干湿循环作用下粉煤灰对砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的影响

硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的重要因素之一.通过外观、抗压抗蚀系数、抗折抗蚀系数和膨胀率等宏观性能,研究了干湿循环作用下混凝土抗硫酸钠和抗硫酸镁侵蚀性能,并基于侵蚀产物相和孔结构结果分析了粉煤灰对其抗侵蚀性能的影响机制.结果表明:在硫酸盐和干湿循环两者共同耦合作用下,干湿循环的作用是促进硫酸盐的结晶,加速混凝土破坏.粉...     

干湿循环条件下混凝土硫酸盐侵蚀损伤分析

干湿循环加剧了混凝土的硫酸盐侵蚀作用.采用超声平测法可测出混凝土的损伤层厚度,进而可对混凝土的损伤情况做出评估.本文考察了硫酸钠溶液浓度对干湿循环和硫酸盐侵蚀共同作用时混凝土损伤的影响.研究结果显示:随着干湿循环次数的增加,混凝土损伤不断加重,表现为损伤层厚度加大,混凝土损伤层中的超声波传播速度降低,且降低的速度逐渐加快;浓度越高,混凝土的损伤越严重.     

硫酸盐干湿循环对再生骨料混凝土性能的影响

为了探讨再生骨料混凝土在硫酸盐作用下的耐久性能,选取再生粗骨料替代率为50％、100％的两组再生混凝土和普通骨料混凝土进行硫酸盐环境中的干湿循环试验.从侵蚀后混凝土表观形貌,质量、强度、超声波速经时变化规律分析混凝土的损伤特性.结果表明:再生骨料混凝土抗硫酸盐侵蚀能力小于普通骨料混凝土,且抗侵蚀能力随着再生骨料替代率的增加而降低.硫酸盐侵蚀后,混凝土质量、强度、超声波速经时变化曲线由上升段与下降段两部分组成.超声波法可以反映再生骨料混凝土侵蚀后的损伤特征.最后,建立了无量纲化超声波速与抗压强度之间的演化方程.     

低温干湿循环条件下砂浆抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

研究了不同水胶比水泥砂浆试件在低温干湿循环条件作用下的抗硫酸盐侵蚀性能.试验制作了0.36与0.5两种水胶比的普通硅酸盐水泥、中抗硫水泥以及矿粉-硅灰复掺的水泥砂浆试件,检测了试件标养28 d后的孔结构及各试件在(5±1)℃的3％Na2 SO4溶液中干湿循环后的强度、动弹性模量变化情况,对砂浆在低温干湿循环条件下的抗硫酸盐侵蚀性能进行了评价,并分析了检测指标间的相关性.结果表明:低温干湿循环条件下,0.5水胶比砂浆抗硫酸盐侵蚀性能低于0.36水胶比砂浆,抗硫酸盐侵蚀性能随着水胶比的降低而提高;低水胶比砂浆复掺矿粉-硅灰后抗低温干湿循环条件下的硫酸盐侵蚀性能提升明显;两个水胶比砂浆的相对动弹模均与抗压强度高度相关.     

干湿循环-硫酸盐耦合作用下混凝土相对动弹模灰熵关联度分析

为研究混凝土在干湿循环与硫酸盐耦合作用下的损伤劣化,本文以相对动弹模为测试指标,通过试验研究了混凝土的相对动弹模在各个不同影响因素(粉煤灰的掺量、水胶比、Na2SO4的浓度、先期养护时间、不同的干湿循环制度(烘浸时间比))下随腐蚀龄期的演变规律.采用灰熵关联度理论分析了在不同腐蚀龄期各影响因素对混凝土相对动弹模的关联程度.结果表明:在干湿循环与硫酸盐耦合作用下,随着腐蚀龄期的增长,混凝土发生不同程度的损伤劣化,混凝土的相对动弹模也表现出不同程度的下降.不同腐蚀龄期,相对动弹模各影响因素的灰熵关联度排序是一致的.各影响因素对相对动弹模的灰熵关联度由大到小的排序为:水胶比、Na2SO4的浓度、不同的干湿循环制度(烘浸时间比)、先期养护时间、粉煤灰的掺量.     

氯盐干湿循环作用下嵌入式CFRP筋与混凝土界面粘结性能研究

海岛工程建设中,潮汐作用下的海水干湿循环是影响纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土结构耐久性能的主要因素之一。针对碳纤维增强复合材料(CFRP)筋嵌入法加固混凝土结构,通过CFRP筋从混凝土块中的拔出试验研究高性能纤维增强水泥基复合材料(HPFRC)和环氧树脂胶作为加固粘结材料时,海水干湿交替循环作用下嵌入式CFRP筋与混凝土界面的粘结性能,并对其破坏模式、极限粘结承载力进行分析。结果表明:环氧树脂胶作为粘结材料时,随干湿交替循环次数的增加,极限粘结承载力略有下降;而HPFRC作为粘结材料时,干湿循环90 d内的极限粘结承载力得到持续增长,可以达到作为粘结材料时极限承载力的70.3%,因此HPFRC可以作为粘结材料应用于潮汐环境下的FRP筋嵌入法加固海工混凝土结构中。     

低温(10℃)-干湿循环下水泥砂浆抗硫酸盐侵蚀试验研究

在低温(10 ℃)-干湿循环双重环境下,对不同水灰比不同胶凝材料方案的水泥砂浆试件的抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验研究,其中水灰比采用0.5和0.36,胶凝材料分别为普通硅酸盐水泥、中抗硫酸盐硅酸盐水泥和在普通硅酸盐水泥中分别掺入15%矿粉+1%硅灰和15%矿粉+3%硅灰.结果表明:在低温(10 ℃)-干湿循环双重条件下,既存在化学侵蚀又存在物理侵蚀,但是以物理侵蚀为主;通过降低水灰比或者使用抗硫酸盐硅酸盐水泥能显著提高砂浆抗硫酸盐侵蚀性能;在不同的水灰比下,复掺矿粉和硅灰会得到不同的效果,在低水灰比时能提高抗硫酸盐侵蚀的性能,在高水灰比时反而会降低抗硫酸盐侵蚀的性能.     

干湿循环下硫酸盐对水泥基孔隙材料的侵蚀破坏综述

硫酸盐对水泥基孔隙材料的侵蚀破坏是影响其耐久性的主要因素之一.相较于完全浸泡在硫酸盐溶液中,水泥基孔隙材料在干湿循环作用下其破坏更严重且破坏机理更复杂.过去的几十年内,学者们主要将研究重点放在硫酸盐化学侵蚀上,对干湿循环作用下水泥基孔隙材料的硫酸盐物理侵蚀破坏研究较少.处于硫酸盐环境中的水泥基孔隙材料主要遭受硫酸盐结晶物理侵蚀、化学侵蚀和干湿循环三重作用,而水泥基孔隙材料遭受硫酸盐结晶破坏的机理研究一直是个难点.综合分析了国内外学者对干湿循环下,水泥基孔隙材料硫酸盐结晶侵蚀破坏的机理和微-宏观试验现象,以及影响侵蚀的主要因素:硫酸根离子浓度、温度和相对湿度的等的影响;并从微观机理方面对水泥基材料力学性能和力学行为方面进行总结分析.最后,对干湿循环作用下水泥基孔隙材料遭受硫酸盐结晶侵蚀破坏的研究进行若干展望.     

干湿循环-硫酸盐侵蚀下矿物掺和料对混凝土耐久性的影响

研究了干湿循环-硫酸盐侵蚀耦合作用下,纯水泥混凝土、粉煤灰掺量10%和20%的粉煤灰混凝土及矿粉掺量15%和30%的矿粉混凝土的质量损失率、抗压强度和氯离子扩散系数的演变规律.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析研究了侵蚀后试件的微观形貌与物质元素组成.结果表明干湿循环-硫酸盐侵蚀耦合作用下混凝土性能发展分为2个阶段:即侵蚀初期性能的提高段与随后性能的劣化段:矿物掺和料的掺入不能改善混凝土的抗干湿循环-硫酸盐侵蚀性能.     

硫酸盐-冻融循环下自感应水泥砂浆的耐久及压敏性能

为提升寒冷地区建筑结构的实时损伤监测效果,研究了硫酸盐-冻融循环作用下采用短切碳纤维与铁尾矿作为导电材料制备的自感应水泥砂浆的耐久与压敏性能。利用质量损失、相对动弹性模量及抗压强度损失为依据探讨耐久性能变化规律,以电阻率变化率-压应力的相关关系反映硫酸盐-冻融循环作用下压敏性能发展规律并解释其导电机理,并采用平均应力敏感系数评价硫酸盐-冻融循环作用下压敏性能稳定性。结果表明,碳纤维体积掺量为0.4%、铁尾矿替代率为30%(质量分数)组合掺入水泥砂浆时,其耐久性能与压敏性能均达到较高水平,但硫酸盐-冻融循环造成的孔洞与裂缝会导致铁尾矿碳纤维水泥砂浆电阻率变化率-压应力呈一阶指数衰减关系,可采用Plane模型来反映平均应力敏感系数衰减程度与冻融循环次数、铁尾矿替代率之间良好的相关关系。     

冷热循环下纤维混凝土与高强钢筋间粘结强度损伤模型

通过对普通混凝土(PC)、钢纤维混凝土(SFRC)、聚丙烯纤维混凝土(PFRC)与HRB500E钢筋进行冷热循环作用后的中心拉拔试验,研究不同类型混凝土的劣化机理,分析冷热循环对PC、SFRC、PFRC的质量损失、相对动弹性模量以及粘结强度的影响.试验结果表明:冷热循环后,混凝土的质量损失和动弹性模量损失增加,钢筋与混...     

BFRP筋碱激发混凝土粘结性能试验研究与数值模拟

玄武岩纤维增强复合筋(BFRP筋)碱激发混凝土为海洋环境下混凝土的耐久性提供安全保障。在其中心拉拔试验的基础上,采用分离式模型,运用ABAQUS有限元软件进行粘结滑移性能数值模拟与分析。通过试验数据,得出适用于BFRP筋碱激发混凝土的粘结滑移本构模型以及碱激发混凝土的塑性损伤模型,构建了基于非线性弹簧单元的数值模型,试验结果与计算结果吻合程度较好,验证了模型的准确性。试验与模拟结果表明:粘结长度为2.5d、5d(d为BFRP筋直径)的试件均发生筋材拔出破坏,粘结长度为10d的试件均发生劈裂破坏;BFRP筋与碱激发混凝土之间的粘结应力分布并不均匀,随着粘结长度和筋材直径的增大,极限粘结强度逐渐减小;当BFRP筋直径d=12 mm,粘结长度为2.5d、5d和10d的碱激发混凝土试块极限粘结强度分别为13.92 MPa、13.56 MPa和12.60 MPa,较相同粘结长度的普通混凝土试件,其极限粘结强度分别提高6.58%、10.97%和9.76%。     

碳纳米管/聚丙烯腈导电纤维的结构与性能

使用浓硫酸和浓硝酸的混合溶液将多壁碳纳米管进行功能化处理后与聚丙烯腈(PAN)进行共混,采用湿法成形技术制备出了多壁碳纳米管/PAN导电纤维。采用扫描电镜、动态力学分析等手段对纤维的结构进行了分析,对纤维的物理机械性能及导电性能进行了测试。结果表明:添加碳纳米管5%时PAN纤维的强度、储存模量及玻璃化转变温度提高,断裂伸长率下降;添加经过功能化处理的碳纳米管可以有效地提高纤维的导电性能,当含量为5%时,电导率可达10-3S/cm。     

硫酸盐对超深井井壁混凝土力学性能的影响及劣化机理

针对深部地下工程中混凝土材料面临的高地温、高地应力、高渗透压、强腐蚀的恶劣服役条件,选取C70仿钢纤维混凝土(C70-ISFRC)和高性能超深井井壁混凝土(HUC)作为研究对象,研究两种混凝土在硫酸盐干湿循环条件下力学性能、破坏形态及冲击倾向性等变化,并采用扫描电镜及能谱分析其劣化机理。结果表明:随着硫酸盐干湿循环的进行,两种混凝土力学性能均表现为先增强后减弱的趋势,但HUC的性能更为优异,且劈裂抗拉强度较抗压强度对硫酸盐干湿循环机制更加敏感;两种混凝土的韧性均变差,但HUC中的镀铜钢纤维的抗拉性能优于聚丙烯仿钢纤维,使HUC板“坏而不断”;两种混凝土的冲击倾向性均增强,但HUC的冲击倾向性弱于C70-ISFRC;在硫酸盐干湿循环中,HUC与C70-ISFRC的腐蚀类型分别以石膏类腐蚀与钙矾石类腐蚀为主,表明混凝土内部存在膨胀应力,导致了混凝土内部结构的开裂。     

不同腐蚀环境下FRP筋耐久性与寿命预测研究进展

针对纤维增强聚合物(FRP)筋体,综合分析了水溶液浸泡、盐溶液侵蚀,酸溶液和碱溶液,以及冻融等不同作用介质和作用方式下筋体的拉伸性能,归纳总结了FRP筋体拉伸强度演化规律.从FRP筋拉伸强度退化作用机理出发,以Arrhenius方程为基础,探讨了不同作用方式下FRP筋拉伸强度寿命预测模型方程的参数特征.     

增强增韧抗静电尼龙612材料的制备及性能

采用熔融共混法制备了增强增韧抗静电尼龙(PA)612材料,探讨了抗静电剂种类及用量对PA612材料抗静电性能的影响,同时研究了玻璃纤维(GF)和增韧剂三元乙丙橡胶接枝马来酸酐用量对材料力学性能的影响。抗静电性能测试结果表明,石墨烯、碳纳米管在表面电阻方面的渗流阀值明显小于导电炭黑,即石墨烯、碳纳米管对PA612的抗静电效果优于导电炭黑;高用量下,添加碳纳米管的材料表面电阻比添加石墨烯的低一个数量级,但碳纳米管的成本较高。力学性能测试结果表明,GF能大幅提高材料的拉伸与弯曲强度,增韧剂能大幅提高材料的冲击性能,当增韧剂质量分数不高于10%时,材料的拉伸与弯曲强度下降幅度较小。当抗静电剂石墨烯、GF及增韧剂质量分数分别为3%,40%和10%时,制得的PA612材料具有较好的综合性能,其拉伸强度为120 MPa,弯曲强度为210 MPa,常温缺口冲击强度为10 k J/m~2,-45℃缺口冲击强度为9.6 k J/m~2,表面电阻为1×1011Ω,可满足PA612在储存、运输和使用过程中的抗静电要求。