氯盐对改性混凝土的侵蚀研究

采用干湿交替的试验方式,探讨氯盐溶液中氯离子在改性混凝土新材料中的渗透情况和氯离子扩散机理。并在试验的基础上,建立腐蚀环境中混凝土抗压强度劣化的灰色预测模型,从而为耐腐蚀混凝土新材料的选择提供试验依据。     

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。     

氯盐对再生混凝土硫酸盐侵蚀的抑制作用研究

将再生骨料取代率为50%的混凝土试块自然浸泡在单一Na₂SO₄溶液、MgSO₄溶液和NaCl-Na₂SO₄复合溶液、NaCl-MgSO₄复合溶液中,其中复合溶液中的氯盐质量分数分别为0%,2%,5%和10%。在整个试验周期内,每隔30 d测量不同溶液中再生混凝土试块的表观形貌、超声声速和质量变化率,得出了氯盐对Na₂SO₄溶液和MgSO₄溶液侵蚀再生混凝土的抑制规律。最后结合试验结果,详细分析了氯盐抑制不同硫酸盐溶液侵蚀再生骨料混凝土相关性能差异的机理。研究结果表明:氯盐对再生混凝土的硫酸钠侵蚀有明显抑制作用,氯盐质量分数为5%时抑制效果最明显,但是氯盐质量分数继续增大,抑制效果没有明显的提高; 氯盐对硫酸镁溶液侵蚀再生混凝土的抑制效果较弱,甚至在氯化钠质量分数为2%时,再生混凝土试块表观侵蚀程度比未掺加氯化钠的还严重; 氯离子对硫酸根离子侵蚀有抑制作用,但是对镁离子的侵蚀无明显抑制作用; 所得结论为再生骨料混凝土在实际工程中的耐久性应用提供了借鉴。     

混凝土不同层次结构抗氯盐侵蚀性能与相互关系的研究

针对混凝土多层次结构(水泥浆、砂浆和混凝土三个层次结构)的特点,试验研究了混凝土不同层次结构的抗氯盐侵蚀性能及相互关系.研究结果表明:混凝土中三个层次的抗氯盐侵蚀性能按净浆、砂浆和混凝土的次序增强,高性能混凝土配合比设计应控制三个层次比例,控制浆骨比、砂胶比和砂率等配合比参数,保证混凝土具有较高的抗氯盐侵蚀性能.     

冻融与氯盐侵蚀作用下预应力结构耐久性试验及数值模拟

为探索预应力混凝土结构在侵蚀环境作用下的耐久性,通过对12根预应力混凝土梁在不同冻融循环次数后进行的氯离子侵蚀试验,主要研究影响冻融与氯盐侵蚀环境下结构耐久性的因素。针对季节性冰冻地区的预应力海工结构耐久性失效特点以及结构耐久性具体要求,综合考虑正负峰值温度差与预应力的影响,提出了冻融条件预应力结构氯盐侵蚀的耐久性分析模型,通过工程实例验证模型的可行性。研究结果表明,采用Crank-Nicholson格式差分进行数值模拟,模拟结果与实际工程检测结果吻合较好;预应力水平和冻融循环次数是影响预应力混凝土梁氯离子扩散的主要因素,冻融损伤严重缩短结构的使用寿命,预应力延缓了混凝土冻融损伤;冻融循环次数越大,扩散深度越深;对于冻融损伤度为24%的混凝土,其氯离子扩散所需的时间是未损伤混凝土的15%~25%。     

受氯盐严重侵蚀的建筑物结构补强

本文通过一个受氯盐严重侵蚀的钢筋混凝土框架的结构补强实例,提出了提高结构承载能力与耐久性的结构补强原则.本文重点讨论了该工程采用的补强材料的耐久性性能,并用物理化学观点对补强后的结构耐久性进行了定量估计.     

基于FEMLAB的结构混凝土中氯离子侵蚀量预测分析

分析了氯离子侵入混凝土的特性,采用FEMLAB有限元数值分析软件对结构混凝土内氯离子扩散规律进行了数值模拟,通过与试验结果的比较,验证了数值模拟的可行性与合理性;随后,在考虑表面氯离子浓度以及扩散速度随时间变化特性的情况下,研究了结构混凝土中氯离子的扩散行为,并与不考虑两者时变因素情况下的结果进行了比较.结果表明,差异十分明显.     

不同氯盐环境下水泥混凝土结构氯离子侵蚀研究

对处于海洋氯盐环境和城市除冰盐环境中的不同混凝土构筑物取样分析，得出了相应的氯离子分布规律。在分析近海地区水泥混凝土路面和城市桥梁混凝土结构的氯离子侵蚀的测定结果的基础上，总结出了环境因素造成的氯盐侵蚀特点，比较了两者之间的差异，并给出了有针对性的改进建议。     

抗氯盐污染高性能混凝土及评价方法研究

本文论述了抗氯盐污染高性能混凝土的配制技术，并通过其关键指标参数——氯离子扩散系数测试方法的对比评价，提出RCM试验方法，并通过混凝土试验论证其具有准确、快捷、可操作性强等优点。     

长期荷载及氯盐侵蚀协同作用下海砂混凝土梁耐久性试验研究

通过对氯盐侵蚀及长期弯曲荷载协同作用下海砂混凝土梁的耐久性试验研究,对海砂混凝土梁试验过程中挠度的变化、梁的荷载一挠度曲线、延性和裂缝进行了研究,结果表明：与普通混凝土梁相比,氯盐侵蚀及弯曲荷载协同作用下海砂混凝土梁具有较高的刚度;使用荷载作用下海砂混凝土梁的挠度和裂缝宽度均满足正常使用极限状态的要求,海砂混凝土梁在破坏时表现出较好的延性。     

氯盐侵蚀下预应力混凝土结构耐久性分析

介绍了氯盐侵蚀下影响预应力混凝土中氯离子扩散的各种因素,并参照试验结果,得出保护层厚度、氯离子扩散速度以及表面氯离子浓度是影响预应力混凝土结构耐久性的三个重要参数。运用可靠度理论,建立了氯盐侵蚀下预应力混凝土结构的耐久性分析模型,并提出了基于一定可靠度水准的耐久寿命预估方法。分析结果表明,保护层厚度对氯盐侵蚀下的预应力混凝土结构耐久性影响最大,另外两种因素次之。     

持续荷载和氯盐侵蚀下钢筋与陶粒混凝土黏结性能研究

为研究持续荷载和氯盐侵蚀共同作用下普通螺纹钢筋与陶粒混凝土之间黏结性能的变化规律。本研究通过拉拔试验分析陶粒混凝土强度、盐溶液浓度以及持荷水平3种因素的影响,共计66个拉拔试件,并提出持续荷载和氯盐侵蚀共同作用下的极限黏结强度计算式。结果表明：持续荷载和氯盐侵蚀共同作用下的试件发生劈裂破坏,与对照试件相同,但劈裂后产生的碎屑增多;持荷水平对极限黏结强度的影响作用不同,盐溶液浓度为5%～15%时,持荷水平20%的试件极限黏结强度较未持荷试件增大,但持荷水平40%时,试件极限黏结强度降低。提出的极限黏结强度计算式拟合结果较好。     

受氯盐侵蚀的LNG储罐混凝土外罐耐久性研究

对于大型LNG储罐,处于沿海地区,其预应力钢筋混凝土外罐容易遭受氯离子侵蚀,导致内部钢筋锈蚀,引发锈胀开裂,严重影响储罐耐久性能。以某大型LNG储罐混凝土外罐为研究对象,采用COMSOL有限元软件建立LNG储罐模型并进行数值计算。通过数值算例,分析了外部环境和荷载引起的储罐外罐混凝土内的氯离子分布特征,确定了储罐外罐耐久性设计和维护的关键部位,并探讨了水灰比、保护层厚度、养护龄期对诱导期长短的影响规律。结果表明:LNG储罐的第一浇筑带处,钢筋更容易发生锈蚀;如不做特殊处理,最先开始去钝化的位置高程约为0.27 m,去钝化时间为19.7年;建议第一浇筑带采用增加保护层厚度的方式提高储罐整体耐久性,保护层厚度最佳为55 mm。     

氯盐环境中混凝土结构防腐措施研究

混凝土的腐蚀破坏已成为威胁混凝土结构耐久性的主要灾害,本文结合三亚海棠大道1标段桥梁工程,对混凝土在氯盐环境中的耐久性进行了研究,主要提出了大掺量矿物掺和料混凝土、加钢筋阻锈剂、混凝土表面涂层等三项防腐控制措施。     

持续荷载和环境耦合作用下钢筋混凝土抗氯盐侵蚀试验研究

沿海混凝土结构长期处于持续荷载和侵蚀环境的耦合作用中。试验设计可持续施加拉/压应力的加载装置,对13根混凝土梁施加不同等级的荷载;同时对受力状态下的混凝土梁进行模拟海水干湿循环的侵蚀。通过试验,研究不同等级荷载和氯盐侵蚀耦合作用下混凝土梁抗氯盐侵蚀性能的变化规律。试验结果表明:(1)通过在梁的受压、受拉侵蚀面浇筑水池,以取水注水的方式来模拟干湿循环可以有效防止盐水对持荷装置的侵蚀,可使试验梁受力更稳定;(2)以施加荷载的大小占极限荷载的比例记做荷载水平λ。当λ=0.3时,受拉区混凝土开裂,各条裂缝最大宽度为0.04 mm,此时裂缝处氯离子浓度与不受力无裂缝混凝土内部氯离子浓度相近;当裂缝最大宽度为0.08 mm时,同深度处氯离子浓度较小幅度增加,影响氯离子传输速率的临界荷载裂缝宽度为0.04 mm。随着λ的增加,受拉区各位置氯离子浓度呈非线性增大,且距离裂缝越近,同深度处氯离子浓度越大;(3)λ<0.45时,混凝土梁受压区氯离子浓度随着荷载水平的增大而减小,当λ>0.45时,受压区氯离子浓度随着荷载水平的增大而增大;在压应力作用下,影响氯离子传输速率的临界λ=0.45。研究表明,荷载和氯盐侵蚀耦合作用对钢筋混凝土结构耐久性能具有巨大的危害,尤其是荷载裂缝处的氯盐侵蚀,实际工程中应采取相关措施加以防范。     

混凝土简支梁数值模拟对比分析

根据ABAQUS提供的本构模型、钢筋的本构关系等,通过一个算例进行数值模拟,显示了运用ABAQUS对钢筋混凝土构件进行分析的优点,验证了有限元分析的有效性和准确性。     

氯盐环境作用下的混凝土耐久性研究

首先从氯离子侵蚀混凝土传输的机理、扩散机制、对流机制、渗透机制、毛细吸附作用和迁移机制进行了研究;其次从氯盐侵蚀速率常用的两个计算模型Fick定律计算模型、Darcy定律的计算模型进行研究;最后从试验角度论证了混凝土微环境对氯离子侵蚀的影响规律,证明了:混凝土微环境温度升高,提高氯离子活跃度,使氯离子运动速度加快,加速侵蚀混凝土。混凝土微环境相对湿度(空隙水饱和度)提高,在温度不变的情况下,混凝土空隙水分增多会减小阻止氯离子传输能力,加速侵蚀混凝土。并对其他影响因素进行了浅析研究。     

硫酸盐侵蚀混凝土的数值模拟

为了客观评价硫酸盐侵蚀下混凝土传输-反应-损伤的全过程，基于结晶压理论、体积膨胀理论及Fick第二定律，建立了考虑孔隙率、曲折度和临界损伤程度的传输模型，并通过交替隐式差分法实现了硫酸盐传输变系数求解.结果表明：预测模型结果与试验结果基本吻合，最大误差为26.7%，可较好地预测混凝土中SO42-的扩散规律；硫酸盐质量分数和临界损伤程度对混凝土剥落具有较大的影响，相同临界损伤程度下5%硫酸钠溶液中混凝土的剥落速率比其在3%硫酸钠溶液中快51.8%；相同硫酸盐质量分数下临界损伤程度从0.80增大至0.95时，混凝土的剥落厚度减小了42.9%.