冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土试验研究

通过在含有100%再生粗骨料的混凝土中同时掺入20%的矿渣和0%,15%,30%掺量的粉煤灰,并进行碳化、冻融和冻融-碳化耦合试验,研究冻融和碳化环境对再生混凝土耐久性的影响,对比分析试件抗压强度、质量损失率、相对动弹性模量、碳化深度的变化规律,建立冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土抗压强度模型。结果表明:粉煤灰掺量为15%时,再生混凝土的抗冻性能最好,当冻融次数大于100次后,粉煤灰对再生混凝土抗冻性能的促进作用开始减弱;粉煤灰掺量越多,再生混凝土的抗碳化性能越弱,当粉煤灰掺量为30%时,其碳化深度是粉煤灰掺量为0试件的2倍以上;在冻融-碳化耦合环境中,冻融作用促进了碳化深度的增长,碳化作用加剧了矿渣-粉煤灰再生混凝土的冻融破坏;建立的矿渣-粉煤灰再生混凝土冻融-碳化耦合抗压强度模型能较好地反应冻融-碳化耦合环境下的抗压强度退化规律。     

高掺量粉煤灰混凝土在干湿循环-碳化耦合作用下的耐久性研究

对适用于河道护岸的高掺量粉煤灰混凝土在干湿循环-碳化耦合作用下的耐久性能进行了研究。与单一因素作用相比,在多因素耦合作用下粉煤灰混凝土的质量增加,相对动弹性模量下降,碳化深度也明显大于标准快速碳化试验值。采用环境扫描电镜(ESEM)对粉煤灰混凝土的微观结构进行了分析。试验结果表明,多因素耦合作用对混凝土造成了更进一步的损伤;粉煤灰掺量对混凝土在多因素耦合作用下的质量损失及相对动弹性模量有较大影响;掺入粉煤灰后混凝土的抗碳化性能下降。     

不同水胶比及粉煤灰掺量混凝土的耐久性能

为研究不同水胶比和粉煤灰掺量混凝土的耐久性能,采用质量损失和相对动弹性模量作为试件耐久性评价指标,对三种粉煤灰掺量和水胶比的混凝土试件在自然浸泡、冻融循环、干湿循环条件下的耐久性能进行了实验研究。结果表明:混凝土中粉煤灰掺入比控制在0.15、水胶比控制在0.3时,混凝土的抗腐蚀性、抗干湿环境和抗冻融环境性能最强,实际工程中可以优先考虑;三种环境条件下,冻融环境对混凝土耐久性能损坏最为突出。     

干湿-冻融交替作用下混凝土受硫酸盐侵蚀研究

冻融循环、干湿循环及硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性能的重要因素。分别采用单一干湿循环、单一冻融循环、干湿-冻融交替循环3种方法,研究混凝土在水和不同浓度硫酸盐溶液(1%、5%、10%)中的耐久性能指标,包括质量损失率和相对动弹性模量。研究发现,干湿循环和冻融循环作用效应并非简单叠加,而是超叠加效应,两者相互促进,共同作用,干湿-冻融交替作用下混凝土劣化最快。硫酸盐浓度对混凝土耐久性能影响显著,硫酸盐浓度越大,干湿-冻融后混凝土相对动弹性模量越低,混凝土损伤越严重。     

单掺及双掺高强混凝土抗冻融性能试验研究

通过对无掺料、添加粉煤灰、矿粉及复合矿物掺合料(粉煤灰+矿粉)的高强(C60)混凝土进行淡水快速冻融循环试验,研究掺料对混凝土抗冻融性能的影响,结果表明:复掺混凝土质量出现负损失,相对动弹性模量降低最慢,表面剥蚀程度最轻,抗冻融性能最好;掺入50%矿粉后,混凝土的质量损失率、相对动弹性模量降低量及表面剥蚀情况和无掺料混凝土差别不大,抗冻融性能次之;50%粉煤灰混凝土的质量损失率最大、相对动弹性模量降低最快,表面剥蚀最为严重,抗冻融性能最差。     

寒区盐渍土环境下混凝土的破坏机理研究

针对吉林西部盐渍土地区混凝土在冻融、干湿和盐浸多重作用下性能衰减的问题,利用快速冻融机,进行冻融-盐浸-干湿、冻融-盐浸、冻融-干湿不同条件下的对比试验,以混凝土的动弹性模量和质量损失为评价指标,结合微观组织和XRD分析,研究了混凝土的劣化机理。结果表明:冻融-盐浸-干湿共同作用下,混凝土的性能衰减最快;不同试验条件下,混凝土相对动弹性模量与循环次数之间满足三次函数关系;混凝土的破坏是水结冰膨胀、盐结晶膨胀、渗透压增大、盐化学侵蚀等多因素相互渗透的结果,其中前两项起主要作用。     

冻融循环作用下粉煤灰混凝土碳化规律研究

研究不同粉煤灰掺量(0%、20%、40%、60%)下高性能混凝土经快速冻融试验后的碳化现象;定义冻融循环作用下混凝土碳化判定新准则;采用图像处理技术定量分析不同粉煤灰掺量、不同冻融破坏程度对碳化的影响规律。试验表明:经冻融破坏后混凝土碳化现象和传统碳化现象有所不同,碳化深度测试法已不能表征其新特征,而碳化面积法能较好阐述混凝土冻融破坏后的碳化规律;冻融破坏后的碳化面积与粉煤灰掺量呈二次抛物线关系;碳化面积与冻融破坏程度服呈线性相关;混凝土冻融循环作用下的碳化研究对冻融地区混凝土结构耐久性和寿命预测具有现实意义。     

盐冻融-荷载耦合作用下高性能混凝土试验及损伤模型研究

通过对掺加粉煤灰、硅粉及矿渣的高性能混凝土在盐冻融-荷载耦合作用下的试验研究,提出了考虑多因素作用下混凝土疲劳损伤度模型。试验结果表明:荷载显著的影响盐冻融循环次数和破坏形态;不同应力状态下混凝土试件的质量变化率无明显差别。质量损失率是反映盐冻融-荷载耦合循环次数的主要参数,而相对动弹性模量是反映荷载影响的主要参数。提出的盐冻融-荷载耦合作用下的混凝土损伤度模型,可以反映出混凝土所受应力、相对动弹性模量、混凝土抗拉强度及循环次数对损伤度的影响。当耦合影响因子β接近零时,混凝土趋近疲劳寿命;所预测的损伤特性与实际损伤情况符合较好。     

钢纤维活性粉末混凝土抗冻性能试验研究

通过试验以钢纤维0%,0.5%,1%,2%,3%五种不同掺量掺入活性粉末混凝土中,研究了钢纤维对混凝土抗冻性能的影响规律,试验冻融循环次数和钢纤维体积率对钢纤维混凝土冻融后相对动弹性模量变化、质量损失和劈裂强度损失的影响,分析了冻融环境下钢纤维对混凝土的增强机理。结果表明,活性粉末混凝土在冻融循环作用下,掺入钢纤维可以改善活性粉末混凝土的抗冻性能。钢纤维以2%的掺量与粉煤灰、硅灰复合掺入混凝土中,可以配制高抗冻性能的活性粉末混凝土。     

寒冷地区混凝土抗碳化性能的研究

通过对C30和C50混凝土试件进行冻融、碳化、冻融-碳化交替作用试验研究,结果表明,混凝土水胶比越小、强度越高,抗冻融与抗碳化性能越好;在混凝土中掺入适量(10％～20％)粉煤灰可以提高混凝土的抗冻融性能,大掺量粉煤灰(≥30％)对混凝土的抗冻融性能与抗碳化性能都不利;混凝土经冻融与碳化交替作用后,其抗冻融性能有所改善,但对混凝土抗碳化性能极为不利.     

寒区碳纤维增强混凝土抗冻性能试验研究

研究了不同掺量的碳纤维对川藏线极温冻融环境下混凝土耐久性能的影响。通过快速水冻水融法,测试了川藏-27~40℃极温循环下碳纤维增强混凝土的抗冻指标,包括相对动弹性模量、质量损失率、失水量。结果表明,随着冻融循环次数的增加,所有试件的质量损失率在冻融前期变化一致;冻融70次后,随着碳纤维掺量的增加,质量损失率先减小后增大,掺量为0.24%时的质量损失率最小;相对动弹性模量随着掺量的增加先增大后减小,且当掺量为0.24%时达到最大;冻融过程中,碳纤维掺量对失水量的影响较小。     

干旱灌区混凝土劣化影响因素试验研究

针对西北干旱灌区水工混凝土建筑物受碳化、侵蚀、干湿循环等"超叠加效应",致使建筑物提前出现开裂、剥落等危害的问题,采用现场调查、X光衍射、室内加速试验等方法,以质量损失率和相对动弹性模量为材料性能评价指标,研究了环境因素及混凝土自身因素对混凝土材料劣化过程的影响,分析了干旱灌区水工混凝土在多因素作用下的材料损伤劣化规律。研究表明,碳化、干湿循环会加速硫酸盐对混凝土的侵蚀作用,且后者作用更为明显,三因素的叠加作用对混凝土劣化的影响最为显著;减小混凝土水灰比或适量掺加粉煤灰可以提高混凝土抵抗碳化、硫酸盐侵蚀以及干湿循环等叠加作用的能力。     

冻融与硫酸盐复合侵蚀下粉煤灰混凝土的耐久性研究

通过分析混凝土表观变化形态、抗压强度和相对动弹性模量随冻融循环次数变化的规律,讨论了不同粉煤灰掺量混凝土(0、10%、20%)与5%Na_2SO_4溶液耦合作用下的损伤劣化机理。借助SEM和XRD技术研究了混凝土微观结构和侵蚀产物发展演化规律,并综合热分析技术定量分析了不同粉煤灰掺量对混凝土抗冻融与硫酸盐复合侵蚀能力的影响。结果表明:在冻融试验终止时,10%、20%粉煤灰掺量混凝土强度损失率分别为60.36%、83.67%,10%粉煤灰掺量相对于20%粉煤灰掺量混凝土具有良好的抗冻性。在冻融循环100次前,混凝土试样相对动弹模量一直处于递增状态。在硫酸盐侵蚀条件下,混凝土中钙矾石含量要多于石膏。在冻融循环50次时,不同粉煤灰掺量混凝土试样中侵蚀产物含量大小排序为:20%粉煤灰未掺粉煤灰10%粉煤灰。     

EPS混凝土的体积变化和抗干湿循环能力分析

通过分别掺加20%、40%、50%粉煤灰和掺加0.5%聚丙烯纤维短纤维配制EPS混凝土,分析粉煤灰、聚丙烯纤维对EPS混凝土的力学性能、体积变化和抗干湿循环能力的影响,并测试了EPS混凝土的耐火性能和抗冻融性。实验研究表明,EPS混凝土具有较大的应变能,适量的粉煤灰和聚丙烯纤维能够减小EPS混凝土的干燥体积收缩,在干湿循环条件下聚丙烯纤维可明显提高EPS混凝土的体积稳定性,降低冻融循环后的质量损失,EPS混凝土为非燃烧体。     

在硫酸盐环境下冻融-干湿循环对混凝土的影响

采用单一冻融、单一干湿和冻融-干湿循环交替作用的方法,研究了混凝土在不同浓度的硫酸盐溶液中的耐久性能。试验采用100 mm×100 mm×400 mm试件直立完全浸泡进行干湿循环。研究表明,硫酸盐冻融-干湿循环作用下,溶液浓度对冻融破坏的影响存在临界值C=4.7%。当C≤4.7%时,冻融-干湿破坏随着溶液浓度的提高相对动弹性模量损失增大,而质量损失减小;当C>4.7%时,溶液浓度对冻融破坏或冻融-干湿复合破坏影响不大。冻融-干湿破坏力最强、冻融破坏次之,干湿破坏最为缓慢;且干湿循环使冻融循环破坏加剧。试验发现15%FA取代水泥,混凝土抗硫酸盐腐蚀最佳。     

硫酸盐作用下粉煤灰轻骨料混凝土力学性能及微观结构

以圆球型页岩陶粒为主要粗骨料,并用一级粉煤灰(FA(I))等体积取代30%普通砂,制备粉煤灰轻骨料混凝土.以超细粉煤灰(UFA)、硅灰(SF)分别等质量取代粉煤灰轻骨料混凝土10%~40%和5%~15%水泥,然后进行抗压强度试验、干湿循环试验、工业CT试验、压汞试验、动弹性模量试验,从混凝土抗蚀系数、孔隙率、动弹性模量等方面研究硫酸盐作用下粉煤灰轻骨料混凝土力学性能演变规律及微观结构变化情况.结果表明：在Na2SO4溶液浓度(质量分数)为0%~10%时干湿循环20次,混凝土抗压强度达到最高值,随后下降较快;在10% Na2SO4溶液中干湿循环50次,当UFA,SF取代率分别为20%,10%时,粉煤灰轻骨料混凝土抗蚀系数均达到最高值;掺UFA,SF粉煤灰轻骨料混凝土50~100nm孔所占体积分数明显增多,掺20%UFA和掺10%SF粉煤灰轻骨料混凝土<100nm孔体积分数分别为普通混凝土的139,146倍;适量掺加UFA或SF能优化轻骨料砂浆界面过渡区微观结构,增强轻骨料砂浆界面黏结性能,延缓硫酸盐对粉煤灰轻骨料混凝土结构基体的进一步侵蚀.     

干湿循环下桥梁混凝土抗氯离子侵蚀试验分析

为探究在干湿循环状态下混凝土抗氯离子侵蚀性能以及混凝土内部损伤规律。研究了不同氯离子浓度下,随着干湿循环次数的增加,对混凝土动弹性模量、损伤层厚度以及立方体抗压强度的影响。研究表明:在干湿循环30 d之前,混凝土抗压强度略有提高,其后强度大幅下降,并且氯离子浓度越高,强度下降速度越快;干湿循环进行到90 d时,处于8%NaCl溶液下的混凝土强度下降到52%;随着氯离子浓度的增加,混凝土动弹性模量逐渐下降,损伤层厚度逐渐增加。针对处于海洋环境下和西部盐渍地区的混凝土,可采取适当添加外掺料或者在混凝土表层涂抹防腐材料,以提高混凝土的抗氯离子侵蚀能力。     

聚合物改性混凝土抗冻耐久性试验研究

为研究聚合物掺量对混凝土抗冻性能的影响,选择后掺法制作了聚灰比分别为0、5%、10%、15%、20%的五组试件,采用快冻法冻至不同循环次数后观察外观损伤变化,测其质量、动弹性模量及抗折强度变化,并计算耐久性系数。以动弹性模量为损伤变量,分析了冻融损伤、聚合物掺量与抗折强度之间的关系,通过分析建立了聚合物改性混凝土冻融后抗折强度衰减方程。经过试验得到,当聚合物掺量为15%~20%时对混凝土的抗冻性能改善效果最好。     

无破损方法检测混凝土耐硫酸盐侵蚀性

以内掺粉煤灰制成的高性能混凝土和普通硅酸盐水泥以及抗硫酸盐水泥制成的高性能混凝土作为研究对象,在硫酸钠溶液中进行干湿循环后,通过对相对动弹性模量,重量损失率的测量,说明掺加粉煤灰的高性能混凝土对硫酸盐侵蚀有较好的抵抗性能。     

受侵蚀混凝土耐久性衰减影响因素试验研究

针对地处滨海和盐渍区的混凝土建筑物长期遭受干湿循环和有害化学离子侵蚀的双重作用,导致混凝土耐久性衰减的问题,采用现场调查、室内加速试验、理论分析等相结合的研究方法,进行干湿循环下硫酸盐、复合盐(硫酸盐+氯盐)、水三种不同侵蚀条件的对比试验,以试件的相对动弹性模量为评价指标,研究不同侵蚀方式、侵蚀介质、水灰比、及粉煤灰掺加对受侵蚀混凝土耐久性能衰减的影响规律,研究结果表明:干湿循环能够促进硫酸盐对混凝土的侵蚀;干湿循环与硫酸盐侵蚀条件下,硫酸盐的侵蚀作用较复合盐的侵蚀作用明显,掺入20%粉煤灰对于增强混凝土抗盐结晶侵蚀性能有一定的积极效用。