干湿循环对混凝土单面盐冻破坏的影响

采用冻融循环、冻融-干湿循环的试验方法,研究了混凝土单面浸泡在1%、3%、5%、7%、9%浓度氯化钠溶液中的离子扩散及抗冻融性能,系统讨论了干湿循环对混凝土单面盐冻破坏的影响。结果表明:与单一的冻融循环过程相比,干湿循环加剧了冻融循环过程中混凝土内部氯离子的扩散作用,并产生更大单面盐冻剥落。在干湿循环作用下,混凝土内部氯离子富集区由2.5~12.5mm扩大到2.5~17.5mm;在破坏最严重的3%浓度组中,混凝土单面盐冻剥落量从冻融循环的1 501.3g/m~2提高至冻融-干湿循环的2 402.08g/m~2,相对动弹性模量下降量从冻融循环的22%提高至冻融-干湿循环的28%。在冻融-干湿循环实验中,冻融破坏起着主要作用,干湿循环剥落量不足冻融剥落量的2.5%。     

干湿交替环境下混凝土受硫酸盐侵蚀劣化机理

通过试验模拟干湿循环作用下混凝土受不同质量分数硫酸钠的侵蚀特点,从不同侵蚀时间后混凝土的表观特征、质量经时变化规律、混凝土中硫酸根离子分布、侵蚀深度、混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度经时退化规律、变形经时变化规律等方面全面衡量混凝土的硫酸盐侵蚀损伤特征;讨论硫酸盐溶液质量分数、侵蚀龄期对混凝土损伤累积规律的影响;根据SEM图像分析受蚀混凝土的微观结构特征,揭示了干湿循环和硫酸盐侵蚀共同作用下,不同侵蚀时期后混凝土损伤的演变机理.试验结果表明,在干湿循环作用下硫酸钠对混凝土的侵蚀损伤是侵蚀产物与硫酸盐结晶膨胀共同作用的结果;在侵蚀初期由于晶体的填充密实作用,使得受蚀混凝土的质量、强度与延性增大;随着侵蚀时间的延长,混凝土不仅受到钙矾石、石膏等侵蚀产物的膨胀损伤作用,而且叠加了干湿循环过程中Na2SO4·10H2O的结晶膨胀作用,使得混凝土损伤反复进行并不断累积,加速了混凝土的受蚀劣化速度,质量、强度逐渐降低,脆性变大;由于拉应力的叠加效应,混凝土劈裂抗拉强度对硫酸盐侵蚀损伤更敏感.     

干湿-冻融交替作用下硅灰混凝土耐久性分析

为探究硅灰混凝土在冻融条件下硫酸盐腐蚀抗压强度损失规律，在水胶比(W/C=0.37)相同的条件下，对硅灰掺量为0%、5%、10%、15%的混凝土分别进行5%硫酸盐干湿侵蚀、清水冻融循环及5%硫酸盐干湿侵蚀+冻融循环各75 d,研究不同试验条件、不同天数下的抗压强度变化。结果表明：3种试验中，强度损伤度由大到小为干湿+冻融>冻融>干湿，干湿+冻融双重作用对混凝土强度的劣化有促进作用；且随着天数的增加混凝土抗压强度损失速率加快，在0%和5%硅灰掺量60 d、干湿+冻融双重作用下混凝土强度损失出现超叠加效应，硅灰掺量的提高使混凝土强度的损失速率变慢。     

硫酸盐环境下水泥基材料多场耦合作用损伤分析

研究水泥基材料在硫酸盐-干湿循环-冻融循环-轴压荷载4劣化因素作用下的劣化过程,并采用环境扫描电镜(SEM)分析混凝土微观结构演变机理。结果表明,与单一硫酸盐侵蚀相比,其余因素均加剧了混凝土的损伤程度;强度越高的混凝土表现出较好的抗侵蚀性能,硫酸盐质量浓度越高,混凝土劣化速度越快,相比物理、化学侵蚀,冻融、荷载作用占据主要侵蚀因素;利用SEM对混凝土内部结构进行观测,发现在干湿交替-硫酸盐环境下,混凝土内部生成的硫酸钠晶体不断填充孔隙,当晶体压力达到混凝土抗拉强度时,混凝土产生裂缝至破坏。     

污水-干湿循环耦合作用下钢纤维混凝土腐蚀性能试验研究

通过钢纤维混凝土在生活污水-干湿循环和工业废水-干湿循环耦合作用下的试验,研究了钢纤维混凝土耐污水腐蚀性能,并以抗压强度、抗折强度、抗压腐蚀系数、抗折腐蚀系数表述分析试验成果.结果表明:提高腐蚀液浓度、缩小试件尺寸和干湿循环可以有效提高耐久性试验效率;污水-干湿循环对钢纤维混凝土的腐蚀程度与试验龄期呈非线性关系;钢纤维体积分数越大,其抗污水-干湿循环腐蚀性能越好;工业废水-干湿循环对钢纤维混凝土试件的腐蚀程度强于生活污水-干湿循环;抗压腐蚀系数和抗折腐蚀系数能够更加精确地表述耐久性试验结果.     

硫酸盐环境混凝土动弹性模量及微观研究

针对西部重盐渍土地区混凝土的耐久性问题,以内掺复合掺合料制成的高性能细石混凝土和普通硅酸盐水泥以及抗硫酸盐水泥制成的高性能细石混凝土作为研究对象,在硫酸钠溶液中进行干湿循环后,通过对动弹性模量的测量以及对混凝土SEM形貌分析,结果表明,在干湿交替的恶劣环境中,抗硫酸盐水泥混凝土的抗侵蚀性能并不比普通水泥混凝土好;掺加复合掺和料的高性能细石混凝土对硫酸盐侵蚀有较好的抵抗性能;掺加矿物掺合料能够与混凝土内部的不利成分Ca(OH)2发生二次水化反应,生成有利的C-S-H凝胶,有效改善混凝土的微观结构;并给出了在盐渍土地区拌制混凝土的建议.     

混凝土在MgCl2与Na2SO4复合溶液中的抗腐蚀性

研究了粉煤灰混凝土(Fly ash concrete,FAc)、大掺量矿物掺合料混凝土(Conctete with high content mineral admixtute,HCMC)和绿色高耐久性混凝土(Gteen high durable conctete,CHDC)在(5%MgCl2+5%Na2SO4)复合溶液中的长期侵蚀作用与干湿循环作用下的化学腐蚀行为.结果表明,在复合溶液的长期侵蚀作用下,GHDC具备比较好的抗腐蚀性能;在复合溶液的干湿循环作用下,HCMC的抗腐蚀能力比较强.因此,GHDC适合于长期的侵蚀环境中,而HCMC则更加适合于干湿交替的严酷条件.     

硅灰和纤维对轻骨料混凝土抗冻性能的影响

通过在轻骨料混凝土中掺入硅灰、纤维,研究轻骨料混凝土在冻融单独作用及冻融-硫酸钠复合作用下的抗冻耐久性.研究发现,轻骨料混凝土的硫酸钠.冻融的复合损伤明显大于单一冻融损伤.混合纤维的加入,对轻骨料混凝土冻融后的强度损失有一定的改善作用.硅灰和粉煤灰掺入混合纤维轻骨料混凝土,界面过渡区明显改善,抗冻融耐久性显著提高.     

硫酸盐溶液干湿循环对FRP加固混凝土梁抗剪性能的劣化作用

为了研究和分析CFRP加固混凝土梁在沿海恶劣条件下的耐久性问题,进行了人工模拟硫酸钠溶液干湿循环试验,重点研究了硫酸盐溶液干湿循环因素对CFRP加固混凝土梁抗剪性能的劣化影响.研究结果表明:硫酸盐溶液干湿循环对加固梁极限荷载有明显影响,极限承载力有明显下降,对FRP的有效应变也有较大影响,但没有改变应变的分布规律.     

干湿循环作用下纳米混凝土的抗Cl-渗透性能

干湿循环和氯离子(Cl~-)渗透是影响海工混凝土耐久性的主要因素,为研究不同环境条件及掺加纳米颗粒对海工混凝土抗Cl~-渗透性能的影响,分别将不同掺量的纳米SiO_2和纳米Fe_3O_4掺入到普通混凝土中,通过干湿循环和全浸泡两种方式进行Cl~-渗透对比试验,采用化学滴定法测得混凝土内不同深度的Cl~-含量.试验结果表明:干湿循环作用加速了Cl~-向混凝土内的迁移,并使混凝土的总、自由、结合Cl~-含量及Cl~-结合能力均高于相同龄期的全浸泡试件,且随着干湿循环次数的增加两者Cl~-含量的差值越来越大;两种环境条件下,纳米混凝土的总、自由Cl~-含量均低于普通混凝土,而结合Cl~-含量和Cl~-结合能力均高于普通混凝土,两种纳米颗粒的最佳掺量都是2%,且纳米SiO_2的改善效果优于纳米Fe_3O_4.纳米颗粒的表面效应和填充效应改善了混凝土的孔结构,造成Cl~-在混凝土内迁移困难;不同掺量的纳米SiO_2和纳米Fe_3O_4可以不同程度的提高水化产物对Cl~-的化学结合和物理吸附能力,减少混凝土内的自由Cl~-含量,从而提高海工混凝土的抗Cl~-渗透性能.本文研究成果可为海工混凝土的耐久性设计提供参考.