暴露21年后混凝土的碳化及氯离子侵入研究

对暴露21年的挡浪坝和预制混凝土扭工字块钻取了一批直径100 mm的混凝土芯样。在实验室测定了芯样中的碳酸钙含量和氯离子分布;通过压汞试验测定了混凝土表层和内部的孔结构;分析材料因素和环境因素对碳化及氯离子分布的影响。结果表明,在相对湿度较高时,混凝土碳化十分有限,且以未完全碳化区为主导;实际暴露混凝土中氯离子侵入深度...     

马来西亚槟城二桥混凝土结构耐久性寿命预测研究

对处于水下区、潮差区、浪溅区和大气区等不同氯离子环境下的马来西亚槟城二桥混凝土结构的重要且不可修复部位,采用拟蒙特卡罗法进行了耐久性寿命预测分析,计算结果对于混凝土材料和结构的耐久性参数设计起到重要的参考作用。     

环渤海湾海洋混凝土结构的长寿命研究与分析

以环渤海湾海洋工程混凝土结构耐久性作为研究对象,根据多年来积累的实验室、海洋暴露站和工程实测数据,采用ChaDuraLife V1.0混凝土结构寿命预测模型与计算机软件,分析不同矿物掺合料掺量、水胶比对海洋混凝土结构服役寿命的影响规律.结果表明：降低水胶比,提高粉煤灰掺量和磨细矿渣掺量都能有效延长海洋混凝土结构的预期服役寿命.以环渤海湾海洋浪溅区混凝土结构为例,最长服役寿命所对应的海洋混凝土配合比最优参数是：粉煤灰和磨细矿渣掺量分别为20%、40%,水胶比为0.30,混凝土结构满足100、200、500 a寿命所需最小保护层厚度分别为60、75、120 mm.     

碳化对混凝土孔结构的影响

通过对混凝土快速碳化试验和微观孔结构测试,研究了碳化龄期对碳化深度和碳化区试样密度的影响,分析了碳化区孔隙率和孔径大小随碳化龄期的变化规律,采用灰熵法探讨了4种孔隙对碳化区密度的影响程度,并基于热力学分型模型计算得到各个碳化龄期下碳化区孔结构分形维数.结果表明:混凝土碳化深度随碳化龄期的增加而增加,密度随碳化龄期先增加后减小,7 d时密度最大;碳化填充了多害孔和有害孔,提高了无害孔比例,并使多害孔更好的分散,连通和集聚了少害孔;对碳化区密度影响最大的是有害孔表面积,其分形维数随碳化龄期的增加出现了先降低后增加的趋势;碳化区密度与有害孔分形维数相关性良好,碳化区密度随有害孔分形维数的增加而减小.     

西村港跨海大桥工程用高性能海工混凝土配合比优化设计

针对西村港跨海大桥服役的海洋环境条件,以跨海大桥处于浪溅区的墩柱部位混凝土为研究对象,在C45海工混凝土常规配合比的基础上,通过优化设计掺合料配方,制备出一系列高性能海工混凝土;研究了掺合料对海工混凝土的微观结构、力学性能和耐久性影响.试验结果表明,通过引入偏高岭土、微珠等高性能掺合料组分后,随着掺合料增加,混凝土的孔...     

混凝土耐久性技术在海口泄洪闸工程中的应用

海口泄洪闸工程位处黄海沿海浪溅区,混凝土结构长期遭受海水侵蚀;在工程建设中采用以高性能混凝土为主要措施的综合防腐蚀技术提高混凝土的耐久性,包括混凝土的保护层设计、高性能混凝土配合比设计与优化、混凝土表面处理和施工组织与控制等措施;所得高性能混凝土的抗渗、抗冻、强度、抗硫酸盐和氯盐腐蚀等耐久性指标均满足要求,取得较好的技术经济效果.     

气候变化对混凝土结构时变碳化寿命影响

大气环境中碳化是混凝土结构使用寿命、耐久性主要影响因素。基于可靠度理论和2013年IPCC预测气候变化数据,结合中国混凝土结构耐久性设计规范要求,通过现有混凝土结构碳化预测模型,研究了混凝土结构碳化失效概率。结果表明:(1)RCP8.5、RCP6.0、RCP4.5、2015水平等情景对应的平均碳化深度、碳化寿命失效概率依次为RCP8.5RCP6.0RCP4.52015水平。(2)环境等级严酷性依次为I-AI-BI-C,而对应的平均碳化深度、碳化寿命失效概率却依次为I-AI-BI-C。(3)设计使用年限100年与50年混凝土碳化深度相比,未来气候变化对100年设计使用年限的混凝土结构碳化影响大。(4)凝土结构碳化寿命失效概率密度函数近似服从对数正态分布。研究成果对混凝土结构设计、剩余寿命预测、加固和维护具有参考作用。     

矿物掺合料对混凝土抗碳化性能试验研究

本文利用加速碳化试验研究了矿物掺合料种类及掺量对混凝土碳化深度的影响,并采用X射线衍射技术、压汞法和X射线计算机断层扫描技术对其碳化前后的孔结构变化进行研究。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,混凝土抗碳化能力降低,碳化深度增长迅速;矿渣对混凝土的抗碳化性能优于粉煤灰对混凝土的抗碳化性能;碳化之后,矿物掺合料混凝土的孔数量减小,孔径被细化。     

涂料及表面打磨对混凝土碳化影响的研究

碳化是影响混凝土耐久性的一个重要因素。对比研究了表面未处理混凝土、表面打磨处理及表面刷涂料处理的混凝土的抗碳化能力。针对上述样品,本研究还利用电子扫描显微镜(SEM)进行混凝土微观结构观察和EDX元素分析,研究了混凝土碳化后其微观结构的变化。试验结果表明:①表面刷涂料能有效地提高混凝土的抗碳化能力,且以渗透力强的涂料作底漆的组合的抗碳化效果比以表面覆盖性强的涂料作底漆的组合好;②表面打磨能提高混凝土的抗碳化能力;③碳化能改变混凝土内部的微观结构,使混凝土内部的微孔隙减少,提高混凝土密实度,且碳化龄期越长,混凝土变得越密实。     

国家体育场工程结构混凝土耐久性研究

针对国家体育场建筑耐久性设计要求,开展了耐久性混凝土试验及工程应用研究.在试验室内,在配合比研究基础上,选择6组不同配合比,进行氯离子渗透试验、碳化试验和平板抗裂试验,分析了各种配合比因素的影响.在工程现场,对浇筑成型后的实体结构混凝土氯离子含量、碱含量、碳化深度、表面渗透率、表面裂纹等指标进行了检测.经综合评估,国家体育场混凝土结构工程寿命可以达到100a以上.     

碳化对混凝土微观结构的影响研究

对不同水胶比和掺加粉煤灰的混凝土进行快速碳化试验,使用电镜扫描、压汞测试手段,对混凝土微观形貌、孔结构、孔级配进行了分析,研究结果表明:水胶比是混凝土微观结构的决定因素,低水胶比混凝土微观结构更加致密;碳化虽然降低了混凝土孔隙率,但会使临界孔径和最可几孔径增大,孔隙连通性提高,使得外界环境中有害物质更容易进入混凝土内部,不利于混凝土耐久性。     

膨胀剂对粉煤灰混凝土显微结构及抗碳化性能的影响

在水泥混凝土中加入膨胀剂将改变水化产物的数量和孔结构,进而影响其抗碳化性能.对掺膨胀剂水泥混凝土的显微结构及抗碳化性能进行了研究,分析了膨胀剂用量和碳化过程对混凝土中Ca(OH)<,2>含量和孔结构特性的改变规律.研究结果表明:膨胀剂虽然增加了混凝土内Ca(OH)<,2>的数量,但同时劣化了混凝土内部的孔结构,使CO<...     

煤矸石粗集料混凝土抗碳化性能研究

探究了水灰比(质量比)、煤矸石粗集料掺量(质量分数)、碳化时间以及煤矸石粗集料是否煅烧等对煤矸石粗集料混凝土抗碳化性能的影响规律,借助扫描电镜分析了煅烧与未煅烧煤矸石粗集料混凝土微观结构对其抗碳化性能的影响机理,建立了适用于不同水灰比、煤矸石粗集料掺量以及碳化时间下的多参数混凝土碳化模型,并将碳化模型在隧道工程结构的耐久性设计中进行了应用.结果显示:煅烧与未煅烧煤矸石粗集料混凝土的碳化深度均随煤矸石粗集料掺量增加而增大,且均与煤矸石粗集料掺量和碳化时间的平方根呈线性正相关;在低水灰比(0.35)时,煅烧煤矸石粗集料混凝土抗碳化性能明显优于未煅烧煤矸石粗集料混凝土.扫描电镜显示,煅烧煤矸石粗集料混凝土内部结构比未煅烧煤矸石粗集料混凝土更密实,二氧化碳的渗入通道减少;在进行隧道工程结构耐久性设计时泵送混凝土中未煅烧煤矸石粗集料的掺量不应大于25%.研究结果为煤矸石粗集料混凝土的抗碳化性能分析及其工程应用提供了理论依据.     

气候变化对混凝土结构时变碳化寿命影响北大核心

大气环境中碳化是混凝土结构使用寿命、耐久性主要影响因素。基于可靠度理论和2013年IPCC预测气候变化数据,结合中国混凝土结构耐久性设计规范要求,通过现有混凝土结构碳化预测模型,研究了混凝土结构碳化失效概率。结果表明:(1)RCP8.5、RCP6.0、RCP4.5、2015水平等情景对应的平均碳化深度、碳化寿命失效概率依次为RCP8.5>RCP6.0>RCP4.5>2015水平。(2)环境等级严酷性依次为I-A     

湿热环境下SAP内养生混凝土抗碳化性能及机理研究

为解决湿热地区混凝土碳化破坏严重的问题,在室内模拟湿热环境,通过碳化试验研究了超吸水性树脂(SAP)粒径和掺量对混凝土抗碳化性能的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)对碳化前后混凝土的微观形貌进行分析;采用压汞仪(MIP)对混凝土不同层位的孔结构进行剖析.结果表明:SAP材料可有效提高混凝土的抗碳化性能,且随着碳化龄期的增长,混凝土的抗碳化性能显著提升;虽然SAP的掺入增大了混凝土的孔隙率,但可以细化各层位之间的孔结构,降低孔隙间的连通性;SAP释水后在孔隙外部形成较为致密的环形层,且SAP促进水化可以较好地填充孔隙,减少裂缝数量和尺寸,从而抑制CO₂的扩散,改善了混凝土的抗碳化性能.     

混凝土搅拌站废水对不同等级混凝土碳化性能的影响

使用含固量为12%的搅拌站废水等质量替代饮用水拌制C20、C40、C60混凝土。研究了废水的物理化学性质及微观结构。分析了不同废水替代率（0、25%、50%、75%、100%）下混凝土的抗碳化性能及作用机理。利用灰色关联熵探讨了影响混凝土碳化深度的关键因素。研究结果表明，废水降低了混凝土的抗碳化能力。水胶比是影响混凝土碳化深度的最关键因素，废水是影响碳化深度的直接因素。废水粉末呈多孔颗粒状，主要由Ca(OH)2、Si O2、C-S-H组成。     

合成纤维对水工混凝土抗裂性能和抗碳化性能的影响

为了提高水工混凝土的耐久性、增强其抗裂性能,本文通过掺入聚丙烯腈纤维,测定了混凝土的物理力学性能,并根据混凝土综合抗裂模型,分析比较了纤维混凝土和基准混凝土的抗裂指标的差异。通过压汞和快速碳化试验,研究了纤维对混凝土孔结构的改变和对混凝土抗碳化性能的影响。研究结果表明,适量掺入聚丙烯腈纤维,可以大幅度提高水工混凝土的抗裂性能和抗碳化耐久性。     

长观试件混凝土自然碳化与加速碳化的相关性试验研究

混凝土碳化系数是一般大气环境下混凝土结构耐久性的重要指标,为研究实验室加速碳化和工程结构自然碳化的相关性,在北京地区暴露26年的混凝土长观试件的多次实测碳化深度基础上,从长观试件中钻取未碳化的混凝土制作成圆柱体试件,在实验室进行加速碳化试验,分析实验室加速碳化和室外自然碳化的规律,并研究两者实测碳化系数的相关性。结果表明,混凝土抗压强度值从29.8MPa增长到57.2MPa,增幅接近一倍,加速碳化28d的碳化深度和50年自然碳化深度基本接近,从混凝土抗碳化能力随强度增长而提高的角度考虑,采用龄期28d混凝土试块的加速碳化试验结果作为混凝土耐久性设计或者评估的依据是偏于保守的做法。     

涂层和养护方式对混凝土碳化性能及微观结构的影响研究

通过试验,分别研究了不同类型涂层和不同养护方式对混凝土抗碳化性能的影响。同时,利用电子扫描显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)和压汞法(MIP)对碳化混凝土的微观结构进行了分析。研究表明:混凝土外表面的涂层对混凝土的抗碳化性能有一定程度的提高,其中,渗透型涂层对混凝土抗碳化性能有较大的提高。经过打磨的面的碳化深度比没有经过打磨面的碳化深度要小。经过快速养护的混凝土的碳化深度大于标准养护条件下的混凝土的碳化深度。与碳化前相比,碳化后混凝土的内部结构变得相对密实,大孔径孔隙相对减少,孔径分布较为均匀,总孔隙率减小。     

水工混凝土结构的检测与分析

为了解水闸老化病害的程度和原因,按照规范要求对该水闸混凝土结构进行外观质量和耐久性检测分析。结果表明:水闸混凝土结构外观破损明显,露石露砂、顺筋裂缝、钢筋锈蚀、混凝土破损剥落等现象严重;引起破坏的主要原因是混凝土施工质量较差,钢筋保护层厚度不足,钢筋保护层混凝土碳化引起钢筋锈蚀、混凝土胀裂,而水流冲刷磨蚀是水闸过流结构破坏的主要形式。