不同氯盐浓度下堆石坝混凝土面板冻融循环耐久性试验研究

混凝土结构是水利设施的重要组成部分,寒区滨海和盐渍区的水利工程的混凝土结构会受到冻融和氯盐的双重作用,对混凝土结构造成损伤。文章通过实验室试验的方式,研究了不同氯盐浓度下堆石坝混凝土面板冻融循环耐久性特征,结果显示中等氯盐浓度下混凝土试件的抗冻融性能最差,需要在工程设计中予以重视。     

基于渗透性能的混凝土耐久性预测模型

通过不同配合比混凝土试件的气体渗透性测试、吸水性测试及氯离子侵蚀试验,分析了混凝土氯离子扩散系数与渗透性能之间的关系,建立了基于渗透性能的混凝土耐久性预测模型,并以某临海水闸工程为例对所建模型进行验证。结果表明:空气渗透性系数、吸水性系数及氯离子扩散系数均随着水灰比的增大而增大;不同水灰比情况下,氯离子扩散系数均随空气渗透性系数、吸水性系数的增大而增大,且呈现一定的相关性;建立的基于渗透性能的混凝土耐久性预测模型,只需进行混凝土结构渗透性能的试验,即可预测混凝土结构的使用寿命;以某临海水闸工程为例对所建模型进行验证,认为该模型是可行的。建立基于渗透性能的混凝土耐久性预测模型对在氯离子环境下的混凝土结构工程直接利用渗透性能预测其使用寿命具有重要意义。     

基于微结构改造的水泥混凝土材料耐久性试验研究

为增强水泥混凝土材料耐久性,研究基于混凝土材料多孔特点,通过在混凝土拌制过程中掺加纳米硅灰和有机硅乳液的方法,提高混凝土材料的密实度和抗渗性能。通过测试改造前后混凝土的早期抗裂性能、氯离子渗透性能、碳化性能、抗硫酸盐侵蚀性能以及抗冻性能,来评价改造前后混凝土耐久性变化情况,并通过压汞试验绘制孔径分布曲线,从微观孔结构角度解释混凝土宏观耐久性变化的原因。研究结果表明,通过掺加纳米硅灰和有机硅乳液的方法,可以比较全面的改善混凝土材料的宏观耐久性。微观孔结构测试结果表明,由于混凝土的孔径分布曲线得到了优化,经过改造后的混凝土100 nm以下的小孔数量明显增多。研究成果为混凝土材料的应用提供参考。     

超高延性水泥基复合材料耐久性研究进展

普通混凝土在特殊环境下容易出现性能劣化、耐久性不足的问题。超高延性水泥基复合材料(ECC)是一种纤维增强水泥复合材料,在拉伸载荷作用下产生微裂纹后具有应变硬化和自愈合能力,使ECC在各种环境条件下比普通混凝土有更佳的耐久性。综述了近年来国内外关于ECC耐久性的研究进展,总结了ECC在抗渗性、抗冻性、耐化学侵蚀性能、耐高温性、耐磨性相关方面的特点,并与普通混凝土进行了对比。研究发现：目前关于多因素耦合条件下ECC的耐久性研究、耐久性微观层面解释以及设计耐高温、耐磨性好的ECC等方面研究还不充分,基于此提出了几个未来研究方向。     

保护层的质和量与镀锌焊接钢丝网水泥的耐久性

本文首先讨论以混凝土保护层的性能推测砂浆保护层的耐久性是否可靠.然后介绍讨论100多个钢丝网水泥试件在荷载与氯化钠溶液(或酸性溶液)腐蚀共同作用下的长期性能实验结果；并结合工程实际，说明在保证质量前提下，保护层厚为5mm的镀锌焊接钢丝网水泥具有良好的耐久性。     

海洋环境中混凝土抗冻融循环试验研究

模拟海水盐溶液来研究海洋环境中混凝土的抗冻融循环性能.海水与淡水环境中混凝土冻融循环对比试验结果表明,海水加速高水胶比混凝土的腐蚀速度,主要表现为混凝土试件表面冻胀剥落,质量损失率增大.控制新拌混凝土含气量在6%±1%,同水胶比的普通混凝土和高性能混凝土抗冻耐久性相当.矿渣微粉的二次水化作用会降低硬化高性能混凝土的含气量,但气泡间隔系数仍低于200 μm.为满足混凝土在海洋环境中抗冻耐久性要求,在保证混凝土气泡间隔系数低于300 μm的同时,混凝土水胶比不宜大于0.40.     

加速腐蚀试验在锚杆耐久性研究中的应用进展

随着岩土工程中预应力锚固结构腐蚀损伤造成的工程灾害日益凸显,岩土锚固结构的耐久性问题开始受到广泛关注。室内加速腐蚀试验作为研究材料腐蚀损伤机理及耐蚀性能的一种有效的加速试验方法,目前在岩土锚固结构耐久性研究中的应用尚处于起步阶段。对盐雾试验、浸泡腐蚀试验、电化学腐蚀试验3种室内加速腐蚀试验进行了系统的综述,并对加速腐蚀试验在预应力锚固结构耐久性研究中的应用进行了总结与展望。指出复杂岩土环境下预应力锚固结构耐久性研究中有待开展的加速腐蚀试验有如下几个方面:(1)考虑渗流作用的岩土锚固结构加速腐蚀试验;(2)考虑供氧水平的岩土锚固结构加速腐蚀试验;(3)预应力锚固结构的电解加速腐蚀试验与电偶加速腐蚀试验。     

不同矿物掺和料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

硫酸盐侵蚀是威胁工程结构耐久性中比较典型的一种形式。通过实验,研究了不同矿物掺和料混凝土试件在不同浸泡方式和不同侵蚀离子类型作用下的抗硫酸盐侵蚀性能,测定了不同掺和料混凝土在不同侵蚀条件下的各龄期耐蚀系数,并对掺粉煤灰、矿渣粉的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价。结果表明：硫酸盐侵蚀环境中存在的镁离子对混凝土破坏作用更大;相较而言,矿渣粉火山灰活性较高,能够较早发挥火山灰效应,使混凝土结构更加密实;与掺30%粉煤灰的混凝土相比,掺30%矿渣粉的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能更好;在工程干湿交替区域,混凝土中不宜掺入粉煤灰,可掺入适量的矿渣粉延缓混凝土受侵蚀破坏作用。     

浅析防治混凝土中的硫酸盐侵蚀措施

通过微观试验确定了混凝土在相应条件下的腐蚀破坏类型。研究了不同粉煤灰掺量及不同混凝土强度等级对混凝土的内部结构和抗硫酸盐侵蚀能力的影响规律。通过干湿循环试验及微观试验验证了所采取的防治措施的有效性。确定了合理的防治措施,以提高混凝土在硫酸盐侵蚀环境下的耐久性能。     

冻融环境下不同预制裂缝混凝土断裂性能研究

对不同相对切口深度的预裂缝混凝土试件进行冻融循环试验,循环次数分别为0、25、50、75、100次。对冻融循环后的试件进行三点弯曲试验,观察试件的表观变化,并利用扫描电子显微镜和立体显微镜观察试件裂缝的情况。分别从宏观力学性能、损伤劣化规律、细微观结构等方面对冻融环境下混凝土断裂力学性能进行研究,并根据混凝土的损伤理论,定义了混凝土基于微缺陷及动弹性模量的损伤变量。结果表明:混凝土冻融循环损伤是初始缺陷发展、劣化并累积的过程;混凝土断裂韧度与初始裂缝相对深度无关,与抗弯强度具有良好的线性相关性。     

某住宅小区楼房地下室混凝土腐蚀研究

对开裂的混凝土工程的周边环境进行检测分析,环境水中硫酸盐的腐蚀等级为中等腐蚀。运用扫描电子显微技术对受破坏混凝土进行微观检测,混凝土裂缝中有较多的钙矾石存在,该结构混凝土受到硫酸盐腐蚀破坏。     

腐蚀介质下粉煤灰混凝土宏微观性能的时变损伤

以2 mol/L NH₄Cl溶液为腐蚀介质,研究全浸泡条件下粉煤灰混凝土的耐蚀性能。溶蚀前,对粉煤灰混凝土进行气孔结构测试分析,研究溶蚀后的抗压强度损失以及溶蚀深度的变化幅度及变化规律,并采用核磁共振、场发射扫描电镜从机理上探讨不同粉煤灰掺量(0%、15%、30%、45%)混凝土溶蚀后的组织结构和孔隙的分布情况。研究表明:粉煤灰可细化混凝土内部孔隙,降低孔隙连通性并改善孔径分布,有效提高服役于水环境中混凝土的结构安全性和耐蚀性能。相对于普通混凝土溶蚀区域,粉煤灰混凝土溶蚀区域的内部生成了钙矾石晶体,说明钙矾石的生成可减轻溶蚀损伤。     

基于Mohr-Coulomb的强盐沼泽区桩基承载特性探讨

为了探究强盐沼泽区桥梁桩基的极限承载特性,采用桩基混凝土试件现场试验以及室内实验测得了桩基混凝土水养强度以及腐蚀强度,采用能谱仪(EDS)分析以及元素分析测得了桩基混凝土内部氯离子含量,采用室内电镜试验测得了桩基混凝土内部氯离子对流深度。将腐蚀性盐离子环境中的桩基混凝土试件划分为剥蚀区、腐蚀区和未蚀区,运用公式计算的方法得到现场暴露1 a桩基混凝土的腐蚀厚度与腐蚀后强度的关系。通过桩基混凝土强度与黏聚力c、内摩擦角φ之间的转换,建立了基于Mohr-Coulomb的强盐沼泽区桥梁桩基弹塑性本构模型,对强盐沼泽区桩基极限承载特性进行分析。结果表明:随着蚀径比的增大,单桩横轴向极限承载力逐渐降低,但降幅逐渐变缓;桩长增加对单桩横轴向极限承载力提升较小;随着蚀径比的增大,单桩竖向极限承载力逐渐降低,但降幅逐渐变缓;桩长不变,相同腐蚀厚度变化范围内,大直径单桩竖向极限承载力降幅大于小直径单桩竖向极限承载力降幅。     

不同环境中杂散电流对钢筋混凝土腐蚀影响

研究了在一般环境、氯化物环境、冻融-氯化物环境中,杂散电流对普通钢筋混凝土和添加适量活性掺合料的耐腐蚀钢筋混凝土腐蚀程度的影响。试验结果表明,在氯盐-杂散电流双重因素腐蚀条件下,氯化物环境加速杂散电流对建筑钢筋混凝土结构的腐蚀。与同水胶比普通混凝土相比,耐腐蚀混凝土内钢筋产生锈蚀的电流密度可提高5倍。耐腐蚀混凝土极大延缓氯盐环境中杂散电流腐蚀破坏时间,较同水胶比的普通混凝土延长15倍。杂散电流的存在加剧了混凝土在氯化物环境中的冻融破坏。     

钢筋锈蚀对混凝土结构影响研究

本文针对水工混凝土结构长期处于复杂工作环境下极易出现的钢筋锈蚀问题展开研究,从钢筋锈蚀机理和钢筋锈蚀对于钢筋混凝土结构的影响两个方面进行归纳分析,重点分析了钢筋锈蚀对材料力学性能和粘结滑移性能的影响,以及基于非均匀锈蚀产生的锈胀作用,提出钢筋锈蚀各影响因素之间的耦合效应是未来钢筋锈蚀问题的重要研究方向。     

塑性混凝土防渗墙耐久性的研究和评估

塑性混凝土防渗墙由于其弹性模量较低，能适应砂卵石地基的变形，有较好的抗裂性和抗渗性，因此作为一种新型的防渗墙结构已在工程中得到了初步的推广应用．但是对于塑性混凝土这种新型墙体材料的耐久性问题，国内外尚未进行深入的研究．笔者通过对塑性混凝土宏观的溶蚀试验（CaO溶出过程试验）以及溶蚀前后微观的差热分析、扫描电镜和能谱分析，对塑性混凝土在有水渗漏下的耐久性问题作了深入的研究，并在此基础上，对塑性混凝土防渗墙和普通混凝土防渗墙的耐久性和使用年限作了相应的计算和评估．     

环境因素对混凝土氯离子侵蚀对流区的影响研究

以人工气候环境和感潮河口自然环境下的混凝土试件为研究对象,通过试验检测,研究了不同环境条件下水灰比和腐蚀时间对混凝土中对流区深度的影响。试验结果表明,人工气候环境和感潮河口自然环境下,水灰比对对流区深度的影响并不明显,延长腐蚀时间会适当增加对流区的深度。     

抗海水腐蚀混凝土在吴川市低(土勇)水闸闸门重建工程中的应用

简介了笔者近年来在抗海水腐蚀混凝土领域的最新研究成果，指出在海洋环境下，采用大掺量矿渣微粉抗海水腐蚀混凝土的钢筋混凝土建筑物的使用寿命至少为采用普通混凝土时的3～4倍；并重点介绍了第一个采用大掺量矿渣微粉抗海水腐蚀混凝土的海工工程——广东省吴川市低（土勇）水闸闸门重建工程的情况．     

人工气候环境下水工混凝土钢筋初始锈蚀时间预测

根据人工气候环境下的混凝土侵蚀试验测得的混凝土中氯离子质量分数,分别研究了腐蚀24 d,40 d,80 d,120 d和160 d后混凝土的氯离子扩散参数,基于Fick第二定律和Monte-Carlo法模拟了混凝土中钢筋的初始锈蚀时间。结果表明,在人工气候环境下混凝土保护层有效厚度对水工混凝土钢筋初始锈蚀时间的影响较大。     

考虑钢筋锈蚀的混凝土材料劣化仿真

水工混凝土工程长期处于复杂的工作环境中,在各类因素的综合影响下其钢筋材料极易出现锈蚀现象,导致钢筋混凝土材料整体力学性能劣化,是影响水工混凝土结构耐久性失效的重要原因。为此,在已有钢筋混凝土分离式模型和混凝土损伤模型的基础上,进一步考虑钢筋锈蚀对材料力学性能的影响,通过算例分析了钢筋锈蚀后的锈胀作用以及对混凝土受弯构件抗弯性能的影响,得到了锈胀作用下混凝土保护层的损伤破坏模式以及梁抗弯能力将随着锈蚀率增大而降低的客观规律,能够为后续研究水工混凝土结构处于钢筋锈蚀后的结构安全问题提供理论基础。