养护龄期对混凝土氯离子扩散系数的影响

基于NEL法研究了不同水灰比和骨料体积含量混凝土氯离子扩散系数随时间的变化规律,发现混凝土氯离子扩散系数随养护龄期的增大而减小,但118d后减小速率变缓。进一步数据分析表明,水灰比越大或骨料体积含量越小,混凝土氯离子扩散系数随养护龄期增大而减小的趋势越明显。     

混凝土氯离子扩散系数随养护龄期演化的试验研究

通过试验研究了普通混凝土和矿物掺合料混凝土氯离子扩散系数随养护龄期的变化规律。在试验中考虑了水胶比、骨料体积率、矿物掺合料种类和替代率的影响,用NEL法测定养护龄期为28、56、84、112 d的混凝土氯离子扩散系数。试验结果表明,随着水胶比的增大或骨料体积率的减小,混凝土氯离子扩散系数增大。在混凝土中掺入粉煤灰和矿渣都能有效地减小氯离子扩散系数。基于试验结果,给出了普通混凝土、粉煤灰混凝土和矿渣混凝土氯离子扩散系数与养护龄期的经验公式,为混凝土材料的耐久性设计提供参考。     

混凝土水渗透性试验研究和影响因素分析

混凝土水渗透性与耐久性密切相关,是混凝土结构设计和评估的重要参数.通过试验研究了混凝土水渗透系数的变化规律,基于试验结果,定量分析了水灰比、养护龄期和骨料体积百分数对混凝土水渗透系数的影响,发现混凝土水渗透系数随着水灰比的增大而增大,但随着养护龄期的增大而减小,也发现当骨料体积百分数小于55%时,混凝上水渗透系数随着骨...     

长龄期粉煤灰混凝土氯离子扩散系数的试验研究

通过电导率法研究了水胶比、骨料含量、粉煤灰掺量和龄期对混凝土氯离子扩散系数的影响。测试结果表明,混凝土氯离子扩散系数随着水胶比的减小或骨料含量的增大而减小。粉煤灰的掺入显著增大了混凝土的抗氯离子渗透能力,最佳掺量为30%。从龄期的影响看,540 d内的混凝土氯离子扩散系数表现出显著减小的趋势,当龄期从540 d增加到1800 d时,混凝土氯离子扩散系数几乎维持不变。     

混凝土氯离子扩散系数预测的格构模型

提出了混凝土氯离子扩散系数预测的格构模型;应用能量等效原理,导出了格构梁和连续体氯离子扩散系数之间的解析关系式.基于模拟所得的骨料分布和格构梁与骨料之间的相对位置,确定了每一个格构梁单元的刚度矩阵.通过有限单元分析,获得了混凝土氯离子扩散系数;定量评价了最大骨料直径、界面氯离子扩散系数和骨料级配对混凝土氯离子扩散系数的影响.基于数值结果,发现混凝土氯离子扩散系数随着最大骨料直径的增大而减小;随着界面氯离子扩散系数的增大而增大;骨料级配对混凝土氯离子扩散系数有较大影响.     

硅粉混凝土氯离子扩散系数的试验研究

利用电加速测试方法系统探究了水胶比、硅粉掺量、骨料含量和龄期对混凝土氯离子扩散系数的影响。研究发现:在影响氯离子扩散系数的影响因素中,硅粉掺量和水胶比的影响最大,且会随着硅粉的掺入和水胶比的减小而大幅减小;从硅粉掺量对氯离子扩散系数的递减率看,硅粉的适宜掺量可达15%;氯离子扩散系数随骨料含量的增加而出现线性减小的趋势;硅粉混凝土氯离子扩散系数随龄期的递减效应主要出现在120 d内。     

粗骨料对混凝土氯离子扩散影响的模拟与试验

用数值模拟建立了三维随机骨料模型,分析了不同粗骨料形状、含量、粒径以及多粒径组合粗骨料对混凝土氯离子扩散的影响,并结合快速氯离子迁移系数法进行了验证.结果表明：相同体积粗骨料的形状特征参数越小,氯离子扩散受到的阻碍作用越明显;在一定浓度范围内,氯离子扩散系数随着粗骨料含量的增加逐渐减小;当粗骨料体积分数确定时,氯离子扩散系数随着粗骨料粒径的增加而减小;在相同体积分数下,氯离子扩散系数随着多粒径组合粗骨料粒径数的增加而增加.     

矿物掺合料对混凝土氯离子扩散系数影响的试验研究

通过NEL法测定混凝土氯离子扩散系数,定量评价了水胶比、骨料体积分数、粉煤灰、矿渣和硅粉对混凝土氯离子扩散系数的影响。试验结果表明,混凝土氯离子扩散系数随着水胶比的增大而增大,但随着骨料体积百分数的增大而减小。在混凝土中掺入粉煤灰、矿渣和硅粉都可以显著减小混凝土氯离子扩散系数,硅粉效果最好。对于粉煤灰和矿渣,掺量为10%时减小率最大,而对于硅粉,掺量为5%时减小率最大。     

黏附砂浆含量对再生混凝土抗氯离子侵蚀性能影响

针对再生粗骨料黏附砂浆含量高的特点,分析其含量变化与再生粗骨料性能的关系,研究全再生粗骨料混凝土在不同黏附砂浆含量下的抗氯离子侵蚀性能演化规律,界定再生粗骨料黏附砂浆含量的门槛值.研究发现:黏附砂浆含量对再生粗骨料和再生混凝土性能影响很大;随着黏附砂浆含量的增加,再生粗骨料吸水率、开口孔隙率和压碎值线性增大,表观密度线性减小,再生混凝土的3、7、28 d抗压强度出现不同程度的降低,孔隙率则逐渐增大;再生混凝土的氯离子扩散系数、自由氯离子含量和结合氯离子含量均随着黏附砂浆含量的增加而逐渐增大,且氯离子结合能力不断增强;再生混凝土氯离子扩散系数与再生粗骨料的黏附砂浆含量呈二次抛物线关系,在D级和E级氯盐环境下,能满足再生混凝土50 a抗氯离子侵入性指标的黏附砂浆含量最大值分别确定为35.03％和23.01％.     

轻骨料混凝土早龄期湿度扩散试验研究

为了研究轻骨料混凝土内部的早龄期湿度变化规律,采用0.35、0.45水灰比,40%、20%的粗骨料体积比,堆积密度为900、500级的轻骨料制成轻骨料混凝土试件,对早龄期轻骨料混凝土开展了一维湿度扩散试验和自干燥试验研究,并采用拟合的方法建立了早龄期轻骨料混凝土一维湿度扩散和自干燥作用数学模型。试验结果显示,水灰比、粗骨料体积比和级别对混凝土内部的湿度扩散规律有明显的影响,水灰比越低、粗骨料体积比越大,粗骨料密度等级越低,轻骨料混凝土内部湿度传输速率越快;自干燥试验显示,水灰比不同的混凝土内部相对湿度降低速率基本相同;数学模型和轻骨料混凝土试验数据计算吻合,可揭示早龄期轻骨料混凝土湿度扩散的规律。     

Effect of concrete mixing parameters on propagation of ultrasonic waves

An experimental study was conducted to evaluate the effect of concrete aggregate gradation, water–cement ratio, and curing time on measured ultrasonic wave velocity (UPV). 30 × 30 × 10 cm Portland cement concrete slabs were cast for ultrasonic evaluation, while 10 cm diameter by 20 cm height cylinders were cast for compressive strength evaluation The slabs and cylinders were prepared using Portland cement and limestone aggregate. Two slabs were cast from each combination of coarse aggregate gradations and water cement ratio (0.40, 0.45, 0.50, and 0.55). Four ASTM gradations were considered, ASTM No: 8, 67, 56, and 4. These gradations have nominal maximum aggregate size 25, 4.75, 19.3, and 12.5 mm, respectively.The ultrasonic equipment used in this study was the portable ultrasonic non-destructive digital indicating tester (PUNDIT) with a generator having an amplitude of 500 V producing 54 kHz waves. The time needed to transfer the signal between the transducers was recorded and used to calculate the signal velocity, which was used as a parameter in the evaluation. Ultrasonic measurements were performed at 3, 7, 28, and 90 days after concrete casting.The results of the analysis indicated that water–cement ratio was found to have a significant effect on UPV. The UPV was found to decrease with the increase of water cement ratio. Aggregate gradation was also found to have significant effect on UPV. In general, the larger the aggregate size used in preparing Portland cement concrete, the higher the measured velocity of ultrasonic waves. Also, UPV was found to be increased as concrete curing time increased. Concrete compressive strength was found to be significantly affected by water–cement ratio and coarse aggregate gradation. Lower water–cement ratio produced higher concrete strength. Also, the concrete compressive strength increased as maximum aggregate size decreased.     

不同湿度环境下内养护混凝土气体传输性能试验研究

采用预湿轻骨料作为内养护材料代替普通粗、细骨料拌制混凝土,既可以缓解混凝土早期自收缩和开裂的问题,又能减轻混凝土的自重。然而,预湿轻骨料的内养护效率受混凝土自身水胶比和外界养护环境的影响较大。开展了不同水胶比、不同湿度环境(饱和石灰水养护、喷雾养护、密封养护以及干燥养护)下普通混凝土及内养护混凝土氧气扩散和渗透性能试验。从混凝土的骨料界面过渡区结构、内部相对湿度、水化程度、混凝土孔隙率和孔隙迂曲度等方面,研究了水胶比、养护环境以及内养护材料对混凝土气体传输性能的影响,分析了不同养护环境下轻骨料的内养护效率,以及不同湿度养护条件下混凝土中气体的传输机制。结果表明：高水胶比混凝土的氧气扩散系数及渗透系数均显著高于低水胶比混凝土的;预湿轻骨料的掺入降低了混凝土的氧气扩散性能,提高了其氧气渗透性能;随着养护环境湿度的减小,混凝土的氧气扩散系数和渗透系数增加;预湿轻骨料在低水胶比、密封养护条件下内养护效率较高。     

混凝土中椭圆形骨料分布的边界效应

通过计算机模拟调查了椭圆形骨料分布的边界效应。模拟结果表明,对于给定的骨料面积百分数,随着模拟次数的增加,混凝土中各点的骨料分布密度趋于定值。在模拟方法的有效性得到试验结果的验证后,讨论了骨料级配、长细比、最小骨料直径和最大骨料直径对界面层厚度的影响,基于数值结果,发现界面层厚度随着长细比、最小骨料直径和最大骨料直径的增大而增大,也发现骨料级配对界面层厚度有较大的影响。     

粗骨料随机分布对混凝土导热性能的影响

采用COMSOL与MATLAB联合仿真的方法,基于混凝土二维细观几何模型,实现了混凝土稳态热传导的数值模拟.在利用试验结果验证数值模拟有效性的基础上,分析了骨料随机分布对混凝土导热性能的影响,并讨论了粗骨料粒径、形状及其体积分数,以及分散相导热系数对混凝土导热性能的影响规律.结果表明:粗骨料随机分布是造成混凝土导热性能产生随机性的重要因素;混凝土导热系数相对平均值随着粗骨料体积分数、分散相导热系数的增加而增大,但受粗骨料粒径和形状的影响不大;粗骨料体积分数越高,分散相与水泥砂浆导热系数相差越大,粗骨料粒径越大,轴长比越大,混凝土导热系数的变异性越显著,但当粗骨料体积分数超过35%后混凝土导热系数的变异性基本保持不变.     

Estimation of chloride permeability of concretes by empirical modeling: Considering effects of cement type,curing condition and age

In this study, effects of cement type, curing condition, and testing age on the chloride permeability of concrete were investigated experimentally. Chloride permeability of concrete was determined through rapid chloride permeability test (RCPT). The research variables included cement type (i.e. plain and four different blended cements), water–cement ratio (0.65 and 0.45), curing condition (uncontrolled, controlled, and wet curing), and testing age (28, 90, and 180 days). Furthermore, based on the experimental results, a neural network (NN) model-based explicit formulation was proposed to predict the chloride permeability of concrete in terms of the water–cement ratio, aggregate–cement ratio, superplasticizer–cement ratio, cement type, curing condition, and testing age. Finally, proposed NN based explicit formulation was verified by using the data gathered from the literature. The test results indicated that the selected experimental parameters had pronounced effects on the chloride permeability of concretes. Besides, it was found that the empirical model developed by using NN seemed to have a high prediction capability of the chloride permeability of concretes.     

再生骨料取代率对再生混凝土耐久性的影响

在对大量文献进行研究与对比分析的基础上,总结了近11年来各国再生混凝土耐久性的研究成果,包括再生混凝土抗氯离子渗透性、抗冻性、耐磨性、抗碳化性.通过灰色关联度定量分析了再生混凝土氯离子渗透性影响因素的主次关系.结果表明:再生混凝土的抗氯离子渗透性、抗冻性和耐磨性随再生粗骨料取代率增加而变差,混凝土耐磨性随再生细骨料取代率的增加而变好,大部分混凝土的抗碳化性随再生粗骨料取代率增加而变差,少部分出现变异;通过灰色关联分析得到的再生混凝土氯离子渗透性影响因素从大到小依次为水灰比、掺合料、混凝土龄期.     

双轴受压下再生混凝土氯离子扩散规律

为了研究复杂应力状态下再生混凝土的氯离子传输特性,首先通过破碎不同水灰比的母体混凝土得到不同性能的再生粗骨料,并对天然混凝土和不同性能再生混凝土进行双轴受压试验。然后利用电场加速氯离子扩散和双轴受压装置测试了不同类型再生骨料混凝土和天然骨料混凝土在不同应力水平和不同应力比下的氯离子扩散系数,并利用压汞仪测试了混凝土内部的微观孔隙结构。最后建立了考虑双轴应力水平、再生骨料吸水率和粗骨料体积分数的再生混凝土氯离子扩散系数理论模型,并进行了试验验证。结果表明:来自不同母体混凝土的再生骨料中的附着老砂浆具有不同的孔隙结构,再生混凝土中老砂浆的孔隙率随着母体混凝土水灰比的增加而变大,进而影响再生混凝土的氯离子扩散性; 应力比相同时,随着双轴受压应力水平的增加,再生混凝土氯离子扩散系数普遍呈现先下降再上升的趋势,在应力水平约为0.5时再生混凝土氯离子扩散系数出现最小值; 在双轴受压荷载作用下,母体混凝土水灰比分别为0.4,0.5,0.6的再生混凝土氯离子扩散系数最多分别下降到无荷载时的0.76%,0.78%,0.78%。     

单一骨料形状对混凝土性能影响的数字模拟

不少学者通过试验与实际工程经验得出,在保证相同坍落度和水泥总量前提下,卵石混凝土的性能要优于碎石混凝土,特别是混凝土的疲劳性能.基于此,运用ANSYS软件对单骨料混凝土试件进行数字模拟,分别从单骨料试件的抗压试验、抗拉试验和抗折试验三个方面,计算出骨料周围过渡层的最大应力,得出骨料边数越多其产生的最大应力越小,圆形骨料与四边形骨料最大应力差距可达50％,从细观层面上揭示在相同坍落度和水泥用量条件下卵石混凝土优于碎石混凝土的原因.