在硫酸盐环境下冻融-干湿循环对混凝土的影响

采用单一冻融、单一干湿和冻融-干湿循环交替作用的方法,研究了混凝土在不同浓度的硫酸盐溶液中的耐久性能。试验采用100 mm×100 mm×400 mm试件直立完全浸泡进行干湿循环。研究表明,硫酸盐冻融-干湿循环作用下,溶液浓度对冻融破坏的影响存在临界值C=4.7%。当C≤4.7%时,冻融-干湿破坏随着溶液浓度的提高相对动弹性模量损失增大,而质量损失减小;当C>4.7%时,溶液浓度对冻融破坏或冻融-干湿复合破坏影响不大。冻融-干湿破坏力最强、冻融破坏次之,干湿破坏最为缓慢;且干湿循环使冻融循环破坏加剧。试验发现15%FA取代水泥,混凝土抗硫酸盐腐蚀最佳。     

硫酸盐侵蚀作用下混凝土动弹性模量的退化

试验研究了混凝土在硫酸盐侵蚀与不同环境因素(干湿交替、冻融循环)耦合作用下混凝土动弹性模量的退化规律,进一步解释了硫酸盐侵蚀-干湿循环和硫酸盐侵蚀-冻融循环2种工况下混凝土的破坏机理。结果表明,混凝土在双因素作用下的损伤程度远远大于单一因素作用,且硫酸盐-干湿循环作用对混凝土动弹性模量的影响是硫酸盐-冻融循环作用的1.4倍。另外,低水胶比以及加入适量引气剂能在一定程度上提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。     

硫酸盐侵蚀与冻融耦合作用下混凝土损伤研究

通过试验研究了先硫酸盐侵蚀后冻融、先冻融循环后硫酸盐侵蚀、硫酸盐侵蚀与冻融循环交互作用3种方式下混凝土质量损失率及相对动弹性模量的变化。结果表明,先硫酸盐侵蚀后冻融工况下混凝土劣化程度大于单一冻融工况,先冻融循环后硫酸盐侵蚀工况下混凝土劣化程度大于单一硫酸盐侵蚀工况,硫酸盐侵蚀与冻融交互作用工况下混凝土劣化程度大于2种工况分别作用下劣化程度的叠加。硫酸盐侵蚀与冻融耦合作用下混凝土劣化进程明显加快,硫酸盐侵蚀与冻融耦合作用过程中形成超叠加效应,二者相互促进,相互影响。     

混凝土冻融试验中加载方法的试验研究

外力长期荷载与冻融循环的耦合作用对混凝土耐久性能的影响不仅仅是两种因素作用下的简单叠加,设计两种冻融试验的加载方法并进行比较分析,确定最合适的加载方法,并结合荷载与冻融循环耦合作用下混凝土动弹性模量的变化研究其耐久性能,研究结果表明:随着在冻融循环次数的不断增加,相对动弹性模量均会降低;当加载应力小于某一临界值时,有利于提高混凝土的动弹性模量,该临界值处于30%极限应力与50%极限应力之间。     

冻融和干湿循环对废玻璃混凝土耐久性能的影响研究

研究了冻融循环、干湿循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环对不同替代率废玻璃骨料混凝土耐久性能的影响。结果表明：与未冻融、未干湿试件相比,经历冻融循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环试件的抗压强度降低、质量损失率增大,而经历干湿循环试件的抗压强度提高、质量损失率减小;不同损伤机制对废玻璃混凝土耐久性能的影响程度由小到大顺序为干湿循环<冻融循环+干湿循环<冻融循环<冻融-干湿耦合循环。     

刚性聚丙烯纤维改性透水混凝土耐久性能研究

为研究刚性聚丙烯纤维的掺入对透水混凝土材料耐久性能的影响,试验室中对4种掺量的钢纤维改性透水混凝土分别进行了冻融循环试验和硫酸盐干湿循环试验。研究表明随着纤维掺量的增加,透水混凝土的抗冻融性能和抗硫酸盐干湿循环性能均有提升,1%体积掺量的刚性聚丙烯纤维改性透水混凝土具备较好的耐久性能。对透水混凝土的冻融指标评定应以质量损失率为主,纤维一定程度上承担了基体冻融过程中的体积膨胀应力和硫酸盐循环中的结晶压力,对透水混凝土有效的发挥了阻裂和增强作用。     

干湿交替作用下混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

研究了干湿交替-硫酸盐溶液耦合作用下混凝土的损伤过程,以混凝土相对动弹性模量的变化来表征混凝土内部的损伤程度.采用环境扫描电镜(ESEM)分析了干湿交替与硫酸钠溶液作用下混凝土的微观结构.结果表明,与自然浸泡硫酸盐溶液腐蚀方式相比,干湿交替作用加剧了混凝土在硫酸盐溶液中的损伤程度:干湿循环早期,硫酸盐对混凝土有填充空隙缺陷的作用.同时试验表明,水胶比对混凝土的相对动弹性模量有重要影响:矿物掺舍料的加入能显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力.     

碳化与冻融交替作用下的混凝土抗压强度

通过室内单一碳化、单一冻融,以及碳化与冻融交替作用下的混凝土耐久性循环试验,对比分析了混凝土相对抗压强度、相对动弹性模量和碳化深度等指标的变化规律.结果表明:在碳化与冻融交替作用下,混凝土相对抗压强度要比单一冻融作用时大,但增加程度有限;混凝土相对动弹性模量要比单一冻融作用时小,碳化深度则比单一碳化作用时大.碳化与冻融交替作用下的混凝土抗冻耐久性较之单一冻融作用下有所下降,抗碳化能力较之单一碳化作用下有所减弱.最后建立了碳化与冻融交替作用下以碳化时间和冻融循环次数为变量的混凝土抗压强度拟合模型.     

媒体重头文章概览

正《粉煤灰综合利用》05/2019掺粉煤灰建筑混凝土在冻融-干湿循环作用下的碳化性能研究为了探究复杂环境下粉煤灰混凝土的碳化性能,对掺0、10%、20%以及30%粉煤灰混凝土进行了基准碳化、冻融-碳化、干湿-碳化和冻融-干湿-碳化耦合损伤试验。研究结果表明:动弹性模量随循环次数的增加逐渐减小,相同环境和循环次数下,20%粉煤灰掺量时的动弹性模量最大;干湿循环对粉煤灰动弹性模量的影响大于冻     

不同水胶比及粉煤灰掺量混凝土的耐久性能

为研究不同水胶比和粉煤灰掺量混凝土的耐久性能,采用质量损失和相对动弹性模量作为试件耐久性评价指标,对三种粉煤灰掺量和水胶比的混凝土试件在自然浸泡、冻融循环、干湿循环条件下的耐久性能进行了实验研究。结果表明:混凝土中粉煤灰掺入比控制在0.15、水胶比控制在0.3时,混凝土的抗腐蚀性、抗干湿环境和抗冻融环境性能最强,实际工程中可以优先考虑;三种环境条件下,冻融环境对混凝土耐久性能损坏最为突出。     

冰冻-氯盐循环下铁尾矿砂混凝土耐久性

为研究冬季使用除冰盐地区与冻融交替循环耦合作用下铁尾矿砂混凝土的耐久性能,配制质量分数为1%、3%、5%、7%、9%的Na Cl溶液,进行加速冻融循环试验,量测混凝土内部氯离子浓度分布以及不同盐冻循环次数下的质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度。结果表明:冻融循环加剧混凝土内部氯离子的扩散,氯离子集中区域由2.5～7.5 mm扩大到了2.5～17.5 mm,其质量损失率与盐冻循环次数成正比,相对弹性模量与盐冻循环次数成反比,抗压强度与盐冻循环次数成反比,其变化程度大小均表现为3%NaCl溶液5%NaCl溶液7%NaCl溶液1%NaCl溶液9%NaCl溶液。     

海洋侵蚀环境下超高性能混凝土的力学与耐久性能研究

通过加速劣化试验方法研究了超高性能混凝土（UHPC）在模拟海洋侵蚀环境下的力学和耐久性能。结果表明：海水养护下UHPC的力学性能受开始浸泡时间的影响较小，长期力学性能发展比较稳定；UHPC具有良好的适应性和耐久性能，冻融循环对UHPC性能的影响相对较大，但介质类型对其性能的影响较小；随着硫酸盐干湿循环次数的增加，UHPC的相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数先增加后降低，质量损失增加；硫酸盐干湿循环会导致UHPC表面露出的钢纤维锈蚀，但内部结构无损伤，钢纤维与基体结合紧密。     

干旱灌区混凝土劣化影响因素试验研究

针对西北干旱灌区水工混凝土建筑物受碳化、侵蚀、干湿循环等"超叠加效应",致使建筑物提前出现开裂、剥落等危害的问题,采用现场调查、X光衍射、室内加速试验等方法,以质量损失率和相对动弹性模量为材料性能评价指标,研究了环境因素及混凝土自身因素对混凝土材料劣化过程的影响,分析了干旱灌区水工混凝土在多因素作用下的材料损伤劣化规律。研究表明,碳化、干湿循环会加速硫酸盐对混凝土的侵蚀作用,且后者作用更为明显,三因素的叠加作用对混凝土劣化的影响最为显著;减小混凝土水灰比或适量掺加粉煤灰可以提高混凝土抵抗碳化、硫酸盐侵蚀以及干湿循环等叠加作用的能力。     

聚丙烯腈纤维混凝土耐久性能试验研究

为探寻聚丙烯腈纤维对不同强度等级混凝土耐久性的改善作用,试验对水胶比为0.30、0.35、0.40、0.45、0.50的聚丙烯腈纤维混凝土的抗渗性、抗冻性和抗硫酸盐干湿循环等耐久性能进行了研究。结果表明,掺入聚丙烯腈纤维,能够降低混凝土的渗水高度,抑制混凝土相对动弹性模量的降低,提高混凝土的抗压强度增长率和抗压强度耐蚀系数,从而改善混凝土的抗渗性、抗冻性以及抗硫酸盐干湿循环等耐久性能。     

古建水硬性石灰材料的制备与耐久性能

以气硬性石灰、白水泥、活性微粉、添加剂、纤维等为主要原料,设计制备了水硬性石灰砂浆作为古建修补材料;探究了加速碳化对水硬性石灰砂浆力学强度发展的影响,并以相对动弹性模量、质量损失率为主要评价指标,系统研究了水硬性石灰砂浆在单一因素(冻融、硫酸盐)与多因素耦合(干湿循环-硫酸盐)作用下的耐久性能.结果表明:加速碳化能显著提高水硬性石灰砂浆的力学强度,传统石灰砂浆加速碳化3d的抗压强度是自然养护条件下的7.5倍;掺加质量分数为0.1%的聚丙烯纤维能显著提高水硬性石灰砂浆的抗冻性,经历116次冻融循环后水硬性石灰砂浆未出现明显的冻融破坏;掺加质量分数为1%的铝制外加剂能明显改善水硬性石灰砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能.     

冻融-干湿耦合循环下粉煤灰混凝土损伤度分析

探讨不同掺量的粉煤灰混凝土分别在冻融循环损伤或干湿循环损伤单一因素作用下,以及冻融-干湿循环耦合作用下动弹模量及质量损失率的变化,分析冻融-干湿耦合循环效应与单一因素作用下的损伤关系。在此基础上,建立以动弹模量损失为指标的损伤度的概念,量化研究粉煤灰混凝土在不同的损伤方式下的损伤程度。研究结果表明:当混凝土的动弹模量达到相同的损伤度时,冻融-干湿循环损伤速率最快,是冻融循环的1.21倍,是干湿循环的3.58倍。     

受侵蚀混凝土耐久性衰减影响因素试验研究

针对地处滨海和盐渍区的混凝土建筑物长期遭受干湿循环和有害化学离子侵蚀的双重作用,导致混凝土耐久性衰减的问题,采用现场调查、室内加速试验、理论分析等相结合的研究方法,进行干湿循环下硫酸盐、复合盐(硫酸盐+氯盐)、水三种不同侵蚀条件的对比试验,以试件的相对动弹性模量为评价指标,研究不同侵蚀方式、侵蚀介质、水灰比、及粉煤灰掺加对受侵蚀混凝土耐久性能衰减的影响规律,研究结果表明:干湿循环能够促进硫酸盐对混凝土的侵蚀;干湿循环与硫酸盐侵蚀条件下,硫酸盐的侵蚀作用较复合盐的侵蚀作用明显,掺入20%粉煤灰对于增强混凝土抗盐结晶侵蚀性能有一定的积极效用。     

硫酸盐和冻融循环耦合作用下活性粉末混凝土物理力学性能研究

为了评价活性粉末混凝土耐硫酸盐和冻融循环耦合破坏作用的性能,本文通过试验测定了不同耦合循环次数下,普硅活性粉末混凝土(P)和高抗活性粉末混凝土(GP)的质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和抗压强度耐腐蚀性系数等物理力学性能指标,并研究了粉煤灰和矿粉替代量对活性粉末混凝土耐硫酸盐和冻融循环耦合破坏作用的影响。试验结果表明,P和GP的质量损失率随耦合循环次数的变化幅度较小,而相对动弹性模量、抗压强度和抗压强度耐腐蚀性系数都随耦合循环次数的增大出现先增大后减小的趋势,当耦合循环次数分别为9次和6次时,P和GP的抗压强度分别达到最大值168.65MPa和157.69MPa;粉煤灰的掺入能明显改善混凝土的耐硫酸盐和冻融循环耦合破坏作用,且当掺量为30%时改善效果最好;矿粉的加入也能改善混凝土的耐硫酸盐和冻融循环耦合破坏作用;相比于相对动弹性模量,抗压强度更适合评价活性粉末混凝土的耐硫酸盐和冻融循环耦合破坏作用的性能。     

盐冻循环作用下粉煤灰混凝土性能试验研究

设计制作粉煤灰引气混凝土在3.5%NaCl溶液中进行快速冻融循环试验,测试盐冻循环作用后混凝土的冻融损伤层厚度和相对动弹性模量,并进行静弹性模量试验。研究结果表明:在盐冻循环作用早期,混凝土性能劣化严重,随冻融循环持续,其劣化速度降低;混凝土静弹性模量与相对动弹性模量和盐冻损伤层厚度变化趋势一致,均可表征混凝土盐冻损伤程度。     

基于灰色理论的混凝土耐久性能衰减预测研究

针对我国漫长海岸线、西部大面积盐渍土地区的混凝土建筑物硫酸盐、氯盐等有害化学离子侵蚀,并遭受干湿循环的"超叠加效应",致使建筑物提前出现开裂、剥落等的危害,严重威胁着混凝土建筑物的正常运行及使用寿命的问题,提出了混凝土耐久性能衰减预测研究。通过试验所得的数据,以动弹性模量作为混凝土耐久性能衰减评价参数指标,运用灰色系统理论建立了干湿循环下硫酸盐侵蚀混凝土的力学性能GM(1,1)预测模型,得到该模型预测的平均相对误差值。分析结果表明:基于灰色理论的预测模型精度高,适用性好,为类似环境下混凝土侵蚀破坏的预测提供了参考。