海底隧道钢筋混凝土基于氯盐腐蚀的耐久性参数设计研究

胶州湾海底隧道是中国自行建造的第二条海底隧道,其服役寿命为100a。在详细分析海底隧道结构混凝土的服役环境基础上,参考国内外现有的寿命预测模型,依据混凝土耐久性试验结果和重大工程类比,综合考虑混凝土碳化、混凝土初始氯离子浓度影响等因素,建立了海底隧道混凝土在双重破坏因素作用下的寿命预测模型。通过上述模型进行计算,计算结果表明:(1)海底隧道要达到100a服役寿命,其衬砌混凝土靠近空气一侧保护层厚度应大于70mm,靠近土体一侧应大于60mm;(2)混凝土初始氯离子浓度应小于0.15%;(3)氯离子扩散系数应小于4×10-12m2/s,水胶比w/b应小于0.34,混凝土强度等级应高于C50。此外,依据混凝土耐久性能与其配合比、原材料之间的定量关系,提出海底隧道100a服役寿命的混凝土配合比设计和原材料优选原则。     

高性能轻集料混凝土的现状及发展趋势

0 概述 随着建筑结构向大跨度、高层发展,轻质、高强、高耐久性和可持续发展将是混凝土材料的发展方向。因此,具有良好工作性、高强轻质、体积稳定性和耐久性好的高性能轻集料混凝土具有十分广阔的     

纤维增强混凝土早期抗裂性能研究

研究了不同纤维品种及纤维掺量高性能混凝土的抗压强度及抗裂性能。研究结果表明,掺加纤维对高性能混凝土的抗压强度影响不大,但可以明显增强高性能混凝土的早期抗裂性能,其中以单掺玄武岩纤维6kg/m3、复掺聚丙烯纤维0.5kg/m3和玄武岩纤维2.5kg/m3阻裂效果更为明显。     

有机仿钢纤维增强混凝土断裂韧性及抗裂性能研究

研究了有机仿钢纤维对高性能混凝土抗压强度、断裂韧性及抗裂性能的影响.结果显示,掺加有机仿钢纤维对高性能混凝土的抗压强度影响不大,但可以显著提高其断裂韧性和抗裂性能,且随着掺量的增加,效果愈显著.     

海洋环境下混凝土的硫酸盐腐蚀机理

海水中存在的硫酸根离子传输至混凝土内部将导致其腐蚀破坏。针对矿粉掺量0～65%的C40引气混凝土进行海洋潮汐区、大气区和水下区腐蚀1～2a,测试其水溶和酸溶硫酸根离子浓度分布;分析水泥净浆中的腐蚀产物类型及含量。试验结果表明:海洋不同腐蚀区带混凝土中硫酸根离子传输量及传输深度排序为:潮汐区水下区大气区。混凝土中反应硫酸根离子与总硫酸根离子的关系服从线性函数分布,反应量占总硫酸根离子量的90%以上,反应的硫酸根离子量随腐蚀龄期增加而增加。海洋潮汐区和水下区生成的腐蚀产物量高于大气区,主要是钙矾石和石膏;海洋大气区暴露混凝土的腐蚀产物为钙矾石。对于P.I.52.5水泥制备的C40混凝土而言,掺加65%的矿粉有助于提升混凝土抗海洋硫酸根离子侵蚀能力。     

混凝土冻融损伤后的吸水特性

对掺与未掺引气剂的混凝土进行了冻融破坏,通过吸水试验和中子辐射试验,研究了冻融损伤对掺与未掺引气剂混凝土吸水特性的影响.结果表明,中子成像技术能够实现对非透明性混凝.土材料吸水演进过程的可视化观测和定量分析.未掺引气剂的混凝土其抗冻性较差,在10次冻融循环后动弹模量损失14%的情况下,其水分渗透深度约增30%;掺加引气剂后,即使遭受200次冻融循环,混凝土的整体动弹模量也无明显损失,但200次冻融循环后,混凝土表层出现部分剥落,水分渗透速率及深度均相应增大.在评价混凝土冻融损伤时.除整体动弹模量损失外,还需考虑冻融损伤对混凝土吸水性能的影响.     

收缩裂缝对混凝土氯离子渗透及碳化的影响

采用大板开裂方法制备了收缩裂缝宽度为0.07 mm、0.1 mm、0.2 mm、0.4 mm和0.62mm的混凝土试件,对养护7 d的不同尺度裂纹混凝土海水浸泡腐蚀30 d,以及快速碳化14 d.测试混凝土裂缝处及周边区域的碳化深度、自由氯离子及总氯离子浓度.试验结果表明:混凝土的自由氯离子与总氯离子均随裂缝宽度增加而...     

混凝土真实细观模型的生成及氯离子传输的数值模拟

基于改进的遗传算法和8邻域边界跟踪法,对混凝土断面的数字图像进行处理,得到二值图像并提取粗骨料的边界坐标;根据提取的坐标编写程序,生成浆体集料界面过渡区（ITZ）,得到真实的混凝土细观模型;将得到的混凝土细观模型导入COMSOL软件,模拟海洋水下区氯离子侵入混凝土内部过程,得到不同时刻混凝土内部氯离子浓度云图。研究结果表明：使用的建模和模拟方法所得结果与长期实海暴露混凝土实验结果一致,可以用来研究和评价海洋环境下混凝土的耐久性能;ITZ的存在会加速氯离子向混凝土内部扩散,其厚度越大,扩散过程越快,界面区厚度增大1倍,混凝土表观氯离子扩散系数增大12.3%;对比真实混凝土细观模型与参数化生成的圆形随机骨料模型中氯离子传输模拟结果发现,圆形随机骨料模型中氯离子的浓度总是小于真实细观模型中氯离子的浓度。     

玻璃纤维和硫脲缓蚀剂对涂层缓蚀行为的影响

制备了含0.3%(质量分数)玻璃纤维和不同量硫脲缓蚀剂的复合涂层,采用扫描电镜(SEM)方法表征了玻璃纤维和硫脲缓蚀剂在涂层中的分布特点和分散效果。采用电化学阻抗谱研究了玻璃纤维和硫脲缓蚀剂对复合涂层缓蚀行为的影响,利用EDS技术表征涂层缺陷处的元素分布。结果表明:玻璃纤维不仅能提高涂层的防护性能,还能作为缓蚀剂的载体,增加其长期防护性能。相对于空白涂层,含有玻璃纤维和硫脲缓蚀剂的涂层的膜电阻明显上升,膜电容显著降低,涂层的使用寿命延长。中间漆中玻璃纤维的质量分数为0.3%,硫脲缓蚀剂的质量分数为0.6%时,复合涂层对Q235碳钢的防护性能最佳。     

粉煤灰对深井煤矿巷道隔热材料性能的影响

试验指出,低活性粉煤灰能降低隔热材料的流动性、强度及耐久性,提高材料的隔热性能,低活性粉煤灰的加入不会影响隔热材料的长期强度。