碱激发下粉煤灰-市政污泥固废基混凝土抗冻融性能

为改善市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,在氢氧化钠及水玻璃的复合激发下,用经生石灰改性后的市政污泥取代10%细骨料,粉煤灰分别取代10%、20%与30%水泥,制备了混凝土。分析了不同冻融循环次数下,混凝土的表观现象、相对质量、相对动弹性模量、相对抗压强度及微观结构随粉煤灰掺量与碱当量的变化规律,分别以相对动弹性模量与相对抗压强度为损伤变量建立了不同的冻融损伤模型。研究结果表明：随冻融循环次数增加,混凝土表观损伤愈发严重,内部孔隙增多,相对动弹性模量及相对抗压强度显著降低;与对照组相比,粉煤灰及碱激发剂的加入可以改善市政污泥对混凝土冻融耐久性的劣化效果,降低混凝土在冻融循环作用下的质量损失、动弹性模量损失及抗压强度损失;当粉煤灰掺量10%、碱当量4%时,粉煤灰可在碱激发剂及改性污泥中残余碱的联合作用下被较充分地激发,可消纳改性污泥中的残余碱,减弱市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,此时混凝土水化程度最高,在冻融循环作用下的质量损失、动弹性模量损失及抗压强度损失最小,且服役寿命最长,约为16a以上;相对动弹性模量与相对抗压强度相关性良好,分别以两者为损伤变量的冻融损伤模型与试验结果均吻合良好。     

基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻性评估

为在特定灾变程度下,对轻骨料混凝土抗冻融性能进行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(...     

抗海水腐蚀混凝土在北排河枢纽除险加固工程中的应用

结合在北排河枢纽除险加固工程中的应用,分析了新型抗海水腐蚀混凝土的技术优势、经济效益以及社会和环境效益,简要介绍了新型抗海水腐蚀混凝土技术的工艺,表明新型抗海水腐蚀混凝土施工技术具有很强的应用价值,推广前景广阔。     

冻融循环作用对混凝土桥梁寿命的影响

在北方寒冷地区,冻融循环是影响混凝土桥梁结构使用寿命的重要因素之一.本文分析了冻融循环作用下混凝土的破坏机理,结合试验数据分别从材料性能和力学性能方面分析冻融循环使桥梁寿命衰减的变化趋势.     

Freeze-thaw Durability of Recycled Aggregate Concrete:An Overview

The characteristics of surface appearances,mass loss,relative dynamic modulus of elasticity and strength loss of different recycled aggregate concretes(RAC) exposed to freeze-thaw cycles were analyzed.It was found that the freeze-thaw resistance of RAC could be determined by the recycled aggregate compositions and admixtures.Both the saturation degree and the air void structure were the key factors influencing the freeze-thaw damage on concrete.Some major proposed freeze-thaw deterioration mechanisms were utilized to interpret the freeze-thaw damage on recycled aggregate concrete.Meanwhile,some potential measures to enhance the freeze-thaw resistance of concrete were summarized and discussed.     

冻融作用下聚丙烯纤维混凝土力学性能

为了研究聚丙烯纤维混凝土抗冻性能,进行了聚丙烯纤维混凝土冻融试验。结果表明,随冻融循环次数的增加,聚丙烯纤维混凝土损伤不断累积,相对动弹模、抗压强度、抗折强度不断下降;掺入一定量聚丙烯纤维,能有效减缓相对动弹模的损失,有效提高抗折强度,但对于抗压强度的影响并不显著。在试验数据的基础上,分析纤维混凝土冻融力学性能衰减规律,建立了冻融循环作用下聚丙烯纤维混凝土抗压强度、抗折强度衰减模型。     

大麻纤维的耐海水腐蚀性能

采用海水对大麻原麻、脱胶大麻、苎麻和亚麻进行浸泡处理，比较麻纤维的耐海水腐蚀性能。结果显示，大麻纤维的耐海水腐蚀性能要比苎麻纤维和亚麻纤维好，用海水浸泡有利于麻纤维上的部分木质素去除，大麻纤维中耐海水腐蚀的成分主要为纤维素部分。     

混凝土随机冻融损伤三维预测模型

为了有效评估混凝土在冻融循环作用下的损伤,在混凝土损伤力学理论的基础上,结合实验测试建立混凝土冻融损伤预测模型,开展了引气混凝土在冻融作用后抗拉强度测试试验研究。针对混凝土的耐久性失效实质是一个内部损伤演变的逐步劣化过程,对混凝土试块进行网格离散,应用概率方法分析混凝土冻融随机损伤的累积发展过程,建立混凝土损伤演化的三维多元Weibull分布模型,基于梯度法进行参数估计,采用实测数据进行模型验证,设计了相应算法,采用C＋＋语言编制程序进行计算,建立适用于冻融条件下的混凝土耐久性随机预测模型。数值和实测数据显示,随着冻融次数的增加,混凝土的损伤呈现非线性增长趋势。     

混凝土空心砖材料冻融测试系统设计

基于Labwindows／CVI技术,构建了混凝土空心砖材料冻融测试系统．该系统由温度传感器、压力传感器、单片机、串口通信和计算机组成;采用LabWindows／CVI编程实现了冻融测试程序,可实现包括温度和液位数据的实时采集与分析、历史数据的储存与查询等系统功能．该系统通过采集温度、液位数据,根据设定程序对冻融测试环境进行自动控制．根据国家标准对某空心砖进行规定次数的冻融实验,根据实验结果确定其抗冻标号,验证了系统的可靠性．     

混合侵蚀与冻融环境下混凝土力学性能劣化试验

以质量分数为3%的NaCl和5%的Na2SO4混合溶液为侵蚀介质,采用快冻法,对设计强度等级为C30、水灰比分别为0.44、0.50、0.55的混凝土试件进行了0、50、100、150、200次冻融循环试验,测定了各组试件的质量损失、抗压强度、应力、应变等。试验结果表明,混凝土随着冻融循环次数的增多,其表观质量和力学性能均呈现出不同程度的下降趋势,且水灰比越大下降越快。建立了与冻融循环次数相关的力学性能劣化线性方程,为进一步开展混凝土结构在冻融和侵蚀离子共同作用下的劣化机理与计算模型的研究提供了依据。     

基于PLC与组态王的混凝土快速冻融试验装置设计

为进一步提高混凝土快速冻融装置的可靠性与实用性,采用西门子200SMART系列PLC与组态王软件相结合的方式构建控制系统,其下位机由PLC、温度传感器、接触器及电源电路组成,以热电阻模块AR04及温度传感器PT100采集混凝土试件及周边液体温度;上位机软件基于组态王软件开发,可实现设置循环次数、设置自动加热/制冷温度限值、各通道温度采集与记录、查看历史数据及曲线等功能。经测算,数据精度达到±0.1℃,相比一般仪器提高了精度等级,增加了温度采集记录、查看历史数据及曲线等实用功能,满足了科研、质监等需求。试验结果表明,装置可靠性高,实用性强,可为用户提供准确历史数据与曲线,为进一步数据分析奠定基础。     

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.     

高强混凝土抗冻性能的试验研究

针对我国对高强混凝土的配制技术、技术性能及施工等方面都缺乏系统研究的情况,通过试验的方法研究了掺入硅粉高强混凝土的早期强度及抗冻性能.结果表明,掺硅粉高强混凝土表现出优良的抗冻性.综合研究结果表明,掺入硅粉后的高强混凝土的各种性能均高于基准高强混凝土.     

粉煤灰混凝土抗硫酸钠溶液冻融-干湿循环性能

采用冻融与干湿循环交替的方法,研究了不同强度等级、不同含气量的混凝土在水和硫酸钠溶液(浓度为5%、7%和10%)中的耐久性.试验表明:混凝土在硫酸钠溶液中冻融-干湿循环劣化程度和速度远大于水中,且硫酸钠溶液的浓度越高,影响越大;不同于冻融循环作用,混凝土在硫酸钠溶液中冻融-干湿循环时的质量损失大;掺加引气剂及提高混凝土强度均能改善混凝土的抗冻融-干湿循环性能.     

冻融循环作用下透水再生混凝土损伤分析及寿命预测

为了研究冻融循环作用下透水再生混凝土的损伤情况及寿命预测方法,基于透水再生混凝土发生疲劳破坏和冻融破坏的冻融机理相类似,采用了分析疲劳破坏的方法,对透水再生混凝土冻融循环损伤进行研究。结果表明:试验数据中冻融循环次数较好地服从两参数Weibull概率分布,并基于Weibull分布模型,推导出不同损伤度下考虑再生混凝土粗骨料取代率影响的分布模型参数及冻融循环次数,提出了相应的损伤度演化方程,为透水再生混凝土冻融损伤寿命预测提供依据及参考。     

冻融作用对混凝土跨海大桥桥墩稳定性影响研究

北方海域海水冻融作用对混凝土跨海大桥的安全稳定性具有重要的影响,针对该问题,通过室内冻融试验研究得出了青岛海湾大桥桥墩混凝土在冻融循环作用下的极限抗压强度及其峰值应变、极限抗拉强度、弹性模量等力学性能指标随不同冻融循环次数的衰退规律,并推导出混凝土冻融损伤本构方程.根据室内外试验的对比关系,得出了桥墩混凝土结构各力学性能指标随结构服役时间的退化规律及不同服役期内混凝土的冻融损伤本构方程.建立了青岛海湾大桥沧口段航道桥过渡墩基础的3维有限元模型,应用非线性理论对过渡墩基础进行了数值分析,得出了不同服役期内该混凝土过渡墩基础的最大应力与最大竖向位移的产生位置及其随时间的变化趋势,并分析了其安全性规律,得出了若干结论,可为工程前期设计及后期维修加固提供一定的参考依据.     

冻融与腐蚀耦合作用下沥青混凝土性能研究

国内外对冻融循环与硫酸盐腐蚀耦合作用下沥青混凝土的性能鲜有研究。鉴于此,在10%Na2SO4溶液加速劣化条件下采用真空饱水冻融劈裂试验,以冻融腐蚀因子评价沥青混凝土在冻融与腐蚀耦合作用下的性能变化规律。试验结果表明硫酸盐腐蚀加剧了冻融循环对沥青混凝土的破坏作用。SEM微观分析表明硫酸盐溶液较水溶液更易于侵入沥青膜与集料界面及沥青混凝土空隙中,并在冻融条件下发生结冰膨胀导致界面强度降低和裂缝的产生与扩展是沥青混凝土性能衰减的主要原因。水镁石纤维具有优良的稳定效应、界面增强效应和加筋桥接效应,掺加水镁石纤维可以有效提高沥青混凝土抗冻融腐蚀性能。     

硅灰对冻融环境下混凝土断裂损伤的影响

依据GBJ82-85混凝土快速冻融循环试验方法,采用四点弯曲试验法分析了不同冻融循环条件下引气剂对普通混凝土及硅灰混凝土断裂韧度、断裂能及抗压强度的影响;对混凝土断裂面进行了形貌分析,利用扫描电镜进行混凝土内部微观结构分析.结果表明,随冻融循环次数的增加,未掺引气剂的混凝土的断裂韧度、断裂能及相对动弹模损失率呈明显下降趋势;混凝土随冻融循环次数增加损伤程度增大.相同条件下,普通混凝土较之硅灰混凝土的抗冻性差;引气剂能够大幅度降低由于冻融循环造成的混凝土内部结构的损伤,提高混凝土的抗冻性.     

碳化、干湿与冻融耦合作用下再生混凝土耐久性能

为了解决再生混凝土在复杂环境条件下的耐久性能研究匮乏问题,对5种再生混凝土进行碳化、干湿与冻融耦合作用下的耐久性试验,测试其动弹性模量、氯离子迁移系数、碳化深度及微观孔隙特征参数,并引入孔隙迂曲度指标进行分析.结果表明:交替碳化与干湿对再生混凝土的冻融劣化效果有显著促进作用,累计碳化42 d与干湿循环42次可使再生混凝土冻融损伤量增加21.9％ ～26.9％,抗氯离子渗透性能降低45.05％ ～96.18％;与单一碳化42 d相比,交替干湿循环42次与冻融循环300次可使再生混凝土的碳化深度增加1.6～3.5倍.此外,碳化、干湿作用均增大孔隙迂曲度,而冻融及三因素耦合作用均减小孔隙迂曲度;孔隙迂曲度与氯离子迁移系数及相对动弹性模量均具有显著的相关性,在一定程度上可作为再生混凝土耐久性能评价指标.     

超低温冻融循环作用下的混凝土强度

混凝土结构已应用于低温、超低温环境领域,而当前对超低温下混凝土性能的研究很少,超低温冻融循环作用下混凝土强度的研究在国内几乎是空白。参照《普通混凝土长期性和耐久性试验方法》,考虑循环次数、循环时的最低温度、水胶比及外界环境湿度等参数的影响,进行了立方体混凝土抗压、抗拉强度试验及砂浆残样的SEM扫描电镜试验,探究超低温冻融循环作用对混凝土强度的影响及损伤的微观机理。强度试验结果表明,较常规冻融循环,超低温冻融循环对混凝土有更不利的影响,且随温度的降低,水胶比的提高,损伤有加大的趋势;相应地,SEM电镜试验下混凝土砂浆孔径增大,材料变得更疏松,从机理上解释了强度试验结果的合理性。