3℃下含气量对混凝土强度、孔结构及抗冻性的影响

本文通过混凝土强度试验、压汞试验、孔间距系数试验和冻融循环试验,对低温(3±0.2)℃养护下不同含气量混凝土的强度、孔结构及抗冻性进行了研究.结果表明,低温养护下混凝土的强度比标准养护下混凝土的强度低;随着含气量的增大,混凝土净浆的总孔体积、总孔面积、比表面积和骨架密度均增大,但硬化后混凝土的孔间距系数和平均孔径减小,孔径分布更加均匀合理;随着含气量的增大,混凝土的抗冻性提高,但混凝土的强度会降低,所以含气量存在一个合理的范围.     

不同含气量混凝土的孔结构及抗冻性分析

本文以引气混凝土为研究对象,采用压汞法、气孔分析法、快速冻融法测试了不同含气量下混凝土的孔隙结构及抗冻性,此外,还分析了不同含气量下混凝土的抗压强度.结果表明:掺入引气剂时,在混凝土含气量增加的同时,可使混凝土孔隙率、总孔体积、总孔面积增加,平均孔径、孔间距系数减小,孔径均匀分布,显著改善混凝土的内部孔隙结构,提高混凝土的抗冻性,但受强度影响,混凝土的含气量存在一个合理范围,既可以提高混凝土的抗冻性,又不会造成强度的大幅损失.     

含气量对低温养护下混凝土早期实际强度及抗冻性能的影响研究

本文以低温(3±0.2)℃养护下引气混凝土为研究对象,采用压汞法、气孔分析法、快速冻融法测试了不同含气量低温养护下混凝土的孔隙结构及抗冻耐久性.结果表明:掺入引气剂,可使混凝土孔隙率、总孔体积、总孔面积增加,平均孔径、孔间距系数减小,孔径均匀分布,显著改善混凝土的内部孔隙结构,明显提高混凝土的抗冻耐久性.为更好的阐述含气量对混凝土实际强度的影响,本文通过测出的气孔结构,进一步推算出低温养护下混凝土的实际抗压强度,通过理论计算得出,随着含气量的增大,实际强度降低.     

含气量对水泥砂浆抗冻耐久性的影响

本文通过测试水泥砂浆在不同含气量情况下的孔结构及抗冻耐久性变化规律研究了含气量对水泥砂浆抗冻耐久性的影响,得到,含气量通过改变水泥砂浆内部孔结构参数从而影响抗冻耐久性,含气量越高,其改善水泥砂浆抗冻耐久性能力越高,但受强度因素的制约,含气量存在一个合理范围.为更好的阐述含气量对水泥砂浆抗冻性能的影响,利用已有连通孔隙受冻时冻结压力公式,转化推导了以含气量为变量的连通孔隙孔壁拉应力计算公式,通过理论计算与实验结果相比较,两者变化趋势基本一致,含气量越大,孔隙孔壁拉应力越小,水泥砂浆经受冻融循环次数越多,抗冻性能越好.     

多年冻土季节活动层区引气混凝土孔结构演变规律与抗冻性研究

以多年冻土季节活动层区铁路、公路线路中桥梁的墩台基础混凝土灌注桩为背景,将持续-3℃养护下84 d时的引气混凝土和标养下28 d时的引气混凝土(两者抗压强度相同)的孔结构及抗冻性进行了对比分析,得出引气混凝土在-3℃养护环境下孔结构的演变规律和抗冻性能.结果表明:持续-3℃养护下混凝土平均孔径为标养下的1.48～1.63倍,气泡间距指数为标养下的1.37～1.61倍,孔隙率为标养下的1.25～2.02倍,且平均孔径随着含气量的增大先减小后增大,气泡间距系数随着含气量的增大而减小,孔隙率随着含气量的增大而增大;通过延长养护龄期抗压强度虽然最终可以达到标养下的抗压强度(龄期滞后),但混凝土的抗冻性能降低,其降低幅度不仅与含气量有关,而且与孔结构有关,含气量对混凝土抗冻性能的影响存在最优含气量,即最优含气量在3.2％左右.     

低温(3℃)养护条件下引气混凝土孔结构对强度与抗渗性的影响

主要研究了低温(3 ℃)养护环境下28 d、56 d龄期下引气混凝土孔结构参数对早期强度以及抗渗性能的影响.试验结果表明:随着含气量的增加,孔隙率增加,混凝土强度逐渐降低,抗渗性呈现先减小后增大的趋势;当掺入适量引气剂时,混凝土气泡间距系数达到最佳,此时氯离子渗透路径变长,抗渗性能达增强;低温(3 ℃)养护条件导致混凝土孔径分布劣化,主要孔径分布范围明显变大,随着龄期增长,混凝土孔径朝着大孔减小,小孔增大的趋势发展,但是发展速度比较缓慢.     

聚灰比对聚合物快硬水泥砂浆耐久性的影响

为研究聚灰比对聚合物快硬水泥砂浆的耐久性的影响,对比了不同聚灰比下快硬水泥砂浆的抗冻性和抗渗性,并通过压汞法测试不同聚灰比下砂浆的孔结构,进而研究聚灰比对水泥砂浆孔结构、孔隙率及孔径分布产生的影响,并探明孔结构对水泥砂浆的抗冻性和抗渗性能改善的作用机理.研究结果表明:聚合物砂浆的抗冻性能和抗氯离子渗透性能都随聚灰比的增加而提高,当聚灰比为0.05时,其综合性能最佳;随聚灰比的增加,聚合物快硬水泥砂浆微观结构得以改善,虽然总孔隙率有所增加,但其中值孔径减小.     

-3℃养护条件下不同含气量混凝土的微观孔结构及渗透性研究

采用气孔分析法和直流电量法对在-3 ℃条件下养护28 d的不同含气量混凝土的孔结构和渗透性进行了试验研究.结果表明:-3 ℃养护条件下,随着含气量的升高,混凝土的气孔间距系数减小,混凝土中孔径＜100 nm的气泡所占的比例逐渐减小,而孔径＞ 100 nm的气泡所占的比例逐渐增大,混凝土的电通量增大,混凝土的立方体抗压强度降低;-3 ℃养护条件对混凝土的孔结构和抗压强度影响较大,而对混凝土的抗氯离子渗透性影响更大.     

不同养护温度下引气剂对混凝土性能的影响研究

通过试验,研究了混凝土含气量的经时损失规律及其影响因素,以及养护温度和引气剂对混凝土强度、抗氯离子渗透性和微观孔结构等性能的影响.结果表明:新拌混凝土的含气量损失与混凝土的初始含气量有关,初始含气量越大,损失也会更大,且处于动态过程的新拌混凝土的含气量损失较静态过程更大;与标准养护条件相比,负温养护条件一方面会使混凝土内部的水化反应变慢,水化程度变低,另一方面水结冰也会引起体积膨胀,破坏混凝土内部的晶体结构,对混凝土内部孔结构造成了一定程度的损伤,使得混凝土抗压强度降低,电通量、气孔间距系数等参数增大;掺入引气剂会引入了大量的微小气泡,使混凝土内部小孔径的孔含量增多,在一定程度上会提高孔的连通性,从而相对减小混凝土受力面积,造成混凝土抗压强度降低,电通量增大,孔径分布也会朝着小孔径方向移动.     

消泡剂对水性环氧树脂改性水泥砂浆的性能影响

针对水性环氧树脂改性水泥砂浆存在含气量高、气孔多且大的问题,研究了消泡剂掺量对水性环氧树脂改性砂浆力学强度的影响并分析了水性环氧树脂改性砂浆孔结构与力学性能的关系.结果表明:磷酸三丁酯与有机硅消泡剂均能改善水性环氧树脂改性水泥砂浆的力学强度,且两种消泡剂具有协同增强作用;分析孔结构数据可知掺入消泡剂不仅能降低水性环氧树脂改性砂浆的孔隙率与孔径,还能优化孔径分布,减少有害孔、多害孔的数量.     

高原低气压环境对引气砂浆孔结构的影响机理

高原低气压环境会影响气泡稳定性,进而影响引气混凝土的孔结构和抗冻性。通过自建低气压搅拌装置,研究了气压对新拌引气砂浆气孔结构的影响。结果表明：气压降低会导致引气砂浆初始含气量降低,气泡间距系数增大,含气量经时损失增大,孔结构劣化明显。低气压环境下引气砂浆孔结构劣化的主要机理是由于低气压加速了气泡体系的Ostwald熟化过程,使得小气泡越来越小直至消失,大气泡越来越大直至破裂,气泡体系平均孔径增加,加快了气泡体系的失稳速度。该研究结果对于理解低气压环境下气泡失稳机理和开发相应的稳泡技术具有指导意义。     

低温养护下引气混凝土的孔结构对力学性能及耐久性能影响研究

本文通过对3℃、10℃及20℃养护下的含气混凝土进行孔结构、抗冻性、电通量及抗压强度的测试,研究了孔结构与混凝土的抗冻性、电通量及抗压强度的关系,结果表明:随着含气量的增大,混凝土孔结构变化由不明显到明显,抗冻耐久性先增强再逐渐变弱,电通量有一个先减小后增大的过程,抗压强度逐渐减小;随着温度的升高,混凝土孔结构变化明显,抗冻性及抗渗性逐渐增强,抗压强度逐渐提高.     

环氧树脂乳液对改性水泥砂浆的强度、黏结性能及抗冻性的影响

水泥砂浆可用于水泥混凝土的修补,修补时要求水泥砂浆应具有较好的抗开裂性能和耐久性,而环氧树脂乳液具有很好的黏结性能与力学性能,因此本文采用环氧树脂乳液来改性水泥砂浆性能,研究了新拌水泥砂浆的性能(流动性、凝结时间、密度与含气量等)、改性水泥砂浆的强度、黏结性能及抗冻性。结果表明新拌砂浆的流动性变好,即环氧树脂乳液具有减水效果。环氧树脂乳液的掺入使改性水泥砂浆的密度降低,凝结时间延缓。改性砂浆的3 d、7 d及28 d的抗折强度和抗压强度较基准砂浆降低,在6%聚灰比时,强度提高,出现极大值。黏结性能测试结果表明环氧树脂乳液能提升改性水泥砂浆与老砂浆的界面黏结抗折强度。环氧树脂乳液使改性水泥砂浆的抗冻性提高,但双掺环氧树脂乳液及粉煤灰时,抗冻性下降明显。     

高原地区抗冻引气混凝土含气量设计方法研究

对高原与平原地区不同水胶比引气混凝土的含气量、气泡间距系数及抗冻耐久性指数进行测试,同时搜集整理国内外相关研究成果,研究分析了高原低气压环境对引气混凝土含气量损失、气泡间距系数变化及临界抗冻耐久性指数的影响。结果表明:相较于平原地区,高原低气压环境下引气混凝土含气量损失增大,硬化后混凝土含气量损失约1.0%~1.5%;硬化混凝土含气量与气泡间距系数的对数间存在良好的线性关系,但高原低气压环境可能劣化引气混凝土的气孔结构;硬化混凝土气泡间距系数与抗冻耐久性指数间也具有良好的线性关系,且不受环境气压影响;以引气混凝土气泡间距系数为桥梁,提出一种基于混凝土抗冻耐久性要求的高原地区引气混凝土含气量设计方法。     

锰渣对混凝土力学性能和耐久性的影响

采用基本的力学方法研究了不同掺量的锰渣对混凝土抗压强度和抗折强度的影响.并通过加速碳化试验和抗冻性试验探究了锰渣混凝土的抗碳化性能和抗冻性.采用压汞法技术探究了锰渣混凝土内部的孔结构.结果表明:当锰渣掺量大于10％时,随着锰渣掺量的增加,混凝土的抗压强度和抗折强度降低;掺加30％锰渣混凝土的抗碳化性能和抗冻性最差,碳化56 d时其碳化深度已达10.0 mm,冻融循环240次,其相对动弹性模量降低到0.71;碳化之后孔隙率降低,孔径细化,冻融循环导致孔隙率增大,孔径粗化.     

双氧水发泡泡沫混凝土抗冻性与气孔特征的关系(英文)

采用化学发泡法,制备了不同水胶比及双氧水掺量的泡沫混凝土,测试了其抗冻性和气孔特征,分析了其冻融质量损失率、强度损失率与气孔特征的关系。结果表明:水胶比分别为0.54、0.62、0.70和0.78的泡沫混凝土,其冻融质量损失率最大的中小孔"最不利孔径区间"分别为0.239～0.260、0.311～0.347、0.337～0.360和0.352～0.676mm,冻融质量损失率最小的中小孔"最有利平均孔径标准差"分别为0.11、0.13、0.14和0.16,其冻融强度损失率均随着开口孔影响系数和大孔圆度分布系数的增加而降低;当大孔率为1%～20%时,冻融强度损失率与大孔率呈正态分布关系;避免过高的水胶比,增加截面面积小于0.05mm2的气孔数,制造孔径级配适当的泡沫,有助于提高泡沫混凝土的抗冻性。     

不同羧基密度聚羧酸减水剂对水泥石孔结构的影响

通过水溶液自由基聚合法合成了不同羧基密度的聚羧酸减水剂,并对所合成聚羧酸减水剂分子结构进行表征,研究了不同羧基密度的聚羧酸减水剂对硬化水泥砂浆孔结构及力学强度的影响。结果表明:水泥砂浆抗压强度与其孔隙率成负相关性,但当孔隙率相同时,分级孔分布显著影响水泥砂浆抗压强度。随着聚羧酸减水剂中羧基密度的增加,聚羧酸减水剂分散性能及引气性能显著增加。当聚羧酸主链羧基密度为6时,水泥砂浆中孔隙率达到最大值。聚羧酸减水剂引入水泥砂浆中的气泡会显著改变硬化砂浆的分级孔分布,显著增加中小孔(200–500μm)的比例,减少大孔(1 200–1 600μm)比例。说明聚羧酸减水剂能够显著改善硬化砂浆孔径分布,使得硬化水泥砂浆中孔径分布更加细小化。砂浆孔结构参数与抗压强度多元线性拟合关系表明,为了提高砂浆力学性能,应采用总引气量小的聚羧酸减水剂,而当总引气量接近时,应优先选择引入分级孔(100–500μm)含量较高的聚羧酸减水剂。     

钢纤维再生粗集料混凝土的力学性能和抗冻性研究

为了研究钢纤维对再生混凝土抗冻性的影响,试验以钢纤维的体积掺量为1％,2％和3％,研究钢纤维再生混凝土的力学性能和抗冻性,并对再生混凝土的孔结构特征进行了分析.研究结果表明,钢纤维的掺入对再生混凝土抗压强度的提高不明显,对再生混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度提高比较显著.钢纤维的掺入改善了混凝土的抗冻性能,降低了再生混凝土的孔隙率.     

超低温条件下引气剂对混凝土抗冻性能影响的试验研究

为探究引气剂对超低温条件下混凝土抗冻性能的影响,以相对抗压强度、质量变化率以及孔结构特征参数为指标,对掺有不同类型和掺量引气剂的混凝土进行超低温(最低温度低至-80℃)冻融循环试验.根据试验结果可得到以下结论:(1)在不同温度下,引气剂对混凝土抗冻性能的改善效果不同,随着循环温度的降低,其改善效果逐渐明显.(2)孔隙水的冻胀使得冻融循环后混凝土孔隙率和孔径变大,力学性能降低;但随着冻融循环温度的不断降低,水分子运动逐渐受限,混凝土性能损伤程度减缓.(3)引气剂掺入使得混凝土内部产生了一定比例的无害孔,多害孔明显减少,抗冻性能得到改善.由于不同引气剂对混凝土孔结构特征参数的影响程度不同,因此混凝土抗冻性能的改善效果间存在差异.(4)高效引气剂粉剂掺入后,混凝土内部的含气量略大于其余两种引气剂,所引入的气孔孔径较小,且混凝土的工作性能提高,因此,其对于混凝土在超低温条件下的改善效果更为明显.     

纤维水泥基材料抗冻性与孔结构关系的变化规律

本文探究了冻融循环过程中纤维水泥基材料性能的变化规律与劣化机理。采用压汞法测量纤维水泥基材料在未经历冻融和经历300次冻融循环后,其孔隙特征参数(总孔体积、总孔隙率、最可几孔径、临界孔径和平均孔径)与体积百分比(无害孔、少害孔、有害孔和多害孔)。并运用灰色相对关联度将纤维水泥基材料在未经历冻融和经历300次冻融循环后的抗冻性指标与孔隙特征参数和体积百分比分别进行关联分析。研究表明,随着冻融循环次数的增加,纤维水泥基材料的质量损失率逐渐降低,即质量呈现增加趋势,抗压强度、动弹性模量和超声波波速均有不同程度的减小。其内部孔隙特征参数和体积百分比的变化规律可以解释抗冻性指标产生变化的微观原因。经历过冻融循环后,纤维水泥基材料的平均孔径和孔隙体积百分比与抗冻性指标的相对关联度有明显的提高。