约束混凝土和素混凝土抗冻性能对比研究

为了对比分析素混凝土和约束混凝土抗冻性能差异,对不同配合比的素混凝土块和钢筋混凝土柱进行0、20、40、60、100、120次的冻融腐蚀试验。作为第三部分,主要总结约束混凝土试验和素混凝土试验,分析两者抗冻性能差异,主要从抗压强度损失变化、破坏形态、冻融破坏机理以及冻融损伤预测模型方面进行对比。对比结果显示:在冻融循环过程中,约束混凝土抗压强度呈三次曲线趋势下降,中间有明显平台阶段,而素混凝土抗压强度呈二次抛物线趋势逐步下降。粉煤灰对抗压强度影响较大,不掺粉煤灰的约束混凝土的抗压强度远远大于素混凝土,抗压强度损失差异达30%~40%;掺15%粉煤灰对约束混凝土和素混凝土抗压强度均不利,但对约束混凝土的影响更大,明显减小两者抗压强度差异。水灰比对抗压强度影响较小,但使用粉煤灰时,对于素混凝土应降低水灰比,而约束混凝土宜提高水灰比。由于箍筋的约束作用,约束混凝土破坏过程以及机理和素混凝土有很大的差异。因此用素混凝土的抗冻性能来评估实际钢筋混凝土抗冻性能是不合理的,有必要建立实用的约束混凝土的抗冻性能预测模型。     

废弃砂浆粉对混凝土抗冻性能的影响

研究了废弃砂浆粉对混凝土抗冻性的影响,测试了不同水灰比及废弃砂浆粉掺量下冻融循环后混凝土的抗压强度、质量损失。结果表明,随着冻融次数增加,混凝土的质量损失率及抗压强度损失率增大,当水灰比低于0.44时,经25次冻融后,混凝土抗压强度略有升高;随着废弃砂浆掺量增加,混凝土的抗冻性能总体呈下降趋势,试验范围内,当水灰比低于0.44时,废弃砂浆粉掺量低于10%,可以提高混凝土抗冻性能。随着水灰比增加,相同条件下,混凝土的质量损失率及抗压强度损失率均呈增大趋势。     

盐碱-冻融环境下桥梁用混凝土耐久性分析

我国"三北地区"桥墩基础长期处于盐碱冻融环境,严重影响了桥墩基础混凝土的耐久性。以1%、2%、4%和6%的Na_2SO_4、NaCl和Na_2SO_4+NaCl作为腐蚀溶液,进行了最大冻融循环120次的不同配比粉煤灰混凝土长期性能室内试验,分析了腐蚀溶液、腐蚀溶液浓度、冻融循环次数、水灰比和粉煤灰掺量等因素对粉煤灰混凝土质量损失率和动弹性模量变化率的影响规律。研究结果表明:(1)相同条件下,溶液对粉煤灰混凝土的质量损失率和动弹模变化率的腐蚀作用:Na_2SO_4+NaClNaClNa_2SO_4;(2)粉煤灰混凝土的质量会在硫酸钠溶液中出现冻融前期增加而后期损失加剧的现象;(3)粉煤灰混凝土盐碱冻融循环过程中的质量损失和弹性模量减小随水胶比的增大而增大;(4)粉煤灰混凝土的质量损失率和动弹模变化率均随粉煤灰掺量呈现出减小的趋势。     

大掺量粉煤灰自密实混凝土抗冻性能的试验研究北大核心

为研究自密实混凝土掺入大量粉煤灰后抗冻性能的影响,分别以粉煤灰等量取代水泥40%、50%和60%配制自密实混凝土进行冻融循环试验研究。结果表明:100次循环后试块质量损失率随粉煤灰掺量增加而增加;自密实混凝土内部与外界连通的裂缝随着冻融次数的增多而增多,使得含水率逐渐增加;粉煤灰掺量40%时自密实混凝土的抗冻性能试验结果最好。     

大掺量粉煤灰自密实混凝土抗冻性能的试验研究

为研究自密实混凝土掺入大量粉煤灰后抗冻性能的影响,分别以粉煤灰等量取代水泥40%、50%和60%配制自密实混凝土进行冻融循环试验研究。结果表明:100次循环后试块质量损失率随粉煤灰掺量增加而增加;自密实混凝土内部与外界连通的裂缝随着冻融次数的增多而增多,使得含水率逐渐增加;粉煤灰掺量40%时自密实混凝土的抗冻性能试验结果最好。     

冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土试验研究

通过在含有100%再生粗骨料的混凝土中同时掺入20%的矿渣和0%,15%,30%掺量的粉煤灰,并进行碳化、冻融和冻融-碳化耦合试验,研究冻融和碳化环境对再生混凝土耐久性的影响,对比分析试件抗压强度、质量损失率、相对动弹性模量、碳化深度的变化规律,建立冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土抗压强度模型。结果表明:粉煤灰掺量为15%时,再生混凝土的抗冻性能最好,当冻融次数大于100次后,粉煤灰对再生混凝土抗冻性能的促进作用开始减弱;粉煤灰掺量越多,再生混凝土的抗碳化性能越弱,当粉煤灰掺量为30%时,其碳化深度是粉煤灰掺量为0试件的2倍以上;在冻融-碳化耦合环境中,冻融作用促进了碳化深度的增长,碳化作用加剧了矿渣-粉煤灰再生混凝土的冻融破坏;建立的矿渣-粉煤灰再生混凝土冻融-碳化耦合抗压强度模型能较好地反应冻融-碳化耦合环境下的抗压强度退化规律。     

聚乙烯醇纤维水泥基复合材料的力学性能及抗冻性能试验研究

通过对11组聚乙烯醇纤维水泥基复合材料(PVA-ECC)试件的抗压强度、抗折强度及单面盐冻试验,探究粉煤灰掺量和纤维掺量对PVA纤维水泥基复合材料力学性能及抗冻性能的影响。结果表明:抗压强度与抗折强度均随粉煤灰掺量的增加而降低;纤维掺量对抗折强度影响较大,而对抗压强度影响很小。单面盐冻试验中,试件单位面积质量损失与相对动弹性模量损失率均随冻融循环次数增加而增长,粉煤灰掺量为45%~50%、纤维掺量为1.75%时,抗冻性能达到最佳。     

棱柱体砂浆冻融损伤模型研究

通过对水灰比为0.4、0.5、0.6的水泥砂浆和粉煤灰掺量为20%、30%、40%的粉煤灰砂浆试件进行冻融试验,研究了砂浆力学性能(质量、动弹模量、抗压强度等)随冻融循环次数的增加退化的影响因素。其试验结果表明:砂浆的抗冻性能随水灰比的增大会略有降低,随粉煤灰掺量的增加,其抗压强度降低较为明显,但相对幅度降低并不明显。基于试验与已有研究成果,提出了冻融试验作用下棱柱体砂浆动弹模量和抗压强度劣化模型,该模型考虑了水灰比和粉煤灰含量的变化,经验证该模型具有较好的适用性与精确性。     

固化风沙土抗冻性能试验研究

对取自内蒙古高原鄂尔多斯库布其沙漠中的风沙土样加入了PX固化剂,进行了冻融试验研究,得出了固化土的抗压强度与固化剂掺量、强度损失率与固化剂掺量、质量损失率与冻融次数等抗冻性能指标相互关系。由试验结果表明:固化土试件的抗冻性能随固化剂掺量的增加而增强,而随冻融次数的增加而减小;掺量为10%固化剂的试件强度损失率和质量损失率为最小,同时10%的掺量为选取的6%、10%、13%几种掺量中,抗冻性能最佳。     

冻融循环后再生混凝土的力学性能及损伤模型研究

通过改变冻融循环次数,研究了普通混凝土和粗骨料取代率100%的再生混凝土力学性能及抗冻性能的影响规律,以抗压强度损失率、质量损失率和动弹性模量损失率作为损伤变量建立冻融损伤模型,并针对内蒙地区对再生混凝土抗冻性进行寿命预测。研究结果表明：再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度与冻融循环次数呈反比关系,冻融循环每增加50次,抗压强度平均下降33.1%,劈裂抗拉强度平均下降33.0%;在冻融前期,普通混凝土与再生混凝土力学性能相差不大,但随着冻融次数的增加,二者性能均出现劣化且再生混凝土劣化程度大于普通混凝土,根据动弹性模量损失率建立的冻融损伤模型拟合精度更高,冻融损伤模型的建立可以直观清晰地反映再生混凝土宏观的力学性能变化。     

大掺量粉煤灰混凝土在海水中冻融循环后的试验研究

为研究粉煤灰混凝土的抗冻性能,研究了水胶比为0.35,粉煤灰掺量为52%的大掺量粉煤灰混凝土在海水中的抗冻性能,利用混凝土快速冻融试验机,对海水中粉煤灰混凝土分别进行了0、100、200、300、400次快速冻融循环试验,并对冻融循环后的混凝土进行了单轴压力学性能试验。测得了冻融循环后混凝土的质量损失,动弹性模量以及单轴抗压强度。根据试验结果,系统地分析了冻融循环次数对大掺量粉煤灰混凝土单轴抗压强度的影响。结论表明:随冻融循环次数的增加,海水中大掺量粉煤灰混凝土的单轴强度逐渐降低,并具有一定规律性。这些结论可以为粉煤灰混凝土在寒冷地区海工混凝土构筑物的应用提供理论依据。     

聚丙烯纤维橡胶混凝土的抗冻性能及损伤劣化模型

为提高寒冷地区橡胶混凝土路面的抗冻性能,延长其服役寿命,研究聚丙烯纤维掺量对橡胶混凝土抗冻性能的影响.结果表明:试件质量损失率在冻融初期呈负增长,相对动弹性模量和强度随冻融循环次数的增加均逐渐降低;聚丙烯纤维能提高橡胶混凝土的抗冻性能,对试件抗拉强度的提高效果优于抗压强度.根据损伤力学,定义了聚丙烯纤维橡胶混凝土的冻融...     

影响混凝土抗冻性因素的试验研究

水泥混凝土抗冻性是影响其耐久性的关键指标。本次通过水泥混凝土快速冻融试验研究了水灰比、循环次数、含气量、气泡特征参数、掺合料种类等对抗冻性影响的主次因素规律及变化趋势。研究结果表明:含气量、循环次数、掺合料的掺量是影响混凝土抗冻性的主要因素。水泥混凝土抗冻性随着水灰比的升高而降低;随着冻融循环次数的增加而下降;随着气泡间距系数的降低而提高;随着含气量的增加而提高,但当含气量低于4.2%时,混凝土前期抗冻性下降迅速,引气混凝土含气量控制在5.6%~6.4%时具有良好的抗冻性。水泥混凝土中添加一定量的粉煤灰或矿渣粉,混凝土的抗冻性随着掺合比例的增加而降低。但在相同掺量下,改善混凝土抗冻性的效果矿渣粉好于粉煤灰。     

高强钢纤维混凝土抗冻性能试验研究

采用快冻法,研究了钢纤维掺量对高强混凝土抗冻性能影响规律。结果表明:普通高强混凝土抗冻性能达不到F400的要求;随冻融循环次数的增加,高强钢纤维混凝土相对动弹性模量没有下降趋势,即相对动弹性模量不适于评价其冻融损伤;适量钢纤维的掺入,可显著抑制混凝土质量损失率,保障其冻后抗压强度和劈拉强度。结合本次试验,钢纤维掺量为1.5%时,对混凝土抗冻性能改善效果最佳。     

掺合料对引气混凝土性能的影响研究

对掺掺合料的引气混凝土性能进行了研究。结果表明:在水胶比相同的情况下,无论是掺粉煤灰还是矿渣粉,混凝土抗压强度都呈随着掺量的增加而降低的趋势。单掺粉煤灰或矿渣粉的混凝土相对动弹性模量随粉煤灰或矿渣粉掺量的增加呈降低的趋势,质量损失呈增大趋势。粉煤灰和矿渣粉复掺时,当总掺量为40%且比例为1∶1时,试样300次冻融循环质量损失最小,但相对动弹性模量与单掺矿渣粉的混凝土接近。硬化混凝土试件的空气含量在7.78%~10.65%之间,气泡间距范围在0.202~0.382 mm之间,混凝土表现出了较好的抗冻性。     

粉煤灰对高强混凝土抗盐冻性能的影响研究

研究了高强混凝土在浓度为4%NaCl溶液中冻融循环后的性能退化,分析了粉煤灰掺量对高强混凝土盐冻环境下耐久性的影响规律。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,混凝土表面损伤越来越明显。随着冻融循环次数的上升,试样的质量损失率逐渐上升,且上升趋势越来越明显。在相同冻融循环次数下,随着粉煤灰掺量的增加,试样的质量损失率逐渐上升。粉煤灰掺量越高,混凝土的相对动弹性模量下降越明显。随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的初始抗压强度逐渐下降。在同一循环次数下,粉煤灰掺量越高,混凝土的抗压强度下降越明显。根据试验结果提出了粉煤灰混凝土在盐冻环境下的质量损失模型,与试验结果吻合良好。     

建筑垃圾作骨料生产保温砌块的研究

利用建筑垃圾及废旧聚苯乙烯(EPS)颗粒作为混凝土的骨料,水泥为胶结料,并掺加粉煤灰、炉渣、外加剂生产保温砌块.试验结果表明,保温砌块最佳配合比为:m(水泥):m(建筑垃圾细骨料):m(粉煤灰):m(EPS颗粒):m(外加剂):m(减水剂)=60:6.6:30:1.2:1.2:1,水灰比为0.35,采用尺寸为190mm×190mm×390mm错位双排孔块型,保温砌块的性能为:抗压强度2.8MPa,密度640kgm,相对含水率24.1%,平均吸水率11.6%,平均含水率2.8%,抗冻性:质量损失率3.2%,冻融抗压强度损失率13_3%,保温砌块砌体热阻为0.55 m2·K/W.     

大掺量粉煤灰抗冻混凝土的试验研究

试验进行了粉煤灰掺量为0~70%、含气量为5%~7%的抗冻混凝土的配制,并对其进行了50次、100次的冻融,测定了冻融前后的强度,以及冻融后的抗冻指标和强度损失率。试验结果表明:粉煤灰混凝土在28 d及冻融后时的强度都要高于基准混凝土,当粉煤灰掺量为60%时,其强度最高;试件经过冻融以后,抗冻指标满足要求,但强度损失严重,这说明抗冻指标并不完全反应冻融效应,还应考虑冻融后混凝土力学性能的劣化。     

玄武岩纤维橡胶混凝土力学及冻融性能试验研究

通过掺入5%~30%的橡胶颗粒、1~5 kg/m^3的玄武岩纤维,开展了玄武岩纤维橡胶混凝土力学性能及抗冻耐久性能试验研究,分析了不同配比下试件的抗压强度变化规律,探讨了玄武岩纤维、橡胶颗粒掺量对混凝土试件质量损失率、相对动弹性模量的影响。结果表明,掺入橡胶颗粒会导致混凝土抗压强度下降,但玄武岩纤维能保持试件破坏时的整体性;当橡胶颗粒用量较少时,玄武岩纤维的掺入能有效提高试件的抗压强度;橡胶颗粒及玄武岩纤维均能在不同程度上提高混凝土试件的抗冻性能,10%的橡胶颗粒掺量对冻融过程中的质量损失有较好的控制作用,但掺量过多时效果不明显;玄武岩纤维掺量对试件冻融过程中的质量损失、相对动弹模量变化相对不敏感,试件的冻融性质受橡胶颗粒的影响更加显著。     

再生细骨料粒径及掺量对混凝土抗冻性能的影响

采用快速冻融法研究了再生细骨料粒径、掺量以及粉煤灰对混凝土抗冻性能的影响.结果表明:再生细骨料混凝土的抗冻性能明显劣于相同配合比的基准混凝土;随着再生细骨料最小粒径尺寸减小、掺量增加,混凝土的抗冻性能下降,当再生细骨料最小粒径尺寸≤0.16mm,掺量≥40%(质量分数)时,混凝土抗冻性能下降很大;尽管再生细骨料混凝土的抗冻性能随着粉煤灰掺量的增加而有所下降,但掺粉煤灰后再生细骨料混凝土的抗冻性能仍明显优于未掺粉煤灰的再生细骨料混凝土,粉煤灰对再生细骨料混凝土的抗冻性能具有明显的改善作用.