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。     

复杂环境下粉煤灰混凝土抗硫酸盐侵蚀耐久性

我国西北地区及沿海地区的混凝土结构经常遭受多种硫酸盐侵蚀环境的共同作用而发生耐久性破坏。通过室内试验,研究了硫酸盐自然侵蚀、冻融循环-硫酸盐自然侵蚀、干湿循环-硫酸盐侵蚀、冻融-干湿循环耦合侵蚀环境下混凝土的质量损失、弹性波波速、抗压强度的变化规律。结果表明,混凝土的质量损失率、弹性波波速、抗压强度随着侵蚀时间的增加而呈现出先增加后减小的现象;混凝土的弹性波波速、抗压强度与侵蚀时间之间存在良好的相关关系。研究成果可为硫酸盐侵蚀环境下混凝土工程质量控制和耐久性评价提供理论依据。     

不同侵蚀环境下PVA-FRCC抗硫酸盐侵蚀性能研究

对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCC)在干湿循环和长期浸泡作用下分别进行了抗硫酸钠侵蚀试验研究,分析对比了不同侵蚀环境下PVA-FRCC的质量变化、体积变化和抗压强度变化。结果表明,在纤维掺量小于1%时,侵蚀环境对PVA-FRCC抗硫酸盐侵蚀性能影响明显,表现为干湿循环作用下侵蚀劣化程度更严重;在纤维掺量大于1%时,侵蚀环境对PVA-FRCC抗硫酸盐侵蚀性能影响不明显。     

复合盐害环境混凝土抗侵蚀性能试验研究

为了研究普通混凝土与高强度混凝土在硫酸盐、氯盐及碳酸盐复合盐害溶液中的抗侵蚀性能,设计制作C40、C60两类不同强度的混凝土试块,测定试块经过多次复合盐害溶液浸泡和烘干循环后的抗压强度、抗折强度、质量损失率及超声波波速,并与单一硫酸盐溶液浸泡和烘干后的数据进行比较分析.试验结果表明:复合盐害溶液对普通与高强度混凝土都具有腐蚀性,高强度混凝土的抗侵蚀性能优于普通混凝土;复合盐溶液混凝土的损伤大于单一硫酸盐溶液.     

硫酸盐和氯盐侵蚀后钢筋混凝土梁的抗剪性能

采用干湿循环方法对试验梁进行硫酸盐和氯盐的加速侵蚀,研究不同腐蚀度和锈蚀率时试验梁的破坏形态、开裂情况、抗剪承载力的退化规律。试验结果表明:当腐蚀试验梁受力荷载超过一定的限值,P-w曲线立即笔直地向上发展,斜裂缝的发展较未腐蚀试验梁突然和迅速。随着腐蚀程度的增大,试验梁斜裂缝的开裂越来越晚。λ=2.22时,相对剪切开裂荷载由增到减的拐点为1.914;λ=1.39时,拐点为2.335。试验梁的极限剪切荷载,经历先增后降的阶段。λ=2.22时,极限剪切荷载增长率达到27.92%;λ=1.39时,极限剪切荷载增长率则达到34.47%。在试验数据的基础上建立了试验梁抗剪性能的退化计算模型,为结构设计及结构加固提供参数。     

冻融环境下混凝土抗侵蚀性能研究

研究冻融循环侵蚀作用下,C25、C35及C50混凝土在不同侵蚀溶液中的抗侵蚀性能变化。结果表明:混凝土试件在蒸馏水环境、硫酸钠溶液及硫酸钠与氯化钠混合溶液经冻融循环300次后,对混凝土的侵蚀破坏依次加强;随着混凝土强度的降低,水灰比逐渐加大,混凝土试件在冻融循环后损伤也逐渐严重;经喷涂聚脲弹性体防护材料的混凝土试件经冻融循环后基本无损伤;冻融循环侵蚀下混凝土由表及里的胀裂是主要问题,在不同盐溶液,这一问题呈现出不同的表现趋势。     

氯盐侵蚀钢筋混凝土研究进展

根据氯盐引起钢筋混凝土耐久性破坏的机理,介绍了氯盐侵蚀混凝土的过程,并阐述了几种常用的氯盐含量检测方法,针对氯盐侵蚀混凝土的原因,提出了具体的防治措施。     

复杂侵蚀环境下透水混凝土耐久性能试验研究

为适应海绵城市建设对高耐久性透水混凝土的需求,配置了低品质活性矿物掺合料透水混凝土和聚丙烯仿钢纤维(PPTF)透水混凝土两个系列。前期已进行了基本性能研究,在此基础上,继续开展复杂多因素侵蚀环境下耐久性能研究。试验采用侵蚀溶液全浸泡方式,共持续300d,宏观上测试了抗压强度和抗折强度随侵蚀时间的劣化规律,微观上用SEM观测了胶结层的微观结构、用EDS观测了胶结层的化学组成。复杂侵蚀环境下,透水混凝土微观结构变化规律与其宏观力学性能变化规律基本相符。综合基本性能和耐久性能,择优推荐复掺低品质硅灰和低品质粉煤灰透水混凝土和掺3kg/m3锯齿形PPTF透水混凝土。这两种透水混凝土基本性能均满足城市既有住区道路、人行道、城市广场、体育场、户外停车场、园林景观道路等轻交通路面的使用要求,同时,又表现出了良好的耐久性能。     

在盐侵蚀下有效风积砂水泥砂浆抗干湿性能研究

研究风积砂水泥砂浆在盐侵蚀下进行抗干湿循环试验,达到一定干湿次数后分析质量损失和相对动弹模量的变化情况与变化规律。结果表明:掺适量风积砂可提高砂浆抗干湿性能。为解释掺风积砂提高砂浆抗干湿性能原因,进行电镜扫描,由电镜扫描照片得出:掺适量风积砂改善水泥砂浆微观结构。     

盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

试验研究了盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能的退化规律,分析比较了完好梁和经历25、50、75及100次盐冻融循环作用梁的承载力和变形性能。结果表明:受冻梁截面混凝土应变仍满足平截面假定,受力特征与完好梁相似;影响盐冻融环境下梁承载力的主要因素是受压区混凝土保护层的剥落,其次是混凝土强度的降低,而钢筋与混凝土粘结性能退化的影响并不显著;混凝土强度降低、保护层损伤及粘结性能退化均是冻融环境下混凝土梁变形增大的重要因素,梁刚度的降低程度除与冻融次数相关外,还受冻融损伤位置和持荷水平影响。     

盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能仿真分析

采用数值模拟技术同时考虑到混凝土力学性能及钢筋混凝土粘结性能受盐冻融作用的损伤,对经历不同盐冻融循环次数后钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了非线性分析,研究了其抗力性能受盐冻融循环作用的影响规律。结果表明：盐冻环境下梁抗弯性能退化的主要原因是由于混凝土力学性能的降低,而粘结性能退化对梁抗力性能的影响并不显著;盐冻融作用达到一定程度后钢筋混凝土梁的破坏类型会发生改变,将由适筋破坏转换为超筋破坏;梁端锚固区粘结性能的冻融损伤对梁抗力性能有一定程度的影响,尤其当冻融程度较严重时,梁的承载力较锚固良好时约有4%左右的降     

盐渍土腐蚀环境下混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

为研究盐渍土腐蚀环境下混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,根据兰州市地下水及地下土壤侵蚀离子浓度,制备了4500 mg/L的MgSO4侵蚀溶液,对不同水胶比(0.25、0.35、0.45)及不同粉煤灰掺量(15％、30％、45％)的普通混凝土进行室内长期浸泡侵蚀试验,采用相对质量评价参数ω1与相对动弹性模量评价参数ω2来评价混凝...     

盐渍土环境混凝土抗盐离子侵蚀试验研究

盐渍土环境中地基基础混凝土将受到盐离子的侵蚀,影响混凝土的力学特性。通过一系列混凝土侵蚀性试验,研究了普通混凝土和大掺量磨细矿渣耐腐蚀混凝土在氯离子和氯离子硫酸根离子共同作用下抗氯离子侵蚀性能;得到了在饱水条件、不同干湿循环次数下氯离子侵入混凝土深度与浓度的关系;分析了不同水胶比混凝土在氯离子侵蚀下混凝土块强度弱化特性。结果表明:在普通混凝土添加磨细矿渣掺合物可以提高混凝土的抗氯离子能力,相比于饱水条件,干湿循环更容易导致混凝土侵蚀破坏,单一硫酸镁溶液对混凝土的强度弱化将出现初期强度提高的现象,而混合溶液中氯离子抑制了这种现象,混凝土强度在整个过程均降低。     

氯离子侵蚀环境下钢筋混凝土构件的耐久性

钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的最关键问题,也是混凝土结构最常见和量最大的耐久性问题。当混凝土成型时使用了含氯离子的原材料,如海沙、海水或含氯的外加剂等,或混凝土结构处于使用含氯原材料的工业环境、海洋环境、盐渍土与含氯地下水的环境和使用化冰盐的环境中,氯离子通过构件表面侵入到混凝土内部,达到钢筋表面,钝化膜也会提早破坏,钢筋锈蚀就会更严重。随着混凝土保护层的剥落,钢筋锈蚀加速,直到构件破坏。目前对影响钢筋锈蚀的因素、钢筋锈蚀速度、锈蚀后钢筋力学性能的变化、钢筋锈蚀的防护和检测等有较多的研究,但是还没有建立一个公认的钢筋锈蚀量计算模型。     

复杂环境下不同涂层镁水泥钢筋混凝土抗腐蚀性试验研究

针对西部地区镁水泥钢筋混凝土因钢筋腐蚀对构件适用性的影响,以镁水泥钢筋混凝土为研究对象,设计了3种环境和3种涂层钢筋,通过CS350电化学工作站对钢筋的电化学腐蚀行为进行长期跟踪和研究,以镁水泥钢筋混凝土中不同涂层钢筋的腐蚀电位、腐蚀电流密度、腐蚀速率及涂层电阻为评价指标,衡量不同环境下涂层钢筋的抗腐蚀性能。结果表明:不同环境下涂层钢筋能大幅提高钢筋的抗腐蚀性能,其各项性能指标均较裸露钢筋有较大幅度的提升。三种涂层中,以久美特涂层钢筋最好,美加力涂层钢筋次之,锌美特涂层钢筋最差。通过涂层可提高镁水泥钢筋混凝土的适用范围。     

盐碱环境混凝土抗侵蚀性能试验研究

制作4种不同强度的普通硅酸盐混凝土试块,测定试块经过多次混合溶液浸泡和烘干循环后的抗压强度、抗折强度、重量变化,并进行超声波检测。研究表明:盐碱环境对混凝土性能破环严重,随强度的提高,普通混凝土耐久性提高。     

盐碱环境混凝土抗侵蚀性能试验研究

制作四种不同强度的普通硅酸盐混凝土试块,测定试块经过多次混合溶液浸泡和烘干循环后的抗压强度、抗折强度、重量变化,并进行超声波检测。研究表明:盐碱环境对混凝土性能破环严重,随强度的提高,普通混凝土耐久性提高。     

粉煤灰对混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响

利用电通量法、快速迁移法和压汞法试验分析了不同粉煤灰掺量(0、10%、20%、30%、40%)以及不同养护龄期(28、56、90 d)对强度为C55混凝土的电通量、氯离子扩散系数及孔结构的影响;研究了平均孔径与粉煤灰掺量、养护龄期的关系,并以平均孔径为中间变量,得到了氯离子扩散系数和粉煤灰掺量、养护龄期的关系式。研究表明,粉煤灰的掺入可以较好地改善混凝土的抗氯离子扩散性能,该效应在较长养护龄期的情况下尤为明显;对于强度为C55的混凝土,当粉煤灰掺量为30%时,混凝土抗氯盐侵蚀性能最好;粉煤灰的掺入可明显改善混凝土孔结构的分布,增加无害孔和少害孔所占的比例;减小平均孔径和最可几孔径,当粉煤灰掺量在30%时,混凝土具有更优的孔隙结构;氯离子扩散系数的实测值与计算值变化趋势基本相同。     

碳化处理后再生混凝土抗盐侵蚀性能研究

通过改变碳化温度、相对湿度和碳化时间以确定再生骨料最佳碳化工艺参数;选取天然骨料、未碳化再生骨料和三种碳化骨料制备混凝土,探究碳化再生骨料对再生混凝土氯盐和硫酸盐侵蚀性能的影响规律。结果表明:碳化后再生骨料表观密度、吸水率和压碎值显著提升,确定的最佳碳化工艺参数为温度20℃、相对湿度55%和碳化时间24 h;相比再生混凝土,碳化骨料混凝土的抗氯离子渗透性能提升了5.1%～22.1%,但低于普通混凝土;碳化再生骨料的抗硫酸盐侵蚀性能不仅优于再生混凝土,而且高于普通混凝土。     

盐雾环境下混凝土抗氯离子性能试验研究

临海混凝土结构物在盐雾环境下遭受氯离子侵蚀,给结构耐久性和安全性带来极大危险,导致结构物在设计基准期破坏。结合江苏临海高等级公路结构物的建设,研究了矿物掺合料掺量对盐雾环境下混凝土耐久性的影响。通过干湿循环模拟了临海盐雾环境,分别采用5种不同粉煤灰和矿粉掺量配比的混凝土试件,进行盐雾环境下的腐蚀试验。试验结果表明:混凝土中矿物掺合料的加入可以有效地填充混凝土孔隙,降低孔隙率,提高混凝土抗氯离子渗透性能。当掺入粉煤灰和矿粉各占胶凝材料总量25%的配合比时,氯离子扩散系数最小,表现出良好的抗氯离子侵蚀性能。