盐冻环境下水利工程混凝土掺粉煤灰性能影响研究

文章利用水工混凝土试验(5％Na2 SO4盐冻环境),定量分析了冻融循环次数与混凝土抗压强度、相对动弹性模量、质量损失之间的关系,并结合试验数据建立函数关系式.试验表明:盐冻环境下不同粉煤灰掺量的水工混凝土抗压强度、相对动弹性模量和质量损失均明显高于水冻环境,抗压强度与相对动弹性模量总体呈线性变化;依据强度损失率推导出...     

硫酸盐侵蚀和冻融循环作用下粉煤灰混凝土性能分析

为探究硫酸盐侵蚀+冻融循环双重影响下粉煤灰外掺比例对混凝土性能变化情况。设计硫酸盐侵蚀+冻融循环、冻融循环两种试验条件,设定0.0%、20.0%、40.0%的粉煤灰外掺比例形成对比试验。选取试验构件质量损失、相对动弹性模量、抗压强度、抗压强度损失百分比等各指标表征混凝土性能变化。结果表明:硫酸盐侵蚀会加速混凝土冻融破坏作用;外掺粉煤灰混凝土在硫酸盐侵蚀+冻融循环双重影响时,相对动弹性模量、抗压强度和冻融数量为指函数趋势,两者为线性相关;外掺粉煤灰混凝土相对动弹性模量降幅小于抗压强度。     

粉煤灰对大含气量混凝土抗冻性能的影响

为了研究粉煤灰对大含气量混凝土抗冻性的影响,制备了粉煤灰掺量为25%、30%、35%、40%、50%的混凝土试件,采用快冻法进行冻融循环试验研究。结果表明:一定量的粉煤灰会对试件的早期抗压强度造成影响,整体上大含气量混凝土的强度随着粉煤灰掺量的增加而降低;混凝土试件在冻融试验初期质量损失不明显,随着试验的进行,质量损失率整体呈增大趋势;对比质量损失率和相对动弹性模量两个评价指标,引气剂的添加对混凝土的内部结构有明显改善作用,冻融循环破坏主要是试件外表面的破坏;在含气量为6%条件下,粉煤灰的最适宜掺量为25%,结合工程实际需要可提升至30%,以节约施工成本。     

盐冻侵蚀作用下混凝土力学性能变化研究

针对西北寒旱灌区混凝土结构在侵蚀冻融复合作用下的破坏问题,采用快速冻融试验,分别研究了水、3%NaCl、5%Na_2SO_4作用下混凝土试件质量损失、抗压强度及相对动弹性模量的变化规律,采用损伤度来描述混凝土的损伤情况,分析了盐冻作用机理,建立了相对动弹性模量和抗压强度相关联的力学衰减模型,并利用试验数据对其进行验证分析。结果表明:混凝土试件在不同的冻融介质作用下存在不同程度的损伤,在3%NaCl溶液中冻融试件损伤度最高达到清水冻融的5倍以上,75次冻融之前5%Na_2SO_4溶液对混凝土损伤有抑制作用,冻融环境下三种介质对混凝土损伤度大小排序为3%NaCl5%Na_2SO_4水;混凝土相对剩余抗压强度和相对动弹性模量相关性良好,服役中的混凝土结构可以通过测定相对动弹性模量评估抗压强度。相关研究可为寒旱区混凝土结构维护和病害预防提供参考。     

掺合料对引气混凝土抗冻性能的影响

对掺合料的引气混凝土性能进行了研究。结果表明:在水胶比相同的情况下,无论是掺粉煤灰还是矿渣粉,混凝土抗压强度都呈随着掺量的增加而降低的趋势。单掺粉煤灰或矿渣粉的混凝土相对动弹性模量随粉煤灰或矿渣粉掺量的增加呈降低的趋势,质量损失呈增大趋势。当粉煤灰和矿渣粉复掺,总掺量为40%且比例为1∶1时,试样300次冻融循环质量损失最小,但相对动弹性模量而言,与单掺矿渣粉的混凝土的质量损失接近。硬化混凝土试件的空气含量在7.78%~10.65%之间,气泡间距范围在0.202~0.382 mm之间,混凝土表现出了较好的抗冻性。     

氯盐冻融作用下粉煤灰混凝土抗渗抗冻性研究

研究了粉煤灰掺量为0%、15%、30%的混凝土28 d抗压强度、抗氯离子渗透性,以及在浓度为0%、5%、10%的NaCl溶液中的抗冻性。结果表明:混凝土28 d龄期的强度随着粉煤灰掺量的增加而降低;未经冻融的混凝土掺入粉煤灰后抗氯离子渗透能力增强,以15%掺量效果最佳;经50次冻融循环后粉煤灰对抗氯离子渗透能力的作用减弱;混凝土试件在5%的NaCl溶液中冻融后质量损失最大;相对动弹性模量随着盐浓度的增加而降低,掺加15%粉煤灰有利于提高混凝土在盐溶液中的抗冻性能。     

硫酸盐干湿循环作用下混掺纤维橡胶混凝土抗冻性试验研究

为了研究混掺纤维橡胶混凝土在硫酸盐干湿循环环境下的抗冻性,以玄武岩与聚丙烯纤维掺量、冻融干湿循环周期为试验参数,将六种不同纤维掺量的混掺纤维橡胶混凝土试件放入5％硫酸钠溶液中干湿循环后再进行抗冻性研究,从外观形貌变化、立方体抗压强度变化、质量损失、相对动弹性模量以及混凝土损伤角度分析了混掺纤维橡胶混凝土的抗冻性随纤维掺量、冻融干湿循环周期的变化规律。结果表明:随着冻融干湿循环周期延长,混掺纤维橡胶混凝土的质量损失逐渐增加,相对动弹性模量逐渐降低;纤维掺量过大时,纤维对混凝土的抗冻性起到“负效应”;纤维和橡胶粉的加入会提高混凝土的密实性,从而阻断部分侵蚀产物产生。当混凝土损伤度相同时,冻融－干湿循环损伤速率更快,是单一冻融循环的1．17倍,采用相对动弹性模量来评价混凝土损失程度切实可行。     

硫酸盐和干湿循环耦合作用下混凝土性能研究

试验主要研究了粉煤灰与矿渣粉掺量以及新拌混凝土含气量对混凝土在硫酸盐和干湿循环耦合作用下质量损失、抗压强度、相对动弹性模量等性能变化的影响。研究结果表明:经过3个干湿循环周期后,掺有矿物掺合料的混凝土试件强度增长大于基准组混凝土;从第4个干湿循环周期开始,掺矿物掺合料的混凝土试件的质量损失均小于基准组混凝土,且试件质量损失大大减少;掺加矿渣后,混凝土试件经过6次干湿循环周期,相对动弹性模量仍保持在60%以上;粉煤灰和矿粉复掺对混凝土的抗硫酸盐干湿循环破坏能力有所提高,当粉煤灰与矿粉比例为3∶1时,采用复掺对改善干湿循环过程中混凝土试件的抗压强度的效果最好。并且,混凝土中适当引气也可提高其抗硫酸盐干湿循环性能。     

基于正交试验设计的再生骨料透水混凝土 力学性能研究

利用正交试验方法对再生骨料透水混凝土的力学性能和抗冻耐久性能进行了研究。研究了微硅粉、增强剂等外掺料和水胶比对再生骨料透水混凝土２８ｄ立方体抗压强度、透水系数和连续孔隙率的影响。采用快冻法,分析了冻融作用下再生骨料透水混凝土质量损失、动弹性模量、抗压强度、ＣＴ扫描断面平均孔隙率的变化规律。试验结果表明:设计孔隙率和水胶比对透水系数、连续孔隙率和２８ｄ抗压强度的影响最大,微硅粉与增强剂的影响次之。再生骨料透水混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、平均抗压强度与ＣＴ扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大。再生骨料透水混凝土的孔隙率与抗压强度呈负相关,二者具有良好的相关性。     

单掺和混掺纤维面板混凝土抗盐冻耐久性试验研究

为了研究盐冻作用下掺纤维面板混凝土耐久性的问题,将钢纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯-钢纤维、聚丙烯腈-钢纤维和聚丙烯-聚丙烯腈纤维掺入面板混凝土中,在质量分数为3.5%的氯盐浓度下进行冻融循环试验,并对盐冻循环后的试件开展电镜扫描。研究表明:掺纤维面板混凝土的质量损失率随盐冻循环次数增加呈现先减小再增大的趋势,相对动弹性模量和抗压强度则持续减小;单掺钢纤维面板混凝土抗盐冻性能最优,其次是混掺钢纤维面板混凝土,再次是混掺聚丙烯纤维面板混凝土,最差的是单掺聚丙烯纤维面板混凝土,但均优于普通面板混凝土抗盐冻性能。电镜扫描微观结果有效验证了单掺和混掺纤维对面板混凝土抗盐冻性能的作用效果。     

冻融作用下粉煤灰引气混凝土动弹性模量的衰减规律研究

针对我国西北寒旱区水工混凝土结构长期遭受冻融循环作用导致耐久性能衰减的问题,以研究冻融作用下混凝土力学性能变化规律为目标,依据实际工程,采用室内加速试验与理论分析方法,以试块相对动弹性模量为评价指标,研究了混凝土水胶比、粉煤灰掺量、引气剂掺量及冻融循环次数对混凝土耐久性衰减的影响规律,采用回归分析法建立了混凝土动弹性模量损失的衰减模型,并基于该模型构建冻融循环作用下混凝土的寿命预测模型。结果表明:以初始动弹性模量的60%(2.424×10~4MPa)为破坏条件,甘肃省景泰川提灌工程二期总干渠5#渡槽的混凝土能经历1 502次快速冻融循环,渡槽材料耐久性安全运行年限为153年。研究成果为冻融环境下混凝土结构的寿命预测提供了参考和依据。     

盐冻循环对湿筛混凝土损伤演化研究

开展了水灰比为0.46的湿筛混凝土在盐冻(5%Na_2SO_4)循环作用下试验研究,分析了材料动弹性模量随冻融循环次数的损伤规律,并推导出混凝土损伤演化方程。研究发现,在冻融初期,混凝土损伤变量增幅十分缓慢,但随着冻融循环次数的增加,其损伤变量增速逐渐加大;与单一的水冻循环相比,盐冻循环极大地加速了混凝土的损伤进程。     

憎水化处理提升水工混凝土抗盐冻性能的研究

为了研究憎水化处理对水工混凝土抗盐冻性能的影响,选择有机硅和硅烷两种憎水剂,制作水工混凝土试件并对其进行憎水化处理,进而测试其接触角和吸水率及随盐冻循环的质量损失率和相对动弹性模量。研究结果表明:憎水化处理能够显著提升水工混凝土的憎水性,大幅度降低其吸水率,平均改善幅度达70%,同时,能够在一定程度上改善水工混凝土的抗盐冻剥蚀质量损失率和相对动弹性模量损失,起到延缓和减轻水工混凝土盐冻破坏的作用。对应200次盐冻循环,憎水化处理混凝土的质量损失和相对动弹性模量损失分别平均降低了64.4%和51.2%。但是,值得注意的是憎水化处理在水工混凝土表层所形成的憎水层会随着盐冻循环逐渐破坏,导致憎水化处理对水工混凝土抗盐冻性能的改善作用逐渐丧失。     

玄武岩纤维混凝土快速冻融试验的力学性能研究

为了满足玄武岩纤维混凝土在寒冷地区的使用要求，在冻融环境下，对素混凝土和玄武岩纤维混凝土的力学性能进行研究。结果表明：(1)50次冻融循环前，纤维掺量分别为0.09%、0.135%、0.18%的玄武岩纤维混凝土，其相对动弹性模量均变化较小；50次冻融循环后，其相对动弹性模量均快速减小。(2)在不同介质冻融环境下，50次冻融循环前，素混凝土和玄武岩纤维混凝土的抗压强度均缓慢降低；50次冻融循环后，其抗压强度快速降低。(3)相同冻融循环条件下，素混凝土相对动弹性模量和抗压强度降低最快，纤维掺量0.135%的玄武岩纤维混凝土的相对动弹性模量和抗压强度降低最慢。研究成果可供类似混凝土工程参考与借鉴。     

盐冻耦合作用下掺纤维面板混凝土耐久性研究

为了研究盐冻耦合作用下掺纤维面板混凝土的耐久性问题,采用不同纤维种类（聚丙烯、聚丙烯腈、钢纤维）及不同掺量的面板混凝土在不同氯盐浓度（2.0%、3.5%、5.0%）中进行冻融循环试验,并对冻融后的试件开展电镜扫描试验。研究表明：当盐冻侵蚀作用增强时,掺纤维面板混凝土试件的质量损失率先减小再增大,抗压强度则持续降低;氯盐浓度对盐冻耦合作用影响较大,其中氯盐浓度为3.5%时试件的质量损失率最高,抗压强度降低最快;不同类型的纤维可以有效地改善面板混凝土的抗盐冻性能,聚丙烯和聚丙烯腈纤维掺量在1.0 kg/m³时、钢纤维掺量在70 kg/m³时,试件的质量损失率较少,抗压强度降低幅度较小,抗盐冻性能较好。     

冻融环境下混凝土耐久性试验及寿命预测

为研究经历冻融作用后混凝土的耐久性,选取混凝土的相对动弹性模量和抗压强度作为衡量指标,依据混凝土快速冻融循环试验方法,对5组混凝土试件展开冻融试验,并利用SPSS软件进行了相应预测。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土的相对动弹性模量损失率及抗压强度损失率上升;冻融循环次数与相对动弹性模量损失率之间具有良好的幂函数关系,与抗压强度损失率之间具有良好的二次函数关系;水灰比越大、混凝土随冻融循环次数增加的损伤程度越大。     

混凝土抗盐冻性能试验

为研究混凝土强度等级、矿物掺合料和含气量对其抗盐冻性能的影响,对混凝土进行了盐溶液条件下的快速冻融试验。通过硬化混凝土气泡参数测定验证了新拌混凝土含气量与硬化混凝土含气量之间的相关性,对混凝土外观、相对动弹性模量、累积剥落量随冻融循环次数变化规律进行了分析,研究了不同强度等级、矿物掺合料、含气量等因素对混凝土抗盐冻性能的影响趋势。结果表明:单纯提高强度等级并不一定利于混凝土抗盐冻性能的改善,对中低强度的混凝土而言,含气量是影响其抗盐冻性能的决定性因素;粉煤灰与矿渣粉的掺量应控制在一定范围内。     

钢筋混凝土的抗盐冻性能衰变评定参数的研究

为了探究寒区冻融条件下钢筋混凝土抗盐冻性能的衰变情况,拟通过盐溶液冻融实验模拟寒区钢筋混凝土的盐冻状态,测试试件质量损失、动弹性模量衰减、横向基频变化,评定其抗盐冻性能的衰变情况。研究表明：盐冻环境下钢筋混凝土的抗盐冻性能衰变曲线类似于4次幂函数曲线;cl一虽然对混凝土横向基频、动弹性模量的影响不太显著,但会加速混凝土的剥蚀进程,短时间内造成严重的剥蚀,出现露筋、麻面等混凝土病害。     

玉米秸秆灰生态多孔混凝土抗冻性能试验研究

为研究不同秸秆灰掺量(0%、5%、10%和15%)的玉米秸秆灰生态多孔混凝土的抗冻性能,本次试验制备了不同的混凝土试件。试验使用万能压力机检测了混凝土的抗压强度作为基础参数,同时采用快冻法对试件进行冻融试验,研究混凝土的抗冻性。结果表明:5%秸秆灰掺量时,混凝土的抗压强度损失最小,损失率为1.3%;所制备的试件都满足生态混凝土的强度要求。冻融循环作用后,生态多孔混凝土与普通混凝土相比质量损失率更大;冻融试验早期,生态混凝土大孔隙的特点起到了保护混凝土的作用;随着试验次数的增加,混凝土的质量损失率逐渐增大,到100次冻融时混凝土完全破坏。研究发现秸秆灰掺量与混凝土抗冻性没有明显的联系。     

高寒地区复掺矿物掺合料水工混凝土抗冻耐久性劣化机理研究

为评定高寒地区环境对掺矿物掺合料水工混凝土结构冻融循环耐久性能的影响规律,通过不同掺合料掺量及种类、不同冻融温度下水工混凝土冻融循环试验,研究分析不同配合比水工混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度以及渗透性的时变规律,揭示了矿物掺合料与冻融温度对混凝土抗冻性的影响机理。试验结果表明:各掺合料水工混凝土的抗冻性从优到劣依次为粉煤灰+硅灰+稻壳灰硅灰+稻壳灰粉煤灰+稻壳灰粉煤灰+硅灰稻壳灰硅灰粉煤灰未掺加;相同单掺条件下,掺加稻壳灰试件组抗冻性最强,硅灰居中,粉煤灰最弱;复掺矿物掺合料情况下,三掺粉煤灰、硅灰、稻壳灰混凝土抗冻性最强;复掺矿物掺合料能减少水工混凝土的孔隙率及渗透性,且粉煤灰、硅灰、稻壳灰的颗粒粒径不同会相互填充,从而产生超叠加效应;随着冻融循环过程中试件中心温度的降低,导致混凝土内部的温度梯度增大,孔隙内部的膨胀压力增大导致混凝土内部结构破坏。