不同应力状态下混凝土碳化性能研究进展

阐述了混凝土的碳化机理,对比分析了现有荷载和加速碳化耦合的试验装置和方法,综述了在不同状态应力作用下,混凝土内部因素以及外部环境因素对混凝土碳化性能的影响。     

新混凝土与碳化混凝土黏结抗冻性能研究

试验研究了新混凝土与碳化混凝土黏结的抗冻性能,分析了水泥净浆界面剂、硅灰界面剂和膨胀界面剂对新老混凝土黏结抗冻性能的影响。结果表明:新老混凝土黏结面是一个抗冻薄弱面;使用水泥净浆界面剂和膨胀界面剂时,老混凝土的碳化可以提高新老混凝土黏结的抗冻性能;使用膨胀界面剂时,新老混凝土黏结试件的抗冻性能最优,使用水泥净浆界面剂的次之,使用硅灰界面剂的最差。     

应力作用下混凝土碳化深度预测模型

研究了应力对混凝土气渗系数和CO2扩散系数的影响,建立了气渗系数与CO2扩散系数的相关性.以Fick第一定律推导的碳化深度模型为基础,建立了基于气渗系数的应力作用下混凝土碳化深度预测模型--CDep-GPL模型,并对模型进行了验证.结果表明:混凝土碳化深度的模型预测值与试验值吻合较好,该模型可用于预测应力作用下混凝土的碳化深度.     

不同拉应力水平下循环再生细骨料混凝土碳化行为研究

为探讨以废弃再生混凝土为骨料制备结构用循环再生混凝土的可行性,试验研究了不同拉应力水平下二次循环再生细骨料混凝土的碳化性能。结果表明:中应力水平有利于增大二次循环再生细骨料混凝土的碳化抗力,当应力水平取66%破坏荷载时,碳化深度将达到最低值;高应力水平则明显加速二次循环再生细骨料混凝土碳化;随着循环再生细骨料取代率的增大,二次循环再生细骨料混凝土的平均碳化深度呈增加趋势。基于Fick定律,建立了考虑应力水平与循环再生细骨料取代率影响的碳化深度预测模型,试验结果与预测模型计算结果吻合较好。     

应力、碳化及酸雨作用下混凝土中性化试验研究

考虑酸雨、碳化和荷载等单一因素及多因素耦合作用下混凝土构件中性化的影响因子,对室内快速劣化试验进行设计与研究。通过模拟酸雨侵蚀和碳化作用对无应力、弯曲应力和轴心压应力混凝土试件进行相应试验,研究多因素作用下混凝土构件的中性化规律及耦合效应。试验结果表明,碳化和酸雨存在耦合现象,酸雨在某种程度上抑制碳化作用,酸雨和碳化耦合系数小于1,混凝土中性化各因素影响由低到高依次为dSdSTdTdTSd(T+S);无论酸雨、碳化等单一因素或多因素耦合作用,混凝土中性化深度值都与时间平方根呈正比关系;拉应力可促进混凝土中性化,而压应力抑制其中性化,应力与混凝土中性化深度值之间呈近似线性关系,并通过试验数据拟合出不同腐蚀模式下的应力影响因子。     

混凝土在不同应力状态下的碳化

提出了混凝土试件在不同应力水平下快速碳化试验的方法 ,通过分析应力水平对混凝土碳化速度的影响 ,建立了混凝土在应力状态下的碳化速度预测模型。研究认为预应力混凝土抗碳化能力强于普通混凝土     

压应力状态下混凝土抗冻性能的试验研究

通过对压力为0,010,025,050,075倍设计强度下混凝土抗冻性的比较,分析压应力对混凝土抗冻性能的影响.结果表明：当混凝土压应力比控制在010～050时,随着压应力增加混凝土冻融循环寿命提高;当压应力比提高到050～075时,随着压应力增加混凝土冻融循环寿命降低;在临近损坏时,压应力越高,相对动弹性模量下降越快,其冻融破坏的突发性愈强;混凝土表面的剥落损伤与预应力大小无明显关系,但与冻融次数关系较大.建立了不同预压应力下混凝土抗冻预测模型,通过计算对比,证明该模型具有一定的工程价值.     

荷载作用下混凝土试件碳化性能研究

为了准确评估实际服役期内荷载作用下混凝土的碳化深度,综述了现有的一些荷载下混凝土碳化模型特点,以工程实测数据为依据,并通过实际试验条件试算,重点比较了各个模型之间预测值与实测值的差异,并分析了该差异大小不同的原因。结果可以为荷载作用下的混凝土结构耐久性评估工作提供参考。     

干混抗冻混凝土配合比设计及抗冻性能研究

随着建筑市场的飞速发展,混凝土冬季施工在所难免。且我国北方地区气候寒冷,普通商品混凝土不能满足建筑工程要求。介绍一种特殊的混凝土——干混抗冻混凝土,通过模拟冬季施工环境,调整混凝土配合比,在满足混凝土强度要求前提下,找出最适宜的干混抗冻混凝土配合比。     

单调荷载作用下碳化混凝土应力-应变关系试验研究

通过快速碳化混凝土单调加载试验,研究了碳化对混凝土强度、刚度以及变形能力的影响。研究发现:碳化对于混凝土强度的提高作用有限,碳化后混凝土峰值压应变明显降低,弹性模量提高,试件破坏时脆性更加明显;不同碳化深度混凝土的应力-应变曲线上升段十分接近,下降段则随碳化加深变得越来越陡。通过对试验结果分析,建立了单调荷载作用下碳化混凝土应力-应变曲线方程,并给出了方程参数与碳化深度之间的关系,研究成果可为既有混凝土结构性能评定提供技术依据。     

混凝土不同裂缝尺寸及部位碳化性能试验研究

对预制裂缝混凝土试件进行了快速碳化试验,研究了碳化时间、裂缝尺寸、裂缝表面及底部等因素对开裂试件碳化深度的影响。结果表明:不同混凝土裂缝宽度、深度下的碳化深度随时间呈速度递减的增长趋势,并且随着裂缝深度的递增,碳化区域呈现出明显的"倒三角"分布。碳化数据对比时引入碳化参数可以较好地反映不同裂缝深度处、裂缝底部碳化深度分别与表面碳化深度之间的关系。     

不同温度和强度影响下混凝土碳化性能试验研究

为了研究环境温度和混凝土强度对混凝土碳化的影响,在标准快速碳化试验的基础上,设计了不同强度的混凝土试件在不同温度下的碳化试验,明确了温度和强度对混凝土碳化性能的影响。基于实测数据提出了以强度和温度为主要参数的碳化深度预测模型。在该模型的基础上,结合各参数的统计分布特征,分析了混凝土结构碳化失效概率特征。研究表明:环境温度和混凝土强度对混凝土碳化影响显著,温度越高或混凝土强度越低,碳化速度越快,碳化深度也越深。混凝土强度在碳化初期对碳化速率的影响较大,随碳化的加深影响逐渐减小;当温度从20℃提高至30℃时,实测强度为28MPa和34MPa混凝土试件平均碳化深度分别增长约56%和62%;混凝土结构碳化失效概率和可靠指标退化对混凝土保护层厚度最为敏感,其次是混凝土强度和环境温度。     

应力和氯盐环境下海工混凝土的碳化性能

配制两种水胶比的海工高性能混凝土试件,开展了氯盐-碳化干湿循环试验以及拉应力-氯盐-碳化干湿循环试验,通过测试分析混凝土抗压强度和碳化深度,研究了应力和氯盐环境下海工混凝土的碳化性能。试验结果表明:氯盐-碳化干湿循环条件下,混凝土抗压强度呈现先增大后降低的现象,长期的碳化作用会引起抗压强度的降低;存在一个与抗压强度有关的临界碳化深度,碳化作用在达到临界碳化深度之前可以提高抗压强度,达到临界碳化深度之后则会降低抗压强度。在拉应力-氯盐-碳化干湿循环条件下,拉应力和氯离子侵蚀均会增大混凝土的碳化速度,两者同时作用时,对碳化速度的增大作用会相互叠加。     

碳化对混凝土抗冻性的影响及机理

对经过不同碳化时间的混凝土进行冻融循环试验,测试其力学性能和微观孔隙特征参数,并提出混凝土内部"孔隙曲折度"概念.结果表明:碳化对提高混凝土抗冻性具有恒定的促进作用,碳化3~14d可使混凝土因冻融造成的动弹性模量下降量减少3%~12%;碳化使混凝土内部孔隙曲折度增大;掺加粉煤灰可增大混凝土内部孔隙曲折度,使侵蚀介质的渗透路径变长,进而提高其抗冻性;引气虽然也可提高混凝土抗冻性,但与其内部孔隙曲折度的相关性较低,表明引气和使用矿物掺和料对提高混凝土抗冻性的机理不同.     

碳化混凝土全应力-应变关系及梁受弯承载性能研究

混凝土碳化是影响钢筋混凝土结构耐久性的重要因素之一。利用MTS815电液伺服试验机测出了碳化混凝土的受压全应力-应变曲线。与同等级未碳化混凝土相比,碳化混凝土的峰值应变基本保持不变,极限抗压强度提高16%~26%,而极限应变减少约20%。通过对在人工碳化室快速碳化的混凝土梁受弯性能的试验,分析了碳化混凝土梁受弯承载性能的变化特征,并应用ANSYS有限元程序模拟分析不同碳化深度对梁承载性能的影响规律。     

拉压应力下自密实混凝土碳化性能试验研究

制作了4组单掺粉煤灰自密实混凝土试件和2组复掺粉煤灰与矿渣的自密实混凝土试件,以及1组用以对比的普通混凝土试件.通过快速碳化试验研究各种拉、压应力水平,掺和料用量等因素对自密实混凝土抗碳化性能的影响规律.研究表明:在各种拉、压应力水平下,掺量在40％(质量分数,下同)以内时粉煤灰对混凝土碳化性能的影响很小,超过40％后其影响迅速增大,而复掺粉煤灰与矿渣后混凝土的抗碳化性能大大改善,两者按质量比1:1复掺时,水泥取代率可提高至60％.自密实混凝土的碳化深度随着拉应力水平的增大而增大,而随着压应力水平的增大呈现先减小后增大的变化趋势.提出了应力状态下自密实混凝土碳化深度预测模型的建立方法.     

多因素作用下混凝土抗碳化性能的试验研究

综合考虑了外荷载、环境腐蚀介质、材料性状及龄期等影响因素,并从中选取有代表性的因素如应力大小、CO2作用、水灰比、碳化龄期等,设计试验方案,进行混凝土的碳化试验.试验结果表明,混凝土碳化速度随时间缓慢减小;拉应力可促进混凝土碳化,而压应力则抑制其碳化;在一定范围内,水灰比越大,则碳化速度越快.经过对试验数据的拟合回归,建立了多因素交叉影响下的碳化模型,经工程验证,效果较好.     

不同类别再生混凝土抗冻性能的试验研究

混凝土抗冻性能是评价混凝土耐久性的重要指标之一,通过添加矿物掺合料、聚丙烯纤维对Ⅱ、Ⅲ类再生混凝土进行强化处理,综合考虑基本力学性能后,挑选最优组进行抗冻性试验研究,结果表明:(1)Ⅱ、Ⅲ类再生混凝土抗冻性较差,掺加矿物掺合料以及复掺聚丙烯纤维都可以改善Ⅱ、Ⅲ类再生混凝土抗冻性。(2)由于不同类别再生骨料的性能之间存在差异,质量损失率不能很好的反映不同类别再生混凝土之间抗冻性的优劣,不建议质量损失率作为评判再生混凝土抗冻性的指标。(3)损伤度的试验结果进行非线性拟合,得到累积损坏的指数模型D=aebN,模型拟合方程具有很高的精确度。