On the performance-based approaches to evaluate the oxidation potential of iron sulfide-bearing aggregates in concrete
On the performance-based approaches to evaluate the oxidation potential of iron sulfide-bearing aggregates in concrete
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基于性能的方法评估混凝土中含硫化铁骨料的氧化电位
DOI：
10.1016/j.cement.2023.100059
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Radlińska, Aleksandra
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li, Zhanzhao;Kaladharan, Gopakumar;Bentivegna, Anthony;Radlińska, Aleksandra
最近，含硫化铁矿物的聚集体的氧化与美国东北部和加拿大魁北克省三河市地区房屋地基的严重退化有关。现有的基于性能的方法主要依赖于氧化溶液的使用，这可能会造成恶劣的环境并导致意想不到的结果。这项工作评估了使用大气氧气（更现实的暴露条件）作为氧化剂的砂浆测试的有效性，并采用实验设计方法来研究相对湿度（50％和95％）、氧含量（20.9％和35％）、温度（5°C和60°C）以及水灰比（0.45和0.65）对含硫化铁骨料氧化电位的影响。结果表明，砂浆样品的长度变化主要归因于实验期间（超过 400 天）内的干燥收缩，这在很大程度上取决于相对湿度水平，而在实验室条件下观察到的膨胀很小甚至没有。然后回顾了最近通过基于性能的测试在实验室中模拟硫化铁劣化的努力。总结了它们的进展和挑战以及与所提出的测试的比较，从而呼吁进一步开发实验方法。
Oxidation of aggregates containing iron sulfide minerals has recently been linked to severe degradation in housing foundations in the northeast United States and the Trois-Rivières area of Quebec, Canada. Existing performance-based approaches mainly rely on the use of oxidizing solutions, which may create harsh environments and lead to unexpected results. This work evaluated the effectiveness of a mortar test by using atmospheric oxygen (a more realistic exposure condition) as an oxidizing agent and employed a design of experiments approach to investigate the effects of relative humidity (50% and 95%), oxygen content (20.9% and 35%), temperature (5°C and 60°C), and water-to-cement ratio (0.45 and 0.65) on the oxidation potential of iron sulfide-bearing aggregates. Results show that length changes of the mortar samples are mainly attributed to drying shrinkage within the experimental duration (more than 400 days), which is highly dependent on the relative humidity levels, whereas minimal to no expansion was observed under laboratory conditions. Recent efforts to simulate iron sulfide deterioration in laboratories by performance-based tests are then reviewed. Their advances and challenges as well as comparison with the proposed test are summarized, leading to a call for further development of experimental methods.
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