混凝土硫酸盐侵蚀破坏分析与研究

为保障工程安全运行,延长工程使用寿命,将不同配合比混凝土浸泡在不同质量分数的硫酸盐溶液中,探究半浸泡试验条件下混凝土硫酸盐侵蚀的影响因素和破坏机理.结果表明:侵蚀过程中,试件质量随浸泡时间的增加,呈现先增后减的变化趋势,Na2SO4质量分数越高的溶液,试件的质量损失率越大,试件性能劣化越严重;在半浸泡条件下,混凝土抗压...     

温度和氯盐对混凝土硫酸盐化学腐蚀的影响

为揭示混凝土在不同硫酸盐腐蚀环境下的损伤过程及腐蚀机理,进行了硫酸盐浸泡实验,研究了在复合溶液浸泡作用下混凝土的抗压强度演变、腐蚀产物类型及硫酸根离子反应能力.结果表明:混凝土在硫酸钠溶液中抗压强度先增加后降低,且主要腐蚀产物是钙矾石和石膏.在复合溶液腐蚀环境下,腐蚀产物以钙矾石为主,且混凝土亚微观缺陷减少6.46%.当提高腐蚀溶液温度至50℃时,混凝土的抗压强度演变速度加快,硫酸根离子反应能力提高20%,腐蚀产物以石膏为主.     

氯离子含量对混凝土硫酸盐腐蚀程度的影响研究

通过实验室完全浸泡和加大腐蚀溶液浓度的方法来加速混凝土的硫酸盐腐蚀.腐蚀溶液采用10%硫酸钠加入不同浓度的氯化钠,并以清水溶液为对比,定期测试各溶液中混凝土的立方体抗压强度,通过腐蚀后强度的变化来计算腐蚀层厚度和强度退化率,从而反映出混凝土的腐蚀程度.试验表明氯离子的存在明显的降低了混凝土硫酸盐腐蚀的程度,并且在复合溶液中随着氯离子含量的增大,混凝土受硫酸盐腐蚀程度逐渐减小.最后通过对混凝土微观结构的检测和元素分布的分析,证明了氯离子的存在影响了硫酸根离子与混凝土水化产物的反应,从而能够减轻混凝土受硫酸盐腐蚀的破坏程度.     

混凝土的硫酸盐腐蚀研究

通过实验室干湿循环加速硫酸盐对混凝土的腐蚀,对受腐蚀混凝土试件的抗压强度、混凝土与钢筋的粘结性能进行了测试.实验表明,SO42-与Mg2 的双重作用加速了混凝土的腐蚀,同时混凝土受硫酸盐腐蚀后脆性增大,延性及与钢筋的粘结性能均降低.     

CFRC抗弯试件的灵敏度

对CFRC抗弯试件进行了试验分析,探讨了不同载荷工况下CFRC抗弯试件的电阻变化规律。结果表明:CFRC抗弯试件上层电阻随载荷的增加先减小后增大,下层电阻随载荷的增加而增大;在重复载荷作用下,CFRC抗弯试件受拉区电阻不断增大,受压区电阻先减小后增大,残余电阻的存在反映了试件内部存在损伤和损伤积累;在交变载荷作用下,碳纤维混凝土试件的电阻随着载荷周期次数的增加而增大,直至破坏;试件电极形式不同,电阻变化规律也不同。     

酸雨腐蚀对混凝土材料断裂特性的影响

为研究酸雨腐蚀环境下混凝土断裂性能的劣化情况而进行混凝土的实验室加速腐蚀实验,并通过三点弯曲试验及电测法获得了不同腐蚀程度混凝土的起裂荷载、最大荷载以及试件的弹性模量和断裂韧度的劣化情况,同时借助电镜扫描获取腐蚀混凝土裂尖的劣化样貌。在模拟酸雨环境下,混凝土裂纹尖端的腐蚀深度随着侵蚀时间的持续而逐渐增长,裂纹尖端混凝土将发生结构性的损伤,混凝土材料松弛并产生微裂隙,这将直接影响混凝土裂尖的抗裂能力。与水中浸泡试件相比,腐蚀试件的抗裂能力发生显著的退化;在不同pH值的模拟酸雨环境中,试件的起裂荷载与最大荷载都随着腐蚀时间的增加而呈现先增长而后降低的趋势;随着腐蚀程度的增加,起裂荷载则会加速劣化。混凝土断裂韧度随腐蚀时间先增大后减小;溶液pH值越低,断裂韧度的增长周期越短,最终的损失也越大。H⁺和SO₄^2-使裂尖混凝土发生复杂的物理化学变化,直接弱化混凝土的抗裂能力。混凝土断裂韧度劣化率随裂尖腐蚀深度呈现出抛物线式的发展态势。     

硝酸腐蚀条件下公路桥梁板式氯丁橡胶支座受压试验

目的 研究硝酸腐蚀条件下公路桥梁板式氯丁橡胶支座受压性能的变化规律.方法 采用pH =4.5的硝酸溶液对公路桥梁板式氯丁橡胶支座进行20 d、40d、60 d、80 d、100 d的全浸泡处理,利用5 000 kN的压力试验机进行轴心受压试验,从承载力、极限抗压强度、抗压弹性模量、竖向刚度对腐蚀试件与标准件进行对比分析.结果 经硝酸腐蚀后,氯丁橡胶支座的抗压弹性阶段变短,且破坏更加严重;其承载力、极限抗压强度、抗压弹性模量随处理天数的增加而逐渐下降.结论 采用最小二乘法对使用0 ～50年后的橡胶支座的抗压强度和弹性模量进行分析,其衰减函数及衰减曲线大致符合指数函数的变化规律.     

酸雨环境下老旧砖砌体的抗压性能

为研究酸雨环境下老旧砌体抗压力学性能退化规律,实验室配置了PH值分别为1.5、2.5和3.5的3种硫酸和硝酸混合溶液来模拟酸雨环境,采用完全浸泡加速腐蚀的试验方法对砖、砂浆和砖柱进行不同程度的腐蚀,并测定其抗压强度。试验表明,随着腐蚀时间的增加,砂浆试块抗压强度先增大后降低;砖试块抗压强度随腐蚀时间的增加而降低;模拟酸雨溶液PH值越小,砂浆和砖试块抗压强度降低程度也愈大;砖柱极限承载力和弹性模量均随腐蚀时间的增加而降低,且模拟酸雨溶液PH值越小,降低程度愈大;随着腐蚀时间的增加,砖柱初始刚度逐渐减小,极限破坏位移增大;模拟酸雨溶液PH值越小,砖柱在达到峰值荷载时的变形值越小,脆性愈大;基于试验结果,建立了酸雨环境下砖柱应力应变曲线上升段统一数学表达式及酸雨侵蚀后普通烧结粘土砖砌体剩余抗压强度回归公式。     

高温后RPC立方体抗压强度退化规律研究

为摸清活性粉末混凝土(RPC)的高温爆裂情况及高温后立方体抗压强度的退化规律,对300个70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的RPC立方体试件和120个40 mm×40 mm×160 mm的RPC棱柱体试件进行高温试验与高温后抗压试验,考察纤维种类、纤维掺量、温度、尺寸效应等因素对RPC立方体抗压强度及受压破坏特征的影响。结果表明：单掺钢纤维体积率为2%或单掺聚丙烯纤维体积率为0.3%时可以有效防止RPC发生爆裂;钢纤维可以有效提高RPC高温后立方体抗压强度并改善其受压破坏特征,聚丙烯纤维对抗压强度有不利影响． 高温后RPC立方体抗压强度随经历温度的升高呈先增大后减小的变化规律,通过回归分析,建立了RPC立方体抗压强度随温度变化的计算公式．     

陶瓷粉再生混凝土氯离子扩散性能研究

针对自由氯离子在陶瓷粉再生混凝土中的扩散性能研究,试验采用自然浸泡法,探究了不同水胶比、陶瓷粉取代量以及浸泡时间三种因素对混凝土中氯离子扩散规律的影响.基于实测数据,通过研究不同陶瓷粉取代量对混凝土抗压强度的影响,以及自由氯离子浓度分布和扩散系数规律,并且对混凝土微观形貌进行分析.结果表明:混凝土的抗压强度随着陶瓷粉取代量的增大而降低;陶瓷粉混凝土的氯离子扩散系数随着浸泡时间的延长而减小,随着水胶比的增大而增大;混凝土中掺入陶瓷粉替代部分水泥能够提高混凝土的抗氯离子侵蚀性能,保护钢筋不易受到腐蚀,有效延长结构的使用寿命.掺入的陶瓷粉量在20%左右时能得到最佳效果.     

含水量对混凝土抗压强度影响的试验研究

为了探究混凝土结构物浸水后含水量对其强度影响,通过试验得到了混凝土试件含水量随浸水时间以及混凝土强度等级的变化规律,分析了含水量对混凝土抗压强度的影响.结果表明:混凝土含水量随着浸水时间的增加而增大;标号低的混凝土结构内部更容易吸水;随着混凝土含水量的增大其抗压强度降低.     

强碱溶液环境下混凝土力学性能试验研究

通过强碱溶液浸泡环境下普通混凝土和钢纤维混凝土的抗压、抗折强度试验,对比分析了耐碱剂的掺入对普通混凝土和钢纤维混凝土抗压强度、抗折强度、抗压强度腐蚀系数、抗折强度腐蚀系数的影响.结果表明,浸泡时间较短时,强碱溶液对普通混凝土和钢纤维混凝土均有一定的增强作用,但随着浸泡周期的延长,强碱溶液对普通混凝土和钢纤维混凝土均产生一定程度的腐蚀劣化;耐碱剂的加入可以提高普通混凝土和钢纤维混凝土抵抗强碱溶液腐蚀的能力,且掺加耐碱剂的钢纤维混凝土具有较强的抵抗强碱溶液腐蚀的能力.     

煤矸石含量对改性生土坯抗压性能的影响

目的研究煤矸石掺量对改性生土坯抗压性能的影响,以寻取改性生土坯中煤矸石的最优配比.方法保证水泥和石灰的用量不变,改变其他添加剂用量制作土坯,将湿塑成型的抗压试件分成黏土变量组和煤矸石变量组,采用电液式恒加载压力试验机分别进行抗压试验.结果改性生土坯与素土坯相比,抗压强度提高了2~4倍.随着黏土质量分数的增大,黏土变量组试件抗压强度先增大;当黏土质量分数达到43.48%后,试件抗压强度出现缓慢下降.随着煤矸石质量分数的增大,煤矸石变量组试件抗压强度先增大后减小;当煤矸石质量分数达到31.82%时,试件抗压强度达到峰值.结论煤矸石掺入混合土料中不仅可以替换部分黏土,还可以作为改性材料用以提高土坯抗压强度.     

高温对建筑混凝土材料抗震抗压的作用及原理

分两次试验分别对高温作用下混凝土材料的抗压强度变化与抗震性能变化进行了相关的研究。将未受火的试件与受火试件进行对比,通过对混凝土破坏形态的研究,运用SPSS统计分析软件对温度与抗压强度的变化进行整理,得出温度静置时间与抗压强度的关系;通过对受火后试件骨架曲线,刚度、延展性和承载力的分析,得出结论:高温作用后,试件的屈服载荷、峰值载荷和极限载荷均大幅度降低,而剪承载力则随着轴压比的增大而增大,超过一定界限后,反而会降低。同时,本文提出了受剪承载力的计算公式,在实际生活中,可将该公式作为火灾后的建筑物破坏鉴定。     

钢纤维对混凝土强度和韧性的影响

通过对234个钢纤维混凝土试件的力学性能试验,系统研究了钢纤维类型、体积分数、长径比和混凝土基体强度对钢纤维混凝土抗压强度、劈拉强度和弯曲韧性的影响.结果表明:钢纤维对混凝土抗压强度影响不大,但改变了受压破坏时的破坏形态;随钢纤维体积分数增大,混凝土劈拉强度和弯曲韧性显著提高,高强钢丝切断型钢纤维的改善效果最好,长径比越大,改善效果越明显.     

钢筋混凝土梁中锈蚀钢筋粘结性能的试验研究

采用梁式粘结试件研究了钢筋锈蚀对钢筋与混凝土之间粘结性能的影响.通过干湿交替来模拟海洋环境的潮汐和浪溅区,对钢筋施加外部直流电加速钢筋腐蚀,从极限粘结强度、自由端滑移、锈胀开裂前后的破坏形态以及锈胀裂缝对粘结强度的影响等方面研究了锈蚀钢筋与混凝土的粘结特性.结果表明,当腐蚀水平低时,钢筋与混凝土之间的粘结有一定程度的提高,极限粘结强度增加,而在极限粘结强度时的滑移随腐蚀程度增加而降低;锈胀开裂后,随着腐蚀水平的增加,钢筋与混凝土的粘结逐渐退化,粘结强度减小,破坏脆性特征明显.     

玄武岩纤维增强再生混凝土的单轴受压试验研究

通过立方体抗压试验分别研究了再生粗骨料取代率(RC)和玄武岩纤维体积掺量(RB)对玄武岩纤维增强再生混凝土(BFRRC)试块的抗压强度(f_cu)、割线模量(E_c)的影响规律,并对BFRRC的峰值应变进行了分析.研究表明：RB对BFRRC试块的抗压强度起到先增大后减小的作用;E_c随着RC的增大呈现下降的趋势;E_c随着RB的增大呈现先增大后减小的趋势;峰值应变随着RC的增大呈现先增大后减小的趋势;玄武岩纤维的掺入能明显增大试件的峰值应变.本研究发现BFRRC的最佳RB在0.05%～0.10%之间.     

钢-聚甲醛混杂纤维超高性能混凝土力学性能试验

为研究钢-聚甲醛混杂纤维超高性能混凝土的力学性能,以纤维掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)和长径比(60、80、120)为设计参数,实施17组不同配合比立方体试件的流动度试验与抗压试验,观察试件的破坏形态,获取试件的最优配合比。探讨了不同设计参数对试件的流动度、抗压强度等力学性能指标的影响。试验结果表明：掺纤维试件的破坏模式显示出更强的韧性与延性,主要体现在抑制微裂纹形成的方面,纤维横向约束效果显著;相比于未掺纤维的基准组,掺入混杂纤维后的试件的流动度降低,抗压能力提升;混杂纤维掺量对试件的力学性能影响显著,较单一纤维掺入流动度表现更佳,其中聚甲醛纤维对超高性能混凝土的抗压强度提升有限,而随着钢纤维掺量增加,抗压强度增大;长径比对试件的力学性能影响显著,聚甲醛纤维直径对试件流动度影响较大,抗压强度随混杂纤维长径比的增加而增大;钢-聚甲醛混杂纤维超高性能混凝土通过控制混杂纤维长径比,能够同时获得较好的延性和抗压能力。     

硫酸盐腐蚀环境下CFRP-混凝土界面性能研究

通过10%硫酸钠溶液加速劣化试验,研究CFRP-混凝土粘结界面的力学性能,包括混凝土圆柱体的抗压强度、 CFRP片材的拉伸强度、混凝土的抗压强度及弹性模量.通过CFRP-混凝土粘结界面的单剪试验,研究硫酸钠溶液浸泡对CFRP与混凝土剪切粘结性能的影响,采用SEM和XRF等从微观层面探讨硫酸盐腐蚀机理.研究表明,硫酸钠溶液浸泡对CFRP的拉伸强度无影响;混凝土会受到硫酸盐的侵蚀,侵蚀程度与浸泡时间相关;因树脂的保护作用,10%硫酸盐溶液腐蚀118d对CFRP-混凝土界面的粘结性能基本无影响.     

氯盐对灌注桩混凝土硫酸盐腐蚀规律的影响

复杂盐渍环境多种离子侵蚀灌注桩混凝土等现浇混凝土结构的腐蚀规律研究较少.文中对未经标准养护的混凝土试块进行全浸泡侵蚀试验,模拟混凝土灌注桩受硫酸盐及氯盐共同作用的侵蚀过程,探讨氯盐对现浇混凝土硫酸盐腐蚀规律的影响.结果发现,混凝土试块受侵蚀的前7 d,其抗压耐蚀系数均高于1,之后呈现先增大后减小的趋势;侵入混凝土试块中的硫酸根离子随着侵入深度的增加逐渐减小,并且越向深处侵入混凝土内部的硫酸根离子含量衰减速度越快;氯离子的存在抑制了硫酸根离子在混凝土内部的扩散,且加速了硫酸根离子随深度的衰减速度.由于氯离子的先期反应阻碍了石膏型硫酸盐侵蚀发生,从而减少了硫酸盐对于混凝土侵蚀所造成的强度损失,氯盐含量低时效果最明显.