氯离子侵蚀下多壁碳纳米管掺量对混凝土耐久性能的影响

对掺多壁碳纳米管的混凝土进行氯盐溶液(3%的NaCl溶液)浸泡,通过试验检测混凝土的力学性能和抗氯离子渗透能力,探讨了不同碳纳米管掺量对混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响规律。研究了氯盐侵蚀下,多壁碳纳米管混凝土质量变化、相对动弹性模量、抗压强度等性能指标的变化规律。结果表明,随氯离子侵蚀时间增加,多壁碳纳米管混凝土的力学性能呈现“先增大,后降低”的变化。当混凝土中多壁碳纳米管掺量(质量分数)为0.1%时,混凝土在氯盐浸泡中残余抗压强度提高最大,相比普通混凝土提高了35.67%。掺多壁碳纳米管的混凝土内部氯离子浓度始终低于未掺多壁碳纳米管的试样,并且,在碳纳米管掺量为0.1%时,混凝土抗氯离子渗透性能的增强效果最好。     

碳化—干湿循环作用下风积沙混凝土氯离子传输试验研究

我国西北地区有大量盐湖分布,加之冬季除冰盐的使用,使这种环境下混凝土工程的气液交换区经常受到干湿循环和碳化的双重作用,这部分混凝土比一般环境下的混凝土更容易发生钢筋锈蚀。进行了风积沙混凝土在干湿循环和碳化作用下氯离子侵蚀试验研究,通过分析自由氯离子含量和分布规律、氯离子扩散系数以及时间依赖性与碳化时间的关系,深入研究了风积沙混凝土在碳化和干湿循环作用下氯离子的传输规律。结果表明：碳化作用阻碍了氯离子向内部的迁移速度,且碳化时间越长氯离子扩散系数越小,对混凝土抗氯离子侵蚀起到了积极作用;干湿循环作用前期加速了氯离子侵入,中后期由于形成的盐结晶填充了孔隙,增大了混凝土的密实度,阻碍了氯离子继续向内侵蚀,但结晶应力产生的裂缝却使表层氯离子含量增加。     

火成岩纤维掺量对水工混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响

根据暴露在强感潮环境下6根RC梁的水工混凝土实验,测定了不同深度处的自由氯离子浓度,并依据Fick第二定律计算了火成岩纤维水工混凝土的氯离子扩散系数,分析了火成岩纤维掺量对水工混凝土抗氯离子性能的影响。结果表明,暴露时间为1 140 d的水工混凝土均存在明显的氯离子对流区,其对流区厚度为4~8 mm。在水工混凝土中掺入火成岩纤维,可降低氯离子扩散性能,提高水工混凝土的抗氯离子侵蚀能力。在一定范围内,火成岩纤维的掺量越大,提高效果越明显。     

水泥混掺粉土改性风积沙冻融特性分析

为探究水泥混掺粉土改性风积沙冻融特性,开展了常规5％水泥掺量与不同含量粉土混掺条件下改性风积沙冻融循环试验,研究冻融条件下其强度衰减与质量体积变化规律.结果表明:经过2次冻融循环,改良风积沙抗压强度及峰值应变与粉土掺量呈正相关关系;随冻融循环次数增加,高粉土掺量与低粉土掺量改良风积沙抗压和抗破坏变形能力下降均较明显;1...     

考虑混凝土敏感指标下氧化镁最优掺量分析

同时考虑混凝土的抗压强度、自生体积变形和抗氯离子渗透性下，提出MgO膨胀剂最优掺量的确定方法。其中氯离子扩散系数采用RCM法测试，试验结果表明；外掺一定量的MgO可以提高约束条件下的混凝土抗压强度、补偿混凝土的温度收缩并显著改善混凝土早期抗氯离子渗透性能；其强度、变形和抗氯离子渗透最优掺量分别在1％～3％、4％～6％和1％～3％之间；通过组合公式确定的MgO综合最优掺量，与已有的工程实例对比验证了该方法的可行性。     

寒区面板混凝土抗盐冻侵蚀试验研究

为提升寒冷盐碱地区面板混凝土的耐久性,将聚丙烯纤维掺入到面板混凝土中,进行不同盐溶液浓度下的冻融循环试验.结果表明:掺入纤维对面板混凝土的抗盐冻性能有较大幅度提升,当聚丙烯纤维掺量为1kg/m3时,面板混凝土的抗盐冻性能表现最佳;面板混凝土在中等盐浓度(3.5％)下的冻融损伤要大于在低等浓度(2％)和高等浓度(5％)下的冻融损伤.这一研究成果可为面板混凝土设计施工提供借鉴.     

矿物掺合料对西北盐渍土地区混凝土耐腐蚀性的影响

为解决我国西北盐渍土地区混凝土结构存在的盐蚀问题,掺入矿物掺合料提高混凝土的耐腐蚀性。根据特定工程会对混凝土强度预先提出要求的实际情况,控制混凝土满足C35强度等级,设计单掺、双掺和三掺粉煤灰、矿渣粉及硅灰等6种配合比,采用硫酸盐干湿循环侵蚀、SEM(Scanning Electron Microscope)和XRD(X-Ray Diffraction)等方法研究不同掺合料对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,采用快速氯离子迁移系数和电通量法研究混凝土的抗氯离子渗透性能。结果表明:混凝土强度相同条件下,随着掺合料掺量增加,混凝土抗硫酸盐侵蚀和抗氯离子渗透能力都有提高,且粉煤灰的提高效果高于矿渣粉的提高效果。不同掺合料复掺可以改善混凝土的孔隙结构与水化产物结构,明显提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力,进一步提高混凝土的耐腐蚀性。     

胶凝材料粒径分布及粉煤灰掺量对混凝土 耐盐腐独能力影响的差异性分析

通过正交试验，测试了水泥粒径分布、粉煤灰粒径分布和粉煤灰掺量三因素三水平下的混凝土氯离子扩散系数。利用统计分析的方法，分析了各因素各水平对混凝土耐盐腐蚀能力的影响。结果表明粉煤灰掺量对混凝土耐盐腐蚀能力影响不显著，而水泥粒径分布和粉煤灰粒径分布影响显著。最后研究还得到了混凝土最佳的胶凝材料组合和粉煤灰掺量。     

盐冻耦合作用下掺纤维面板混凝土耐久性研究

为了研究盐冻耦合作用下掺纤维面板混凝土的耐久性问题,采用不同纤维种类(聚丙烯、聚丙烯腈、钢纤维)及不同掺量的面板混凝土在不同氯盐浓度(2.0％、3.5％、5.0％)中进行冻融循环试验,并对冻融后的试件开展电镜扫描试验.研究表明:当盐冻侵蚀作用增强时,掺纤维面板混凝土试件的质量损失率先减小再增大,抗压强度则持续降低;氯盐...     

海洋大气环境下橡胶粉水泥混凝土性能试验

研究了不同掺量的橡胶粉水泥混凝土的物理力学性能,通过模拟海洋大气对混凝土的侵蚀作用,采取化学滴定的方法,测定了不同掺量的橡胶粉水泥混凝土的碳化深度和氯离子渗透深度。结果表明,随着橡胶粉掺量的逐渐增加,混凝土试件的工作性、抗压强度及抗折强度逐渐降低,且当掺量小于2%时,降低幅度较小,当掺量大于2%时,降低幅度增大;掺入一定量的橡胶粉对混凝土的抗碳化和抗氯离子侵蚀性能具有明显的改善作用。其中,改善抗碳化能力橡胶粉的掺量约为3.5%,改善抗氯离子侵蚀能力的掺量约为5%,且当掺量为2%时,改善效果最佳。     

冻融循环对软土力学性质的影响分析

为探究冻融循环过程中软土的冻胀融沉规律、力学性质及力学参数特性等,对松花江避暑城战备路工程软土试样进行室内冻融循环试验。通过改变冻融循环次数测定试件体积膨胀与收缩率,并通过室内三轴试验,测得不同冻融循环次数及不同围压条件下的软土抗剪强度。宏观试验数据及微观分析结果表明:软土在冻胀融沉过程中体积变化率随冻融循环次数的增加逐渐增大,6次冻融循环后,土体冻胀率、收缩率基本保持不变,冻胀融沉现象趋于稳定;随着冻融循环次数的增加,软土抗剪强度先增大后减小,且在第6次冻融循环作用下达到最小值,在后续6~15次冻融循环过程中,抗剪强度逐渐增大,且接近冻融循环作用之前的抗剪强度值;冻融循环作用对软土黏聚力c有显著影响,而与内摩擦角φ无相关性。     

冻融循环下混凝土中氯离子的扩散性

经冻融循环的混凝土试件在3．5％NaCl溶液中浸泡试验结果表明，冻融循环使混凝土中氯离子的含量增加，扩散系数增大，氯离子扩散系数并不是常量，且随时间变化．     

基于冻融循环试验的季节性冻土区边坡稳定性分析

内蒙古包头地区属于典型的季节性冻土区,冻胀和融沉是冻土危害产生的主要原因,也是人们面临的重大难题。通过建立非饱和粉砂土黏聚力、内摩擦角与冻融循环参数之间的定量关系,探索冻融循环对粉砂土抗剪强度的影响规律。通过对不同含水率、不同干密度的土样进行不同次数的冻融循环分析并总结其变化规律,研究发现:不同干密度、不同含水率的土样,黏聚力都会随着冻融次数的增加不断减小;内摩擦角会随着冻融次数的增加逐渐趋于稳定,波动的幅度在5°之内;抗剪强度的变化趋势受黏聚力的影响较大。最后,用岩土工程软件进行有限元分析,利用折减系数法计算边坡的安全系数,以此为包头地区季节性冻土的研究提供更好的理论基础。     

冻融循环与疲劳荷载作用下混凝土损伤研究

为研究冻融循环与轴向疲劳荷载作用下混凝土力学性能损伤演化规律,对混凝土试件分别进行冻融循环、疲劳加载、先冻融循环后疲劳加载和先疲劳加载后冻融循环4种损伤试验,以试件经历损伤后的抗压强度劣化作为损伤评价指标研究混凝土的损伤特性和机理,同时研究相对动弹性模量和质量的劣化规律。研究结果表明:不同联合作用下,混凝土的相对动弹性模量均呈现降低趋势。冻融循环单一因素作用下,混凝土强度随冻融次数的增加逐渐降低;疲劳荷载单一因素作用下,混凝土强度随疲劳次数增加呈先升后降的趋势,疲劳4万次时,混凝土的损伤度为1.8%;先冻融循环后疲劳加载作用下,即混凝土先受冻融循环作用,再受1万次应力水平(0.1 f_c~0.5 f_c)的疲劳荷载作用时,随疲劳次数的增加,试件的强度均呈现升高趋势;先疲劳加载后冻融循环作用下,随冻融次数的增加,混凝土的力学性能损伤显著,历史疲劳次数为0.5万次和1万次,再经历75次冻融循环作用时,其损伤度分别为19%和24.2%。研究成果可为建立符合实际工程的混凝土结构耐久性设计理论提供较可靠的基础依据。     

冻融循环条件下亚氯盐渍土盐冻胀试验研究

为研究亚氯盐渍土的盐冻胀特性,对罗布泊地区天然亚氯盐渍土进行多次冻融循环试验,研究了含硫酸盐亚氯盐渍土的温度变化规律和盐胀特性。试验结果表明:在冻融循环作用下,同一土层的温度升降基本一致,每一土层的温度分布形式成抛物线型,离冷端面较近的第1层和第2层温度变化较大,而第3层到第5层温度变化较小;低液限粉土的亚氯盐渍土具有较好的盐胀累加效果,盐胀量随着温度的降低而增加,随着温度的升高有所回落,最大盐胀量可达到7.61 mm;前4周期的盐胀效果明显,产生的盐胀量约占总盐胀量的80%;盐胀在前6次冻融循环逐渐增大,但增大的趋势慢慢降低,并在第7次冻融循环作用时趋于稳定。研究成果可为分析含硫酸盐亚氯盐渍土的盐胀机理和治理盐胀病害提供参考。     

不同冻融循环次数混凝土单轴压缩试验

为研究冻融循环作用对混凝土力学性能的不利影响,分别对混凝土进行0,10,25,35和50次快速冻融循环,并利用10 MN大型多功能动静力三轴仪对混凝土历经40%f_c的荷载历史作用后(f_c=40 MPa为普通混凝土单轴抗压强度),以10-4/s的应变速率进行单轴压缩试验,得到冻融循环后混凝土的单轴抗压强度,并分析其损伤演化规律与破坏机理。结果表明:随着冻融循环次数的增加,历经相同加载历史作用后的混凝土的单轴抗压强度逐渐降低,且峰值应力随冻融循环次数的变化呈二次曲线关系;选用修正后的Weibull-Lognormal分段式损伤本构模型,经验证能够较好拟合冻融劣化混凝土历经荷载历史作用后单轴应力应变曲线;此外,冻融循环次数越多,对混凝土造成的损伤程度越大,在损伤发展的后期阶段,冻融程度较大的混凝土损伤路径大幅度延长且趋于扁平化,直至进入破坏阶段。     

受冻条件对混凝土抗冻性的影响

本文分别以气冻、干湿冻融、饱和冻融为条件,经过125次冻融循环,每25次冻融循环结束后对混凝土强度、质量进行对比,研究水工混凝土在冻融循环条件下的性能,得出在不同受冻条件下,混凝土经冻融循环后,在干湿冻融状态下的冻融破坏最为严重,其次是饱和冻融的结论。     

基于核磁共振成像的混凝土冻融损伤特征

为研究多次冻融循环过程中材料内部孔隙分布的变化特点,采用低强度磁场核磁共振成像扫描仪对经过0,50,100和200次冻融循环的混凝土试件进行扫描,获得了弛豫时间T₂分布谱和扫描图像。研究结果表明:随着冻融循环次数的增加,表征材料孔隙率大小的T₂谱面积呈现初期增速较快,后期增速减小的规律;小孔隙含量随循环次数增加而减小,大孔隙含量随循环次数增加而上升;不同损伤程度的混凝土试件的核磁共振(NMR)扫描图像与T₂分布谱的变化特点具有较好的同步性,体现了扫描结果的准确性。研究成果有助于加深对混凝土在冻融循环过程中结构损伤演化规律的认识。