掺合料对混凝土耐久性的影响

主要分析了混凝土耐久性和几种掺合料对混凝土耐久性的影响，并进行了一系列的试验研究，其中包括混凝土抗氯离子渗透能力、抗渗性能、抗冻融性能、抗碳化性能、抗碱一集料反应能力等．试验结果表明，掺合料的加入能使混凝土结构变得更为密实，从而明显改善混凝土的耐久性．     

一个改进的混凝土氯离子扩散计算模型

通过对影响混凝土中氯离子扩散的因素分析,根据Fick第二定律导出的简化模型,建立综合考虑水灰比、混凝土掺合料、龄期、温度、湿度、混凝土与氯离子结合能力及冻融损伤影响的扩散模型,通过与现有解析模型和有限差分法模型的计算结果的对比,验证模型的正确性和有效性。与现有解析模型相比,该模型考虑的因素更广泛,综合考虑温度、湿度的季节变化及冻融损伤的时随效应对氯离子扩散的影响;与数值模型相比,该模型计算效率高,便于工程应用。     

冻融作用下自密实混凝土疲劳寿命可靠性分析

为了研究冻融损伤对自密实混凝土弯曲疲劳寿命的影响,对经受不同冻融循环后的混凝土试块进行了不同应力水平下的四点弯曲疲劳试验,并利用矩估计法获得了混凝土试块的弯曲疲劳寿命Weibull分布参数,建立了经受不同冻融循环后的混凝土试块在不同可靠性概率下的疲劳寿命预测模型。研究结果表明:受冻自密实混凝土的疲劳寿命概率分布可以用两参数Weibull分布表征,得出自密实混凝土疲劳寿命的离散性随冻融次数的增加而增大,随应力水平的增大而减小;根据试验数据生成了自密实混凝土的P_f-S-N曲线,可准确预测经受不同冻融循环后自密实混凝土的弯曲疲劳寿命;自密实混凝土的疲劳寿命所需的安全系数随冻融循环次数的增加而不断增大,这说明对经受冻融损伤较严重的自密实混凝土,其弯曲疲劳寿命必须采用较大的安全系数才能保证结构的安全运行。     

泥灰岩石粉对自密实混凝土性能的影响

通过石粉取代胶凝材料制备了一种低胶凝材料用量、低水泥用量的机制砂生态自密实混凝土,研究了石粉取代率对自密实混凝土工作性能、力学性能和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:掺入泥灰岩石粉可以明显提高机制砂自密实混凝土的工作性能;随着石粉取代率的提高,机制砂自密实混凝土的抗压强度略有下降,在满足该强度等级要求的同时解决了自密实混凝土强度富余的问题;泥灰岩石粉的掺入使机制砂自密实混凝土的抗氯离子渗透性能有所降低,但其仍具有较高的抗氯离子渗透性能。成功配置了C35强度等级的机制砂生态自密实混凝土,胶凝材料用量为354kg/m3,水泥用量为195kg/m3;坍落度255mm,坍落扩展度640mm,T500测试时间3.8s,V形漏斗测试时间31s,间隙通过性5mm;符合SF1,VS1,PA2,SR2性能等级的自密实混凝土。     

包浆再生粗骨料对自密实混凝土力学性能及抗冻性的影响

通过自密实包浆再生骨料混凝土力学性能及快速冻融循环试验,从试件的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及冻融后试件的质量损失率、抗压强度损失率及相对动弹性模量角度研究了再生粗骨料包浆对自密实再生混凝土性能的影响,结合SEM电镜试验从微观上分析了骨料包浆对混凝土抗冻性能的改善机制.结果 表明:普通混凝土和再生混凝土的劈裂抗拉强...     

矿物掺合料对自密实混凝土抗氯离子渗透性的影响

耐久性是自密实混凝土（SCC）的重要性质。本文应用电通量法研究了掺粉煤灰、矿渣的SCC抗氯离子渗透性能,通过对单掺和复掺时SCC电通大小的分析发现：粉煤灰和矿渣都能改善SCC的抗氯离子渗透性能,矿渣提高SCC的抗氯离子渗透性能要优于粉煤灰,二者复掺对SCC抗氯离子渗透的复合叠加效应并不明显。其机理是粉煤灰和矿渣提高水泥石密实性,强化混凝土界面过渡区,粉煤灰、矿渣物理化学吸附作用能固结Cl-,降低Cl-渗透性。SCC中掺入掺合料能减少离析、避免泌水,达到自密实效果,粉煤灰对混凝土流动增大的作用效果要优于磨细矿渣的效果。掺合料复掺对自密实混凝土强度具有复合叠加效应,混凝土28 d强度等级可提高1～2级。     

复掺硅灰对微铬渣粉混凝土耐久性的影响

为了研究复掺硅灰对铬渣混凝土耐久性能的改善效果,设计不同的微铬渣粉和硅灰掺量,采用试验研究的方法进行。结果表明：微铬渣粉的掺入,降低了混凝土的耐久性,其抗氯离子渗透、抗碳化和抗冻融的性能均变差。一定掺量下,复掺硅灰增加,其抗氯离子渗透和抗冻融的性能均逐渐增强。掺入10%硅灰,氯离子扩散速率降至7.8×10^-12 m²/s,掺入5%硅灰,28d碳化深度降至7.9mm。复掺硅灰,可以提高混凝土的抗碳化性能,掺入5%硅灰,抗碳化性能最好。     

自密实再生混凝土氯离子渗透性能时变规律

为了研究暴露时间对自密实再生骨料混凝土(RA-SCC)抗氯离子渗透性能的影响,并比较其与天然骨料混凝土(NA-C)和自密实天然骨料混凝土(NA-SCC)的抗氯离子渗透性能的差异,将三种混凝土在NaCl溶液中进行浸泡并测定其自由氯离子扩散系数和表面氯离子浓度.结果表明:三种混凝土的氯离子扩散系数随暴露时间的衰减规律符合幂函数变化规律,当混凝土强度等级提高时,RA-SCC表面氯离子扩散系数的时间依赖指数增大,这点与NA-SCC相同而与NA-C相反;三种混凝土的表面氯离子浓度随暴露时间增长规律同样遵循幂函数变化规律,当暴露时间超过60 d时,混凝土表面的氯离子浓度增长不再显著.     

桥梁钢-混结合段用高强自密实钢纤维混凝土性能研究

研究了不同水灰比和钢纤维掺量对自密实钢纤维混凝土工作性能和抗压强度的影响,并对自密实钢纤维混凝土试件进行碳化试验、抗氯离子渗透性能及抗水渗透性能试验。现场采用1m×1m×1m的配筋试模箱进行浇注模拟实验,分析不同浇注工艺对混凝土性能影响。结果表明:当水灰比由0.32增至0.34时,试件的初始坍落度和坍落度扩展度分别由170mm/445mm增加到260mm/655mm,其试件7d和28d的抗压强度分别降低了34.5%和15.8%;当钢纤维掺量为50kg/m3时,混凝土试样的流动性能最佳,且试件的强度随钢纤维掺量增加而增大。当水灰比为0.34时,试件的抗碳化性能、抗渗透性能良好,而抗氯离子性能随钢纤维掺量的增加呈上升趋势。现场模拟实验显示,与稍加振捣的试件相比,不加振捣的自密实钢纤维混凝土内部结构更密实,钢纤维分布均匀,7d强度为57.6MPa。     

钢纤维混凝土冻融和碳化后力学性能试验研究

通过对混凝土试件进行室内快速冻融和碳化试验,测试并分析了混凝土试件在冻融循环和碳化作用后的基本力学指标,探讨了钢纤维体积率、混凝土强度等级、冻融循环次数及碳化龄期对混凝土基本力学性能的影响.试验结果表明:冻融循环损伤了混凝土的力学性能,强度较低混凝土力学性能的损伤较强度较高为严重;碳化对混凝土的密实性有加强作用,并会提高其相对抗压、劈拉强度.适量的钢纤维掺量和较小的水灰比改善了混凝土微观结构,抑制了混凝土的冻融速度,提高了混凝土的抗裂性能和抗碳化性能.     

Self-compacting concrete-filled steel tubes prepared from manufactured sand with a high content of limestone fines

To meet the requirements of construction of concretes filled in the steel tube arches,a C60 grade micro-expansive self-compacting concrete (SCC) was prepared from manufactured sand (MS).The utilization of MS with a high content of quarry limestone fines was dealed for SCC applications.The workability,compressive and splitting strength,modulus of elasticity,restrained expansion and chloride ion permeability as well as freeze-thaw resistance of three MS-SCC mixes with fines content of 3%,7% and 10% were teste...     

基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻性评估

对灾变后轻骨料混凝土抗冻融性能评估的关键在于对其在特定灾变程度下抗冻融性能的精确定量描述及预测。通过反复加载对轻骨料混凝土预加初始应力损伤来模拟灾变,以相对动弹性模量为评价指标,研究初始损伤度分别为0、0.05、0.12、0.19、0.27的轻骨料混凝土抗冻融性能;将灰色系统理论引入混凝土抗冻耐久性研究中,利用相对动弹性模量实测数据建立基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻融性能预测模型,与修正的Loland混凝土损伤模型对比并进行精度分析;借助建立的GM(1,1)预测模型定量研究初始应力损伤对轻骨料混凝土抗冻耐久性的影响并预测其抗冻耐久寿命。结果表明：初始应力损伤会加速轻骨料混凝土抗冻融性能劣化,且初始损伤度越大劣化速率越快;各初始损伤度下GM(1,1)模型的平均相对误差均小于4.5%,GM(1,1)模型的预测精度整体上优于修正Loland模型;轻骨料混凝土自身具有良好的抗冻融性能,在内蒙古中西部地区抗冻耐久寿命可达45年,当初始损伤度为0.05、0.12、0.19、0.27时,抗冻耐久寿命分别缩短至30年、25年、17.5年、10年。基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻融性能预测模型可实现对灾变后轻骨料混凝土全寿命周期内抗冻融性能较为精确的定量评估,为指导北方寒旱区轻骨料混凝土工程实践提供理论依据。     

Influence of Freeze-thaw Cycles on Properties of Integral Water Repellent Concrete

Service life of reinforced concrete structures usually was designed on the basis of one selected deteriorating mechanism as for instance carbonation,chloride penetration,and frost action.It could be shown in the meantime by numerous authors,however,that combined actions such as chloride penetration under mechanical load or chloride penetration in combination with freeze-thaw cycles may shorten the service life of reinforced concrete structures more than individual processes acting alone.We have found that chloride penetration is accelerated significantly by freeze-thaw cycles.Frost damage not only reduces mechanical strength and elastic modulus but migration of chloride is facilitated in the damaged pore structure.Chloride penetration can be retarded by the addition of silane emulsion to the fresh concrete.In this way Integral Water Repellent Concrete(IWRC) can be produced.Migration of water and ions dissolved in water can not be prevented by integral water repellent treatment but it is slowed down.The combination of damage mechanisms and the protective measures by integral water repellent treatment have to be taken into consideration in realistic service life prediction and design.     

冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土的粘结性能

通过对内贴应变片钢筋的直接拔出试验,分析冻融作用下粉煤灰掺量对钢筋与粉煤灰混凝土间粘结性能的影响,得出冻融循环作用对钢筋与粉煤灰混凝土之间粘结性能的影响规律。试验结果表明：钢筋与粉煤灰混凝土的粘结强度随粉煤灰掺量的增加而降低;当粉煤灰掺量一定时,随着冻融循环次数的增加,混凝土强度有所下降,钢筋与粉煤灰混凝土间极限粘结强度降低;当粉煤灰掺量较大,达到40%时,随冻融次数的增加,钢筋粉煤灰混凝土试件极限粘结强度的下降幅度明显减缓,极限粘结强度对应的滑移量增大。表明掺入较多粉煤灰可使试件的冻融损伤现象得到缓解,冻融环境下钢筋混凝土的粘结性能得到提高。     

冻融循环作用下混凝土材料寿命评估方法

为判断服役混凝土材料能否在设计基准期内实现预定的使用功能,提出基于材料学的计算准则来评估冻融循环作用下混凝土材料的寿命.推导两参数Weibull分布的概率分布函数和相对动弹性模量损失率的关系,建立基于概率论和损伤理论的混凝土冻融损伤模型,并论证其适用性.在此模型基础上进一步提出混凝土等效冻融损伤模型,将各混凝土冻融循环试验的结果统一.结果表明,采用基于概率论和损伤理论建立的混凝土冻融损伤模型预测混凝土材料寿命是合适的.     

盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能仿真分析

采用数值模拟技术同时考虑到混凝土力学性能及钢筋混凝土粘结性能受盐冻融作用的损伤,对经历不同盐冻融循环次数后钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了非线性分析,研究了其抗力性能受盐冻融循环作用的影响规律.结果表明:盐冻环境下梁抗弯性能退化的主要原因是由于混凝土力学性能的降低,而粘结性能退化对梁抗力性能的影响并不显著;盐冻融作用达到一定程度后钢筋混凝土梁的破坏类型会发生改变,将由适筋破坏转换为超筋破坏;梁端锚固区粘结性能的冻融损伤对梁抗力性能有一定程度的影响,尤其当冻融程度较严重时,梁的承载力较锚固良好时约有4％左右的降幅.     

冻融损伤混凝土重复受压本构关系

为研究冻融损伤对混凝土重复受压力学性能的影响,完成了两种强度等级混凝土试块的快速冻融及重复受压试验.结果表明,冻融损伤混凝土重复受压力学性能显著降低,动力本构特征曲线也发生改变,包络线及再加载曲线在峰值应力之前因存在明显压实效应而表现出下凹形态,卸载曲线应变滞后现象严重且曲线逐渐趋于重合.在试验研究基础上,探讨了冻融循环次数、混凝土强度等级与冻融后混凝土力学性能参数及本构模型参数之间的关系,建立了冻融损伤混凝土动力本构模型.     

冻融环境下混凝土力学性能试验及损伤演化

在我国西部寒区,冻融作用往往是导致混凝土破坏的主要因素之一。通过对饱水状态下的多组混凝土试样进行冻融循环试验,并对试验后的试样进行了单轴压缩试验,从损伤和能量耗散的角度对试样进行了力学性能的分析;运用CT细观试验的方法初步对经历不同冻融循环次数下的试样进行了细观结构分析。通过试验研究,得到了饱水状态下混凝土材料的冻融破坏特征,以及不同冻融循环次数下试样质量、单轴应力-应变全过程曲线、抗压强度、能量耗散和细观结构的变化特征,系统研究了冻融循环下混凝土主要物理力学性能及损伤演化规律,为寒区重大工程冻融灾变预测提供较可靠的基础依据。