混凝土在氯离子侵蚀和冻融耦合作用下的研究

氯盐作为最主要的除冰盐,一方面可以清除冰雪;另一方面在冻融循环下,氯盐将引起混凝土路面的破坏和钢筋的锈蚀。对盐冻破坏机理以及氯离子侵蚀和冻融的相互影响作用进行了较全面的综述,分析了氯离子在混凝土中的侵蚀过程与冻融损伤对氯离子侵蚀作用的影响,并对其发展进行了展望。介绍了近年来一些学者的研究成果,提出氯离子在混凝土中的扩散不仅与自身性质有关,还受氯盐种类及冻融循环等外部因素的影响。此外,回归分析结果表明,冻融损伤与氯离子扩散系数、扩散深度之间均可以建立良好的非线性关系。     

粉煤灰地聚物混凝土的力学性能研究北大核心

通过正交试验研究了粉煤灰地聚物混凝土抗压强度最优制备因素水平,试验分析得出抗压强度的最优制备因素水平:水玻璃模数为1.3,水胶比为0.35,养护温度为80℃,对应的抗压强度值为71.6 MPa,比较20℃养护条件下粉煤灰地聚物混凝土与普通水泥混凝土的试验结果可知,地聚物混凝土早期强度低于普通水泥混凝土,但28 d的抗压强度明显高于普通水泥混凝土。通过SEM电镜观察得知,粉煤灰地聚物的强度取决于包裹在粉煤灰煤泡周围C-S-H凝胶的强度。     

地聚物混凝土耐久性研究现状及发展趋势

地聚物是以硅铝酸盐材料作为前驱体,通过碱激发活化制备出的具有三维网络状结构的新型绿色无机胶凝材料,地聚物相较于普通硅酸盐水泥具有更好的力学性能及耐久性能,且制备过程中能耗低,CO2排放量少,被认为是未来替代普通硅酸盐水泥的最佳材料之一。综述了近年来国内外关于地聚物混凝土的抗碳化性、抗氯离子渗透性、抗酸侵蚀性、抗硫酸盐侵蚀性及抗冻融性的研究进展,并讨论了现有研究所面临的一些问题以及未来研究的发展趋势。结论表明,地聚物混凝土的耐久性受前驱体原料类型、碱激发剂种类、碱激发剂掺量、外掺料、养护方式以及养护温度等诸多因素影响,相比于普通水泥混凝土,因地聚物混凝土内部结构致密且化学性质稳定,使得其在抗碳化性、抗氯离子渗透性、抗酸侵蚀性、抗硫酸盐侵蚀性、抗冻融性等方面均表现出了更好的耐久性。     

钢筋-地聚物混凝土黏结性能梁式试验研究

通过10根钢筋-地聚物混凝土梁式试件的拉拔试验,研究了箍筋间距、拉拔钢筋黏结长度对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响。结果表明：当箍筋间距从150mm减小至100mm时,钢筋-地聚物混凝土之间的黏结强度增加较少,但是试件的延性明显提高;随着黏结长度增加,试件由黏结破坏变为受弯破坏;对于直径d=18mm的拉拔钢筋(变形钢筋),7d的黏结长度可使其在钢筋-地聚物混凝土界面黏结破坏前屈服。将试验结果与已有文献中的钢筋-普通水泥混凝土梁式拉拔试件以及钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件的试验结果进行比较后发现,所制备的地聚物混凝土与钢筋之间的黏结强度不低于相近试验条件下普通水泥混凝土与钢筋之间的黏结强度;采用梁式拉拔试验测得的钢筋与地聚物混凝土之间的黏结强度高于相同试验参数下采用中心拉拔试验获得的黏结强度。     

冻融与氯盐侵蚀下混凝土的耐久性研究

为了研究混凝土结构在冻融循环与氯盐侵蚀耦合作用下的耐久性退化问题,在分析了冻融循环及氯盐侵蚀作用破坏机理的基础上,进行了混凝土单轴受压和双轴受压条件下的冻融试验,以及冻融循环与氯盐侵蚀耦合作用下的单轴受压试验。结果表明,冻融循环次数越多,混凝土的极限压应力越小,且双向受压混凝土的极限抗压强度大于单向受压混凝土,在一定冻融次数以内,脆性程度反之。冻融循环与氯盐侵蚀双重因素耦合作用下,比任一单因素作用下混凝土的极限抗压强度小,且至少比单因素作用下降低10%以上。     

冻融和碳化共同作用下混凝土损伤分析

通过室内模拟试验,研究了冻融和碳化共同作用下混凝土质量和相对动弹性模量的变化规律.结果表明:混凝土在冻融和碳化共同作用下的损伤大于其在冻融单一作用下的损伤.建立了混凝土在冻融和碳化共同作用下的损伤模型,该模型拟合精度较高.     

掺不同品种混合材的高强砼与钢纤维高强砼在冻融、冻融-氯盐同时作用下的耐久性能

采用快冻试验方法,研究了掺量分别为２０％粉煤灰、硅灰以及磨细矿渣的高强混凝土（ＨＳＣ）与钢纤维高强混凝土（ＳＦＲＨＳＣ）,在标准养护室内浸水养护９０天的抗冻性,以及在氯盐侵蚀与冻融循环双重因素作用下的抗冻耐久性。试验结果表明,在单纯冻融循环作用下,掺入硅灰能够提高ＨＳＣ和ＳＦＲＨＳＣ的抗冻性,而掺磨细矿渣和粉煤灰则不能,在冻融循环与氯盐侵蚀同时作用下,掺入硅灰和磨细矿渣,能显著提高ＨＳＣ和ＳＳＦＲ     

关注环境作用的混凝土冻融损伤特性研究进展

混凝土结构耐久性劣化在不同的暴露环境下存在着显著的区域特征。研究冻融循环条件下环境参数变化对混凝土冻融损伤的影响规律,对混凝土结构的耐久性设计和工程实践具有重大的实际意义。关注混凝土结构耐久性的定量化设计,对混凝土结构服役寿命预测的需求进行分析,提出对现场冻融环境、现场与实验室试验环境下混凝土冻融损伤之间的关系、混凝土的抗冻性三个方面的数量化需求。总结现场冻融环境量化、混凝土经受冻融循环过程中环境因素（冰冻降温速率、最低冰冻温度、最低冰冻温度持续时间和饱含水情况）对混凝土冻融损伤作用机理与作用规律方面的理论与试验研究,进一步分析现场冻融环境与实验室试验冻融环境下混凝土冻融损伤关系的相关研究成果,并在混凝土冻融耐久性寿命预测和耐久性设计方法的层面上,提出最终结论与建议。     

冻融和应力复合作用下HPLC的损伤与损伤抑制

研究了荷载和冻融循环双重损伤因子同时作用下高性能混凝土（ＨＰＬＣ）的损伤规律。试验结果表明,在不同应力比的荷载作用下,高性能混凝土的抗冻性能随应力比的提高而下降。掺入钢纤维、引气或两者复合之后的高性能混凝土抵抗双因子损伤能力大大提高,抗冻性显著改善。实验结果还表明,在冻融与荷载双重损伤因子共同作用下的混凝土损伤程度远大于两种因子分别单独作用下损伤程度的简单叠加;引气钢纤维高性能混凝土抑制双因子作用下损伤的能力比单掺钢纤维或单引气的高性能混凝土又有进一步的提高。     

氯盐溶液与快速冻融共同作用下混凝土的性能

对混凝土在3.5%盐溶液中快速冻融的研究结果表明,盐溶液对混凝土抗冻性的影响具有双重性,盐溶液使混凝土试件表面饱和程度的提高导致严重剥落,重量损失大幅度增加,溶液降低冰点的作用使混凝土内部破坏程度较小,相对动弹性模量下降略为缓慢。     

地聚物混凝土的性能特点及应用研究进展

通过大量国内外文献,对地聚物混凝土的主要特点、制备方法、应用进展、应用意义进行了总结,通过比较地聚物混凝土与普通硅酸盐混凝土的特点,说明了其在新世纪、新要求下应运而生的原因,认为经过进一步的研究在当今社会将会有很好的发展前景。     

生态型地聚物混凝土抗压性能研究

文中利用再生粗骨料、废旧橡胶和再生钢纤维分别作为粗、细骨料和增强纤维,研制粉煤灰-矿渣基的生态型地聚物混凝土(Eco-GC),并对不同再生钢纤维掺量(1%、 2%和3%)和不同橡胶颗粒替代率(5%、20%、35%和50%)的Eco-GC进行轴压性能试验研究,分析再生钢纤维掺量和橡胶颗粒替代率对破坏模态、抗压强度、峰值应变、弹性模量等的影响规律。研究结果表明,随着再生钢纤维掺量增大,Eco-GC的抗压强度、峰值应变、弹性模量均随之增加,但随着橡胶颗粒替代率提高,抗压强度、峰值应变、弹性模量均随之减小。     

硫酸盐侵蚀与冻融循环作用下混凝土损伤试验研究

研究了水灰比为0.44的泵送混凝土在6.0%(质量分数)Na2SO4溶液中浸泡-自然干燥循环以及浸泡-干燥循环后再经冻融循环条件下混凝土的损伤失效规律和特点。结果表明,在浸泡-干燥循环初期,其损伤变量Dm(T)=0,并且相对动弹性模量Erd呈线性增加,但随着浸泡-干燥循环周期的增加,其损伤变量D经历了从0到缓慢增加、再到快速增加的过程,而相对动弹性模量Erd从线性增加转而呈现缓慢下降。与单一的浸泡-干燥循环相比,浸泡-干燥循环与冻融循环的共同作用大大加速了混凝土的损伤进程。     

BFRP筋与地聚物混凝土黏结性能试验研究

通过对51个玄武岩纤维复合材料（BFRP）筋-地聚物混凝土界面黏结试件进行中心拉拔试验,分析了BFRP筋与地聚物混凝土的界面黏结破坏机理,研究了BFRP筋表面形式（浅螺纹、喷砂和深螺纹）、直径d（12、16 mm和20 mm）、黏结长度（2.5d、5d和7.5d）、地聚物混凝土强度等级（C30、C40和C50）及混凝土保护层厚度（20、45 mm和69 mm）等因素对BFRP筋-地聚物混凝土界面性能的影响,并与9个BFRP筋-普通混凝土界面黏结试件中心拉拔试验结果进行比较。试验结果表明：BFRP筋-地聚物混凝土界面黏结强度与BFRP筋-普通混凝土界面黏结强度基本相同;BFRP筋表面形式对其黏结性能影响较大,直径为12 mm时,浅螺纹、喷砂和深螺纹BFRP筋与地聚物混凝土的黏结强度分别为15.33、20.49 MPa和22.66 MPa;随着FRP筋直径和黏结长度的增加,BFRP筋与地聚物混凝土黏结强度降低,而随着混凝土强度和和保护层厚度的增加,黏结强度提高。通过CMR和mBPE模型对试验所得黏结应力-滑移曲线进行拟合,发现CMR模型能够较为准确的描述BFRP筋与地聚物混凝土间的黏结应力-滑移关系。     

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...     

地聚物混凝土的力学性能研究综述

地聚物混凝土作为非水泥基建筑材料,在利用工业固废的同时具备低碳排放量、低能耗的突出特点,有望替代水泥基混凝土成为新一代绿色建筑材料。优良的力学性能是地聚物混凝土应用于工程实际的基础。通过收集分析前人的相关研究成果,从碱激发剂、胶凝材料及水胶比方面综合论述地聚物混凝土的力学性能,归纳总结地聚物混凝土力学性能的研究现状。     

冻融对玄武岩纤维混凝土损伤研究

通过对相同配合比的普通混凝土和玄武岩纤维混凝土试件进行冻融循环试验,对不同循环次数后的试件进行质量损失测试和单轴抗压强度测试。对比分析冻融循环后混凝土试件的力学性能,阐述玄武岩纤维对混凝土抗冻性能的增强机理。选取抗压强度为损伤变量,建立混凝土冻融损伤方程,定量分析混凝土损伤演化规律,为低温环境下建筑结构可靠性分析和灾害预测提供依据。     

混合侵蚀与冻融交替作用下混凝土性能劣化试验

以质量分数为3％的氯化钠和5％的硫酸钠混合溶液为侵蚀介质,采用慢冻法,对立方体抗压强度为54.7 MPa的混凝土试件进行0,100,200,300次冻融循环试验,并测定各组试件的质量损失、抗压强度、相对动弹性模量和应力、应变等试验数据.结果表明:随着冻融循环次数的增多,混凝土试件表面剥蚀加剧,表观质量和相对动弹性模量无...     

掺尾矿粉地聚物再生混凝土基本力学性能研究

以尾矿粉取代率r₁和再生粗骨料取代率r₂为变量,通过20组试验,对掺尾矿粉地聚物再生混凝土的立方体抗压f_cu、劈裂抗拉f_t、轴心抗压f_c和弹性模量E_c进行测试,并对掺尾矿粉地聚物再生混凝土f_cu随龄期之间的关系进行了研究。研究结果表明：当r₁在10%以下时,对掺尾矿粉地聚物再生混凝土的f_cu、f_t和f_c均有积极作用;r₂的增加对掺尾矿粉地聚物再生混凝土的f_cu、f_c和E_c均有不利影响,而对f_t有增强作用;掺尾矿粉地聚物再生混凝土强度在前7 d的增长率较快,7 d强度最高能达到28 d强度的92.82%。