卤水侵蚀下高延性混凝土力学性能试验及强度衰减模型研究

为了研究高延性混凝土(HDC)在卤水侵蚀作用下的基本力学性能变化规律,以3种氯盐溶液(5％,10％和15％NaCl溶液)和3种卤水溶液(5％NaCl+5％Na2SO4,5％NaCl+10％Na2SO4和10％NaCl+5％Na2SO4溶液)为侵蚀介质,对HDC试件进行卤水长期浸泡(共360d)试验,分析了不同浓度的卤水溶液长期浸泡下HDC试件抗压和抗折强度随浸泡时间的变化规律.试验结果表明:卤水溶液的侵蚀现象较单一氯离子溶液明显,其中5％NaCl+10％Na2SO4卤水溶液的侵蚀最严重;在整个浸泡过程中,HDC试件质量均出现先降低后上升的变化趋势;单一侵蚀溶液中HDC试件的抗压及抗折强度均出现先增长后降低趋势,卤水溶液中则无侵蚀前期的强度上升阶段,随着硫酸盐浓度的增加,HDC试件损伤劣化速度变快,且氯离子浓度越高,延缓越明显.通过回归分析建立了卤水长期侵蚀HDC试件强度衰减模型.     

混凝土在硫酸盐溶液中抗冻性的研究

本文研究了非引气混凝土和引气混凝土在水中和硫酸盐溶液（5%和7%Na2SO4）中的抗冻性。试验结果表明：混凝土在5％Na2SO4溶液中的抗冻性能低于其在水中的抗冻性,有所不同,适量引气对混凝土的抗硫酸盐冻融性能均有较大程度的改善作用。强度越高,混凝土的抗冰冻性能越好,但一些强度较高的混凝土试件在硫酸盐溶液中冻融时发生突然的中部断裂而破坏。     

复合盐害环境混凝土抗侵蚀性能试验研究

为了研究普通混凝土与高强度混凝土在硫酸盐、氯盐及碳酸盐复合盐害溶液中的抗侵蚀性能,设计制作C40、C60两类不同强度的混凝土试块,测定试块经过多次复合盐害溶液浸泡和烘干循环后的抗压强度、抗折强度、质量损失率及超声波波速,并与单一硫酸盐溶液浸泡和烘干后的数据进行比较分析.试验结果表明:复合盐害溶液对普通与高强度混凝土都具有腐蚀性,高强度混凝土的抗侵蚀性能优于普通混凝土;复合盐溶液混凝土的损伤大于单一硫酸盐溶液.     

改性橡胶再生混凝土力学性能研究

橡胶再生混凝土作为一种新型的建筑材料,国内外的研究报告相对来说比较少,不同取代率的橡胶和改性方式对橡胶再生混凝土的性能存在着一定的影响,本试验采用NaOH溶液及Na2SO4溶液对橡胶颗粒改性,通过试验探究橡胶改性方式、掺量对混凝土力学性能的作用规律。结果表明:橡胶再生混凝土立方体抗压强度和抗折强度伴随橡胶含量的增多而下降;Na2SO4溶液和NaOH溶液改性橡胶对橡胶再生混凝土力学性能均有不同程度的改善,但NaOH溶液改性更利于强度提高。     

NaOH预处理对橡胶混凝土力学性能影响试验研究

为探究NaOH溶液预处理橡胶颗粒的浓度和时间对橡胶混凝土物理力学性能的影响,将橡胶颗粒浸泡在不同改性浓度（质量浓度）NaOH溶液中进行了不同改性时间的预处理,然后测定了橡胶混凝土试件的抗压强度及抗折强度。结果表明：橡胶混凝土的抗压强度和抗折强度总体均随改性浓度的增大和改性时间的延长呈先升高后降低的变化趋势;在一定改性浓度和改性时间范围内,NaOH预处理能提高橡胶混凝土的抗压强度和抗折强度,其中,抗压强度变化幅度显著大于抗折强度,两者受改性时间的影响显著强于改性浓度;当改性浓度为4%、改性时间为12 h时,改性效果最佳。     

氯离子侵蚀下水泥基灌浆料力学性能试验研究

针对青海盐湖地区混凝土结构遭受氯盐的侵蚀破坏的情况,采用长期浸泡法研究了水泥基灌浆料在不同浓度(10%,15%,20%) Na Cl溶液下的抗氯离子侵蚀力学性能,从强度耐蚀系数(抗折耐蚀系数、抗压耐蚀系数)及氯离子侵蚀深度两方面对水泥基灌浆料抗氯离子侵蚀性能进行了分析研究。试验结果表明,在相同浓度的Na Cl盐溶液及水泥基灌浆料配合比下,水泥基灌浆料试件随着浸泡时间的增长,其抗折耐蚀系数和抗压耐蚀系数呈现出先缓慢增大后大幅度降低的趋势;随着Na Cl盐溶液浓度的增加,浸泡9个月的水泥基灌浆料的抗压耐蚀系数降低了4. 1%;水泥基灌浆料试件的氯离子侵蚀深度随浸泡时间的增加而增加,浸泡至9个月后,氯离子侵蚀速率减缓趋于稳定,试件氯离子侵蚀深度的增长率仅为2. 6%。在此基础上,对抗氯离子侵蚀性能最好的NJ3试件在15%Na Cl溶液下进行冻融循环试验,结果表明,随着冻融循环次数的增加,NJ3试件的氯离子侵蚀深度逐渐增加,在75次冻融循环后,氯离子侵蚀深度的增长速率有所降低,200次冻融循环试验之后,NJ3试件的氯离子侵蚀深度为4. 35mm。     

颗粒冲击引起混凝土材料的损伤

利用冲击球压法对标准养护室、室外、水以及5%Na2SO4溶液环境下的C30混凝土试件进行了试验。对混凝土应力—压痕尺寸关系和压痕形貌进行了评价和描述。试验结果表明:当冲击应力—压痕尺寸关系超过某一临界点后,压痕增大的速率远远大于应力的增长,Na2SO4溶液和水环境中的试件尤为明显;对压痕形貌的观察发现,室外和Na2SO4溶液中的试件其损伤最为强烈,具体表现为压痕周围发生了较为剧烈的颗粒脱落和松动。     

偏高岭土地聚合物抗硫酸盐侵蚀性能

文中基于Na/Al=0.8～1两种配合比,研究了偏高岭土地聚合物在5wt%的Na2SO4和Mg SO4侵蚀环境下的耐久性能变化。通过力学实验和压汞试验观测地聚合物试件在硫酸盐浸泡下的抗折强度及孔隙结构变化,并判断Na/Al比对地聚合物抗硫酸盐侵蚀性能的影响。实验结果表明,偏高岭土地聚合物试件在硫酸盐侵蚀下有良好的力学性能稳定性,同时提高Na/Al比可以减小试件的初始孔隙率,从而增强地聚合物抗硫酸盐侵蚀能力。     

氯盐、硫酸盐作用下高性能混凝土损伤研究

通过 3 5 %NaCl溶液 ,5 %Na2 S0 4 溶液以及 3 5 %NaCl+5 %Na2 SO4 复合溶液的浸泡腐蚀试验 ,研究了C30、C5 0两种强度等级 ,三种大掺量矿物掺合料混凝土在腐蚀溶液中的自由氯离子扩散规律 ,以及基于相对动弹性模量变化的损伤规律。结果表明 :复合腐蚀下 ,C30的自由氯离子含量是C5 0的 2倍左右 ;氯离子扩散系数为C5 0的 1 7～ 1 95倍 ;混凝土相对动弹性模量先上升后下降。矿物掺合料提高了混凝土抗氯离子渗透和抗硫酸盐损伤能力 ,硫酸盐降低了混凝土抗氯离子腐蚀能力 ,氯盐减缓了硫酸盐对混凝土的损伤速度。     

硫酸盐侵蚀下石膏形成引起的水泥净浆破坏

通过掺加石灰石粉,对长期浸泡在5%(质量分数)Na2SO4溶液中的水泥净浆试件所产生的有害化合物进行了研究.结果表明:在Na2SO4溶液侵蚀下,水泥净浆试件因产生石膏膨胀开裂、表面软化而形成从表到里的破坏,石膏膨胀是其主要劣化方式;水泥净浆破坏机理是石膏膨胀和胶凝物质分解;保持浸泡溶液的pH值,会抑制水泥净浆试件中钙矾石的生成.因此,在水泥混凝土中加入石灰石粉可以检验其抗硫酸盐侵蚀性能.     

Na2SO4和NaNO2对混凝土自收缩的影响

采用传统千分表测试方法,研究了W/C为0.3和0.5的两组基准混凝土的自收缩零点测试点,以及这两种W/C下分别单掺1％ Na2SO4、2％ Na2SO4、1.5％ NaNO2和3％NaNO2的混凝土早期自收缩的规律.结果表明,W/C为0.3的基准混凝土自收缩开始测试点为搅拌加水后13 h,掺入2％ Na2SO4混凝土自收缩与基准试件较为相近,掺入1％Na2SO4的混凝土自收缩较基准件显著增大.NaNO2的掺入使得混凝土早期自收缩减小,同时,掺入1.5％ NaNO2混凝土的早期自收缩比掺量为3％NaNO2的略大.W/C=0.5的基准混凝土自收缩开始测试时间为搅拌加水后21 h,掺入1.5％和3％ NaNO2的混凝土自收缩均比基准试件大.     

废弃玻璃砂对地聚合物混凝土性能的影响

将废弃玻璃砂取代部分河砂制备偏高岭土基地聚合物混凝土,研究了废弃玻璃砂取代率对地聚合物混凝土力学性能与耐久性能的影响。结果表明,随着废弃玻璃砂取代率的增加,地聚合物混凝土的抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度均先提高后降低,取代率为60%时地聚合物混凝土的力学性能最佳。增大废弃玻璃砂取代率可显著提高地聚合物混凝土的抗化学侵蚀性能,当取代率超过80%时,地聚合物混凝土试样分别在2%H2SO4溶液和5%NaCl溶液中浸泡60 d后的抗压强度损失较小。     

大掺量粉煤灰混凝土的孔隙液相碱度

对比试验结果显示,大掺量粉煤灰混凝土孔隙液相碱度（ｐＨ值）与普通混凝土相比７天后降低明显,２００天接近１１．５的临界值,通过外掺适量石灰和硫酸钠,在强度不降低甚至有所提高的情况下,可显著提高粉煤灰混凝土的液相碱度。     

矿渣混凝土硫酸盐腐蚀研究

研究了矿渣混凝土在5%Na2SO4溶液中浸烘循环,其相对动弹性模量、幅值及抗压强度演化规律.试验结果表明:混凝土相对动弹性模量先下降,后上升,再保持稳定,最后下降直至破坏;其幅值在前100次保持稳定,后下降直至破坏.混凝土抗硫酸盐腐蚀能力随矿渣掺量的增加而增加.相比于普通混凝土,随矿渣掺量增加,混凝土抗压强度损失率下降了28%～62%.混凝土在硫酸盐溶液中浸烘循环,其腐蚀产物为钙矾石和石膏.膨胀性腐蚀产物导致了混凝土浆集界面区和浆体区开裂,并最终导致混凝土破坏.     

氯盐对再生混凝土硫酸盐侵蚀的抑制作用研究

将再生骨料取代率为50%的混凝土试块自然浸泡在单一Na₂SO₄溶液、MgSO₄溶液和NaCl-Na₂SO₄复合溶液、NaCl-MgSO₄复合溶液中,其中复合溶液中的氯盐质量分数分别为0%,2%,5%和10%。在整个试验周期内,每隔30 d测量不同溶液中再生混凝土试块的表观形貌、超声声速和质量变化率,得出了氯盐对Na₂SO₄溶液和MgSO₄溶液侵蚀再生混凝土的抑制规律。最后结合试验结果,详细分析了氯盐抑制不同硫酸盐溶液侵蚀再生骨料混凝土相关性能差异的机理。研究结果表明:氯盐对再生混凝土的硫酸钠侵蚀有明显抑制作用,氯盐质量分数为5%时抑制效果最明显,但是氯盐质量分数继续增大,抑制效果没有明显的提高; 氯盐对硫酸镁溶液侵蚀再生混凝土的抑制效果较弱,甚至在氯化钠质量分数为2%时,再生混凝土试块表观侵蚀程度比未掺加氯化钠的还严重; 氯离子对硫酸根离子侵蚀有抑制作用,但是对镁离子的侵蚀无明显抑制作用; 所得结论为再生骨料混凝土在实际工程中的耐久性应用提供了借鉴。     

寒冷地区纤维轻骨料混凝土耐久性研究

采用天然浮石、聚丙烯纤维、钢纤维配制纤维轻骨料混凝土,研究其在水和盐溶液两种冻融环境中的抗冻性能。研究发现,轻骨料混凝土在硫酸钠—冻融的复合损伤明显大于单一冻融损伤。聚丙烯纤维的加入可以减缓轻骨料混凝土的强度损失,而对质量损失的改善并不明显。掺入硅灰和粉煤灰后,轻骨料混凝土的质量损失和强度损失均大幅下降,抗冻耐久性得到显著改善。     

动态荷载作用下混凝土受拉性质的研究

混凝土静载强度是结构设计的理论基础,在涉及抗震部分的验算时只是将静载强度乘以一个系数作为调整来反映地震作用对结构的影响。实际上在地震荷载的作用下,结构的地震响应非常复杂,不同的建筑物或者建筑物不同的部位,其应变率的变化各不相同,单纯用一个系数调整显然过于简单。通过对C50混凝土试件进行10-5、10-4、10-3、10-2/s四个应变率下的轴拉试验来研究高强度混凝土在动载下极限强度、弹性模量、泊松比、表面微裂缝开展与应变率的关系。     

Na2SO4对低硫水泥及其混凝土性能的影响

本文探讨了单掺Na2SO4对低硫水泥及其混凝土性能的影响。结果表明:少量的Na2SO4缩短了水泥凝结时间,有利于提高混凝土的坍落度、改善混凝土坍落度损失,而且在低温时可以明显改善混凝土的早期强度。     

硫酸钠溶液pH值对硅酸盐水泥砂浆析钙及侵蚀产物的影响

将水泥砂浆浸泡在pH值为5,9,13的Na_2SO_4溶液中至330d,采用化学滴定法测定砂浆中Ca~(2+),OH~-的析出量,采用X射线衍射(XRD)仪和差示扫描量热法(DSC)对不同侵蚀龄期下侵蚀产物进行半定量分析,并通过扫描电子显微镜(SEM)对钙硅比和微结构进行了分析.结果表明:溶液pH值越低,Ca~(2+)析出速率越快、析出量越大,且低pH值条件下Ca~(2+)的大量析出有助于其与侵入的SO_4~(-2)结合,形成更多低溶解度的CaSO_4·2H_2O,从而加速Ca~(2+)析出和SO_4~(-2)扩散渗入;低pH值环境下大量石膏的形成伴随着Ca(OH)_2的大量消耗,且会引起C-S-H凝胶的脱钙,导致水泥砂浆的胶凝性降低,引起试件的软化和剥落.     

不同侵蚀溶液耦合冻融作用下混凝土力学性能差异

以清水、质量分数为5%的硫酸钠溶液、5%硫酸钠+3%氯化钠的混合溶液为侵蚀介质,采用慢冻法及干湿交替环境,对强度为54.71 MPa、水胶比为0.4的高强混凝土进行0、100、200、300次冻融循环,观察各组试件表面剥蚀情况,测定质量损失和抗压强度。试验结果表明:随着冻融循环及侵蚀次数增加,混凝土试块表面剥蚀趋于严重,质量损失率增加,抗压强度减小。侵蚀介质为5%硫酸钠+3%氯化钠溶液的混凝土试件,各参数的变化幅度最大。