机械荷载与氯盐环境复合作用下混凝土结构耐久性研究

我国沿海地区长期受海水、盐雾环境的影响,氯离子侵蚀成为钢筋混凝土结构辐射的元凶。借助室内氯盐侵蚀试验和海边暴露试验,探究轴压荷载与氯盐环境复合作用对混凝土结构耐久性产生的影响。结果证实,不论是短期或长期持载,轴压荷载作用对混凝土耐久性有显著性影响,氯离子表面扩散系数随着应力水平的提升,展现先减小后增大的发展趋势。由海边暴露试验和室内试验结果比较发展,相同条件下,海洋环境下混凝土侵蚀程度明显大于室内氯盐侵蚀,这是因海边环境受多种因素的影响。针对试验结果,使用混凝土结构使用寿命预测模型预测混凝土桥梁寿命,得出不同荷载形式、大小作用下混凝土桥梁的耐久性及影响规律,以期为北方恶劣环境混凝土结构桥梁耐久性提供理论支撑。     

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。     

氯盐与重复荷载共同作用下海工混凝土梁受弯性能退化分析

为研究氯盐与重复荷载共同作用下海工混凝土梁受弯性能的退化规律,选用硅灰、粉煤灰、纳米二氧化硅制备了3组共10根海工混凝土梁。通过两两自锚和在梁受拉侧设置吸水海绵的方式,实现了对试验梁施加重复荷载的同时进行氯盐干湿循环作用,经30次循环后对试验梁的受弯性能进行了评价。结合试验结果,提出了重复荷载作用下海工混凝土梁受弯承载力退化系数,并给出了海工混凝土梁受弯承载力退化计算公式。结果表明：对于仅进行氯盐干湿循环的梁,其荷载-挠度曲线发展与对比梁类似,且极限弯矩略有提高;对于氯盐和重复荷载共同作用下的梁,随着重复荷载水平的增大,梁的受弯裂缝开展及破坏形态未发生明显的变化,但其极限弯矩却出现了明显退化,同时梁的变形能力及其延性性能均呈现大幅下降;相同条件下,复掺粉煤灰和硅灰的海工混凝土梁受弯性能更优,且在氯盐与重复荷载共同作用下的受弯性能退化程度较低;通过试验实测结果与公式预测结果对比分析,验证了受弯承载力退化公式的合理性和有效性。     

荷载作用下混凝土的耐久性研究

混凝土结构的使用荷载与使用环境是共存的,从渗透性、抗碳化性能、抗冻融性能、抗氯离子和硫酸根离子侵蚀等方面阐述了荷载对混凝土耐久性的影响,得出一致结论:施加荷载的混凝土构件要比无荷载作用的混凝土构件耐久性水平低,荷载是耐久性研究中不可忽视的因素之一.     

纤维混凝土在冻融循环、冻融--氯盐共同作用下的耐久性试验研究

本文设计了混凝土在冻融循环单独作用或与氯化钠溶液复合作用下的耐久性试验方法，通过大量系统试验表明在混凝土的拌合料中掺进一定数量的聚丙烯纤维，可以有效地防止混凝土早期出现的龟裂，降低混凝土的渗透性，从而显著提高其耐久性，总结了聚丙烯纤维混凝土在双重破坏因素作用下的损伤规律及损伤复合效应，同时通过试验与理论分析，总结了聚丙烯纤维、钢纤维和膨胀剂对混凝土损伤抑制的复合效应。     

碳化与氯盐共同作用下混凝土劣化的研究综述

碳化作用与高浓度氯离子侵蚀双重作用下的混凝土结构更容易发生耐久性问题。通过分析碳化作用与氯离子侵蚀对混凝土的破坏机理,根据国内外学者对碳化与氯离子侵蚀共同作用下的相关研究,综述了碳化与氯离子侵蚀共同作用下的相互影响及原因,并指出了未来试验研究方向和建议。     

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。     

挟砂冲蚀与氯盐侵蚀联合作用下混凝土耐久性研究

以钱塘江口海洋环境中氯盐与含砂潮涌的共同作用为背景,通过试验,研究了不同类型与掺量矿物掺合料混凝土在挟砂冲蚀与氯盐侵蚀联合作用下桥梁墩柱混凝土的耐久性能。试验室同条件的氯盐环境下砂浆与混凝土磨损试验的结果显示,在短期内氯盐的存在对混凝土或砂浆的磨损性能没有明显的加速破坏作用。而当受冲蚀作用后的混凝土再进行氯离子扩散试验发现,混凝土的氯离子扩散系数有不同程度的增加,达到未受冲蚀混凝土的1.13～1.79倍。     

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。     

氯盐侵蚀与多因素耦合作用下混凝土耐久性研究进展

氯盐侵蚀是钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀的主要影响因素,但在实际工作中,结构通常处于复杂的环境之中,结构的劣化不只是单一因素引起的,更多的是多因素共同作用的结果。本文总结了近年来氯盐与荷载、硫酸盐、碳化、冻融、干湿循环环境下多因素耦合作用下混凝土耐久性研究成果,在为广大研究者提供参考的同时也提出了亟待解决的问题。     

氯盐环境下开裂混凝土耐久性研究进展

为了明确裂缝对氯盐环境下钢筋混凝土结构耐久性的影响,结合已有文献分析了荷载裂缝、非荷载裂缝及预制裂缝下混凝土结构在氯盐环境下的耐久性变化规律,指出了裂缝形式（人工裂缝、自然裂缝）、宽度、深度、间距等参数对混凝土渗透性及氯离子传输、内部钢筋锈蚀的影响规律,介绍了已有的饱和与非饱和状态下开裂混凝土内氯离子传输过程的模型,指出了氯盐环境下开裂混凝土耐久性研究已得出的基本结论及需要深入研究的方面。所得结论可为氯盐环境下开裂混凝土的后期研究提供借鉴。     

荷载作用下混凝土桥墩耐久性研究进展

耐久性设计是保证混凝土构筑物实现设计使用年限的重要手段。由于目前关于混凝土结构的耐久性设计中没有考虑荷载作用对其耐久性的影响,造成了一些混凝土建筑物在远未达到设计使用年限时便出现不得不大修的情况。为了说明荷载作用对混凝土桥墩耐久性性能的影响,结合桥墩的受力形式和常见环境导致的耐久性破坏,介绍了目前关于荷载作用对混凝土构件抗冻融性能、抗碳化性能和抗氯离子侵蚀性能影响的研究成果,得到了荷载因素是影响混凝土桥墩耐久性的重要因素的结论,同时指出了目前关于这方面研究存在的不足。     

氯盐-荷载耦合作用下纤维混凝土梁受弯性能研究

为研究氯盐-荷载耦合作用下聚丙烯纤维混凝土梁的受弯性能,通过试验室模拟此类结构工作状态,对不同应力水平(0.3、0.5、0.7)与氯盐侵蚀(35、70、105 d)耦合作用下的钢筋纤维混凝土梁进行静载试验,分析各变化参数对试验梁抗弯性能的影响及其破坏机理。结果表明:聚丙烯纤维的掺入可提高梁的受弯承载力;高应力水平(0.7)对试验梁的抗弯性能影响较大;经耦合作用后的试验梁的极限承载力随应力水平的增大提高了1.9%、3.2%、2.6%。随着浸泡天数增加,承载力分别提高了4.5%、3.2%、3.8%,但增幅减小且在5%以内。根据试验结果,引入环境效应系数,建立氯盐-荷载耦合下纤维混凝土梁受弯承载力计算方法,将试验梁的计算值与试验值进行比较,吻合较好。可为今后聚丙烯纤维混凝土梁理论分析和设计提供参考。     

荷载作用下混凝土桥墩耐久性研究进展

耐久性设计是保证混凝土构筑物实现设计使用年限的重要手段.由于目前关于混凝土结构的耐久性设计中没有考虑荷载作用对其耐久性的影响,造成了一些混凝土建筑物在远未达到设计使用年限时便出现不得不大修的情况.为了说明荷载作用对混凝土桥墩耐久性性能的影响,结合桥墩的受力形式和常见环境导致的耐久性破坏,介绍了目前关于荷载作用对混凝土构件抗冻融性能、抗碳化性能和抗氯离子侵蚀性能影响的研究成果,得到了荷载因素是影响混凝土桥墩耐久性的重要因素的结论,同时指出了目前关于这方面研究存在的不足.     

氯盐和硫酸盐环境下混凝土耐久性研究综述

对混凝土结构在侵蚀性环境下的长期安全服役要求使得针对混凝土材料的耐久性研究获得了越来越广泛的关注。盐环境普遍存在于大自然中,其中氯盐和硫酸盐会对混凝土结构的耐久性产生不利影响。介绍了氯盐或硫酸盐单一侵蚀因素作用下混凝土材料耐久性的研究现状,系统总结了试验方法、宏观性能和侵蚀模型等方面的研究成果,阐述了盐环境下混凝土耐久性的研究趋势。得到以下初步结论：（1）试验方法方面,由于自由扩散法控制附加因素的介入,对离子传输机理的影响较小,与实际状态更为接近;（2）基于Fick第二定律建立氯离子扩散模型,关键在于对氯离子扩散系数的修正,不同因素对扩散系数的影响应有更多基础理论和试验数据作为支撑。细观模型方面,在骨料特征的参数化技术方面寻求突破对于其仿真效果至关重要;（3）由于影响硫酸盐侵蚀的因素较多且系统性试验较少,因此已有模型的适用性存在局限,应寻求突破建立全面涵盖各类因素的模型;（4）建立自然盐环境与试验室盐环境的对应关系、保证混凝土的试验室状态与其实际服役状态的一致性以及建立特定环境下混凝土耐久性损伤的时变模型对服务工程应用具有重要意义。     

冻融-氯盐耦合作用下整体防水混凝土耐久性试验研究

在研究冬季北方除冰盐地区或近海环境,考虑冻融损伤和氯盐侵蚀耦合作用下整体防水混凝土的耐久性能。将不同水灰比和硅烷乳液掺量的整体防水混凝土试件置于3%Na Cl溶液中,进行加速冻融循环试验,测定不同盐冻循环次数下的相对动弹性模量、质量损失和渗透性,以综合评价整体防水混凝土耐久性。试验结果表明,在冻融-氯盐耦合作用下,整体防水混凝土冻融损伤和质量损失均随着硅烷掺量和冻融循环次数的增加而增加,降低水灰比可以有效提高整体防水混凝土抗冻性。但是,在相同冻融循环次数下,整体防水混凝土仍较普通混凝土具有更好的抗渗透性,并且抗渗透性随着硅烷乳液掺量的增加而提高。     

冻融-氯盐耦合作用下活性粉末混凝土耐久性试验研究

通过试验研究了活性粉末混凝土(RPC)在冻融循环和氯盐侵蚀耦合作用下的质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和氯离子含量。结果表明,冻融循环和氯盐侵蚀耦合作用下,随着耦合次数的增大,RPC质量损失率迅速增加,相对动弹性模量、抗压强度迅速下降;随着扩散深度的增大,RPC氯离子含量逐渐下降;随着冻融循环次数的增加,RPC试件在不同深度处的氯离子含量逐渐增大。钢纤维的掺入有利于提高RPC抵抗耦合作用的能力,随着钢纤维掺量的增加,耦合作用后RPC质量损失率逐渐减小,相对动弹性模量降幅和抗压强度降幅均有所下降,抗氯离子渗透的性能增强。     

氯盐与荷载耦合作用下氯离子在混凝土构件中的扩散性研究

采用三分点自锚法研究氯盐荷载耦合作用下氯离子的扩散性。试验以持续弯曲荷载水平大小、荷载水平种类和侵蚀时间为变量,对氯盐-荷载作用下混凝土构件中氯离子的传输机理进行了研究分析。结果表明,在拉应力作用下,结构的致密性被破坏,有利于氯离子的扩散,氯离子含量有所提高。在适当的压应力作用下,微裂缝生成受阻,抑制了氯离子的扩散,氯离子含量有所减小。     

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。     

探讨海港工程混凝土耐久性设计与寿命预测

基于海港工程在我国经济建设中所起的重要作用,在对海港工程混凝土耐久性指标及相关测试方法进行分析的基础上,着重对如何进行海港工程寿命预测,做了较为深入的分析。