盐岩层,碳酸盐胶结强烈,硫酸盐矿物呈层状或块状分布,黏土矿物中以伊利石含量最高,边溶蚀边交代作用显著。其成岩作用具有明显的盐湖盆地特点,使沙河街组纵向发育次生高孔隙带,约2500m深度的第一次生孔隙发育带一般孔隙度大于20％,2850～3700m的第二次生孔隙发育带孔隙度约为14％。

关键词：东濮凹陷盐湖环境成岩作用高孔隙带

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盐湖环境对碱激发混凝土强度和孔结构的影响

混凝土 2015年第6期 9-12页

作者：宋强李婷张肖燕西安建筑科技大学材料与矿资学院陕西西安710055

为阐明碱激发混凝土在盐湖环境下的强度发展规律,对比研究了在清水和模拟盐湖环境中,NaOH和KOH激发矿渣水泥混凝土强度发展和微观结构的变化。试验结果表明:养护于清水和盐湖溶液中的碱激发矿渣混凝土强度分别在NaOH和KOH掺量为5%和8%... 详细信息

为阐明碱激发混凝土在盐湖环境下的强度发展规律,对比研究了在清水和模拟盐湖环境中,NaOH和KOH激发矿渣水泥混凝土强度发展和微观结构的变化。试验结果表明:养护于清水和盐湖溶液中的碱激发矿渣混凝土强度分别在NaOH和KOH掺量为5%和8%时具有最高的抗压强度。盐湖养护细化了混凝土中小于100 nm的孔结构,且对KOH激发混凝土孔结构细化效果更为明显。混凝土中的孔含量随着龄期逐渐降低,养护于盐湖溶液中的混凝土孔含量随着龄期下降幅度更大。养护于盐湖溶液中的NaOH激发矿渣混凝土中出现了NaCl晶体,NaCl晶体是盐湖溶液中Cl^-和NaOH溶解出的Na^+离子结合的产物,并随着水化进行不断长大。养护在清水中NaOH激发混凝土和养护在清水和盐湖中的KOH激发混凝土均出现了方解石晶体相。养护于盐湖溶液的混凝土界面过渡区的裂纹比清水养护的试样裂纹宽度更细。

关键词：碱激发矿渣盐湖环境抗压强度孔结构

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盐湖环境下高性能混凝土防腐措施的试验研究

盐湖环境下高性能混凝土防腐措施的试验研究

作者：孔巍长安大学

学位级别：硕士

本文为解决察尔汗盐湖地区桥梁混凝土的防腐问题,尝试使用水泥基渗透结晶型防水材料(XYPEX)作为混凝土防盐侵蚀的措施,通过室内全浸泡试验和干湿循环试验来研究其防腐效果,为在实际工程中的推广做一些探索性和基础性的工作。本文以高性... 详细信息

本文为解决察尔汗盐湖地区桥梁混凝土的防腐问题,尝试使用水泥基渗透结晶型防水材料(XYPEX)作为混凝土防盐侵蚀的措施,通过室内全浸泡试验和干湿循环试验来研究其防腐效果,为在实际工程中的推广做一些探索性和基础性的工作。本文以高性能混凝土(high performance concrete,简称HPC)以及在此基础上外涂XYPEX(简称"WHPC")和内掺XYPEX(简称"NHPC")进行对比试验。根据察尔汗盐湖地区的地质勘查报告,采用清水、10% NaCl溶液、5% MgSO4溶液、10% NaCl+5% MgSO4溶液以及模拟高浓度的盐湖卤水作为腐蚀溶液,采用单因素下的盐侵蚀和干湿循环作用与盐侵蚀双重作用下的试验,以相对动弹模变化、质量变化以及混凝土外观变化为评价指标。单因素盐溶液立式全浸泡8个月的结果表明,不管是XYPEX涂层还是XYPEX掺合剂对混凝土的相对动弹模变化以及质量变化都不大,作用效果不明显。但是,在浸泡后外观方面可以看出XYPEX涂层具有一定的保护作用。在干湿循环和盐侵蚀双重作用下,存在干湿循环和盐侵蚀的交互作用,盐溶液中有害离子的浓度越高,腐蚀就越严重;另外干湿循环还能加剧盐的结晶膨胀,加快混凝土的破坏。双因素盐溶液干湿循环试验结果表明,本文配制的高性能混凝土HPC具有一定的防腐性能,卤水中240次循环后,还没有达到试验破坏标准。XYPEX材料在混凝土相对动弹模变化方面作用明显。质量变化方面,各试件质量损失随着溶液腐蚀性的增强而增大,HPC和NHPC主要是水泥浆的剥落,WHPC是涂层的剥落。外观方面,XYPEX涂层的隔离作用明显。本文试验对水泥基渗透结晶型防水材料(XYPEX)作为盐湖地区混凝土的防腐措施进行了初步研究,取得了一定的成果,但是目前只是实验室的研究成果。盐湖环境非常恶劣,实验室很难模拟,可在盐湖地区建立暴露试验场对已有成果进行验证,以便进一步的探讨研究。

关键词：混凝土耐久性盐湖环境水泥基渗透结晶型防水材料 XYPEX 盐侵蚀干湿循环动弹性模量试验研究

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吉兰泰盐湖环境退化及其综合治理途径

地域研究与开发 1990年第S2期9卷 49-51,20页

作者：耿侃胡春元北京师范大学地理系内蒙古林学院治沙系

吉兰泰盐湖位于内蒙古乌兰布和沙漠西南边缘,盐湖面积120km^2,其中盐矿面积37.19km^2,勘探储量达1.1亿t,每年出产优质湖盐60多万t,是内蒙古重要的盐矿生产基地。目前,内蒙古自治区列入国家计划重点开采的8个盐矿中,已有6个遭到不同程度... 详细信息

吉兰泰盐湖位于内蒙古乌兰布和沙漠西南边缘,盐湖面积120km^2,其中盐矿面积37.19km^2,勘探储量达1.1亿t,每年出产优质湖盐60多万t,是内蒙古重要的盐矿生产基地。目前,内蒙古自治区列入国家计划重点开采的8个盐矿中,已有6个遭到不同程度的流沙侵害,吉兰泰盐湖便是其中较为严重的一个。20多年来,吉兰泰盐湖在干旱气候不断加剧的背景下,在湖区资源过度开发的人为活动干预下,区域环境出现整体退化,风沙灾害日益严重,

关键词：吉兰泰盐湖盐湖生态环境退化沙下盐湖盐湖区综合治理干盐湖降水晶间卤水盐湖环境

碱激发材料与硅酸盐水泥在盐湖环境中的性能对比研究

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硅酸盐通报 2015年第5期34卷 1360-1364页

作者：宋强张肖燕李婷朱建辉西安建筑科技大学材料与矿资学院西安710055 陕西省低变质煤洁净利用重点实验室榆林719000 陕西循环经济工程技术院西安710055

为克服传统硅酸盐水泥材料在盐湖环境中性能劣化严重的不足,通过浸烘循环,对比研究了在清水和模拟盐湖环境下,碱激发矿渣(AAS)水泥和硅酸盐水泥(PC)强度发展和微观结构的变化。实验结果表明:AAS材料具有优异的抗盐湖侵蚀能力,其强度随... 详细信息

为克服传统硅酸盐水泥材料在盐湖环境中性能劣化严重的不足,通过浸烘循环,对比研究了在清水和模拟盐湖环境下,碱激发矿渣(AAS)水泥和硅酸盐水泥(PC)强度发展和微观结构的变化。实验结果表明:AAS材料具有优异的抗盐湖侵蚀能力,其强度随着养护龄期延长逐渐提高,20次循环之前强度增长迅速,且激发剂含量越高,强度增长约快。养护于盐湖溶液中的PC强度随时间逐渐下降,40次浸烘循环后完全破坏。激发剂含量越高,处于盐湖溶液中的碱激发材料孔隙率越低,扫描电镜结果表明,在材料孔隙中结晶的石膏晶体和氯化钠晶体有效填充了孔隙。盐湖环境使得PC多害孔含量明显增加,但使AAS水泥孔结构得到细化,提高了材料的力学性能。

关键词：碱激发矿渣盐湖环境抗压强度孔结构

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柴达木盆地中部盐湖环境遥感初步解译

盐湖研究 2002年第1期10卷 28-34页

作者：张辉韩凤清中国科学院青海盐湖研究所青海西宁810008

柴达木盆地是我国主要的盐湖分布区 ,通过美国陆地卫星TM标准假彩色影像图 ,对该盆地中部地的盐湖环境、沙漠分布与变化、地质构造、1

关键词：柴达木盆地盐湖环境遥感解译沙漠地质构造补给水

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舞阳盆地内陆沙布哈—盐湖环境和有机质聚集

岩石学报 1989年第2期5卷 29-37页

作者：李任伟李钟模陈瑞君陈辉中国科学院地质研究所北京100011 化工部化学矿产地质研究院

舞阳盆地是一个早第三纪的陆相拗陷。在核桃园组沉积了碎屑和蒸发岩。为了重建沉积环境,研究了该盆地WK1井1222—1253m及1401—1405m段岩心。它们属核桃园组,由几套沉积韵律组成。硬石膏泥岩代表含盐泥坪环境,石盐岩代表盐湖环境。该类... 详细信息

舞阳盆地是一个早第三纪的陆相拗陷。在核桃园组沉积了碎屑和蒸发岩。为了重建沉积环境,研究了该盆地WK1井1222—1253m及1401—1405m段岩心。它们属核桃园组,由几套沉积韵律组成。硬石膏泥岩代表含盐泥坪环境,石盐岩代表盐湖环境。该类泥岩发育泥裂。WK1井内陆沙布哈沉积有机质的含量和类型变化大。在泥裂泥岩中,总有机碳低到0.24—0.34％,有机质多为Ⅲ型,纹层状泥岩的有机碳高到2.52—3.10％,有机质多为Ⅱ型。这类内陆沙布哈岩石有机质的丰度明显受沉积环境控制。该盆地WK1井内陆沙布哈沉积具有中等生油潜力。

关键词：盐湖环境有机质聚集生油潜力