硫酸盐环境下混凝土抗压强度耐蚀系数研究

基于混凝土腐蚀层厚度及腐蚀区混凝土抗压强度损失率的概念,建立了硫酸盐环境下混凝土试块的蚀强模型.根据该模型推导出混凝土抗压强度耐蚀系数计算公式,同时进行了3组全浸泡混凝土的腐蚀试验,并根据试验结果对混凝土抗压强度耐蚀系数计算公式进行拟合和参数分析.结果表明：根据所建立的模型得到的混凝土抗压强度耐蚀系数计算结果与试验结果吻合较好;硫酸盐环境下混凝土可划分为裂缝发展区、膨胀密实区和未腐蚀区3个区域;综合性的腐蚀系数可以反映混凝土配合比与抗硫酸盐腐蚀性的关系,腐蚀系数越大,抗硫酸盐腐蚀性越差.根据所建立的模型和计算方法能够评估和预测硫酸盐环境下混凝土的抗腐蚀性能.     

再生混凝土的硫酸盐腐蚀试验研究

再生混凝土的硫酸盐腐蚀是影响其耐久性的重要因素.对再生混凝土发生硫酸盐腐蚀的作用机理及其影响因素进行深入研究,掌握其规律,为再生混凝土在建设工程中的推广应用具有十分重要的理论价值和实践意义.采用清华大学冯乃谦教授推荐的干湿循环试验方法,进行了水胶比、再生骨料取代率、矿物质掺量等因素对再生混凝土抗硫酸盐腐蚀能力影响的试验研究.试验研究结果表明:降低水胶比、掺加粉煤灰,不仅能够改善再生混凝土内部的孔隙结构,还可使骨料间隙中石膏与钙矾石结晶的速度和数量明显减小,提高再生混凝土的抗硫酸盐腐蚀能力.     

基于Wiener过程理论的盐渍土中混凝土损伤演化及寿命预测

基于新疆若羌盐渍土环境，对水胶比为0.32、0.35和0.38的混凝土试件，进行硫酸盐溶液浸泡腐蚀（标准养护28 d）、盐渍土腐蚀（标准养护28 d）、盐渍土腐蚀（标准养护3 d）这3种腐蚀制度下的耐久性试验，分析腐蚀制度与水胶比交互作用下混凝土动弹性模量经时演变规律与作用机制.并基于混凝土动弹性模量动态变化过程，通过Wiener过程理论，建立了盐渍土环境下混凝土服役寿命预测模型，以定量表征混凝土损伤劣化规律.结果表明：在各腐蚀制度下，随腐蚀龄期增加，混凝土损伤度均出现先减小后增大的规律；在腐蚀终期，混凝土水胶比与其损伤度呈负相关；在相同水胶比下，硫酸盐溶液浸泡腐蚀（标准养护28 d）、盐渍土腐蚀（标准养护28 d）、盐渍土腐蚀（标准养护3 d）对混凝土损伤程度的影响依次增加；由Wiener过程理论建立的混凝土服役寿命预测模型可知，混凝土预测寿命退化呈3阶段变化趋势，其趋势与试验中混凝土劣化过程保持一致.     

轻集料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究

采用在水中和硫酸盐溶液中立浸并进行干湿循环的试验方法,分析讨论了水胶比、引气剂掺量、粉煤灰掺量及轻集料对轻集料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能影响的规律。试验结果表明：水胶比的降低可延缓硫酸盐腐蚀;掺入粉煤灰及引气剂均不同程度地提高了混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能;与普通混凝土比,轻集料混凝土具有更好的抗硫酸盐侵蚀性。     

基于NMR技术的自然腐蚀环境下混凝土强度劣化分析

为探究自然盐冻腐蚀环境下混凝土强度的劣化机理,通过抗压强度、微观孔结构（基于NMR技术）等试验,研究了不同水胶比的混凝土试件（A0>A1>A2>A3）标准养护28 d和自然盐冻腐蚀5年的抗压强度和微观孔结构时变规律,并分析了孔结构与抗压强度的关系。结果表明：与标养试件相比,自然腐蚀试件A0～A2的抗压强度较低,A3的抗压强度略有提高;试件的抗压强度损失率与水胶比基本呈正相关;经历自然腐蚀试件内部孔隙率均显著增加,A0～A2中小孔向大孔过渡明显,多害孔体积比均显著增加,试件的孔隙率与抗压强度呈负相关;自然腐蚀试件的抗压强度变化不仅与自身孔结构存在一定关系,还与结构所处位置有关。     

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。     

硫酸盐侵蚀下混凝土抗压强度预测模型研究

为了得到硫酸盐侵蚀下混凝土抗压强度预测模型,设计3种水胶比：0.32、0.35、0.38的混凝土试件在硫酸盐全浸泡作用下的侵蚀试验,测定了各试件在（20±2）℃、浓度为3%的硫酸钠溶液中全浸泡环境下0～300 d共11个测试龄期的抗压强度及硫酸根离子分布状况,总结了不同水胶比混凝土抗压强度及硫酸根离子扩散系数随侵蚀龄期的变化规律,建立混凝土抗压侵蚀率、扩散系数随侵蚀时间的变化函数,并在此基础上进行分析,得出了考虑水胶比与硫酸根离子扩散系数双因素的混凝土抗压强度预测模型。     

掺合料混凝土抗硫酸盐性能及评价方法

研究了硅灰、矿渣微粉和粉煤灰三种常用矿物掺合料对混凝土抗硫酸盐腐蚀能力的影响。试验结果表明:三种矿物掺合料均可改善混凝土的抗硫酸盐腐蚀能力,作用效率由高至低依次为:硅灰>矿渣>粉煤灰;掺合料混凝土中砂浆膨胀值发展与混凝土硫酸盐腐蚀程度有良好相关性,采用混凝土中砂浆的膨胀值和抗压强度比两项指标能较准确的评价混凝土抗硫酸盐腐蚀的能力。     

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.     

矿渣混凝土硫酸盐腐蚀研究

研究了矿渣混凝土在5%Na2SO4溶液中浸烘循环,其相对动弹性模量、幅值及抗压强度演化规律.试验结果表明:混凝土相对动弹性模量先下降,后上升,再保持稳定,最后下降直至破坏;其幅值在前100次保持稳定,后下降直至破坏.混凝土抗硫酸盐腐蚀能力随矿渣掺量的增加而增加.相比于普通混凝土,随矿渣掺量增加,混凝土抗压强度损失率下降了28%～62%.混凝土在硫酸盐溶液中浸烘循环,其腐蚀产物为钙矾石和石膏.膨胀性腐蚀产物导致了混凝土浆集界面区和浆体区开裂,并最终导致混凝土破坏.     

昌吉- 古泉±1100kV 特高压直流输电线路甘肃段基础混凝土耐久性试验研究

为研究多种因素作用下输电线路基础混凝土的耐久性变化规律,通过电通量法、快速冻融法和硫酸盐干湿循环腐蚀,测试了不同混凝土的抗氯离子渗透性、抗冻性和抗硫酸盐腐蚀性。试验结果表明:水胶比越大的混凝土,其抗氯离子渗透性越差,随着龄期的增长,混凝土抗氯离子渗透性有一定的提高,且提高幅度与粉煤灰掺量正相关;C30混凝土在冻融循环过程中,发生酥松破坏,抗冻等级仅能达到F150,其余混凝土抗冻等级能达到F200,且破坏程度随着混凝土强度的提高而降低;在硫酸盐干湿循环作用下,不同强度等级的混凝土的抗压强度都遵循着先提高后降低的趋势。但强度转变所对应的干湿循环次数不同,强度等级越高的混凝土出现的越晚。     

聚乙烯醇纤维混凝土耐久性能试验研究

综述了国内外纤维混凝土长期耐久性能的变化规律。研究了5种水胶比混凝土及聚乙烯醇纤维混凝土的抗硫酸盐侵蚀、抗水渗透以及抗冻融循环性能。研究结果表明,混凝土中掺入聚乙烯醇纤维能提高自身的抗硫酸盐干湿循环性能、抗渗性能和抗冻性能。其中纤维对高水胶比混凝土的抗硫酸盐干湿循环性能和抗渗性能提升效果更佳,对低水胶比混凝土的抗冻性能有较明显的增强效果。     

硫酸盐侵蚀-冻融循环复合作用下混凝土力学性能研究

针对西北旱寒区混凝土结构在冻融破坏及盐离子侵蚀作用下力学性能不断降低的问题,采用室内循环加速试验和理论分析相结合的方法,依据实际工程情况开展硫酸盐侵蚀-冻融循环复合作用下混凝土力学性能试验,分别考虑引气剂量、粉煤灰掺量及水胶比3个因素,探究硫酸盐侵蚀-冻融循环复合作用下混凝土材料抗压强度指标变化规律。结果表明:引气剂掺量及粉煤灰掺量对力学性能影响较大,水胶比影响较小;加入适量的引气剂和粉煤灰能提高混凝土的抗冻抗侵蚀能力。     

多孔混凝土在干湿交替作用下加速硫酸盐侵蚀的耐久性评价

研究了干湿交替作用下加速硫酸盐侵蚀对植生型多孔混凝土耐久性的影响.采用正交实验方法,研究了净浆水胶比、矿粉掺量和骨料粒径三种因素对多孔混凝土抗硫酸盐侵蚀性以及对抗压强度的影响.试验通过将测量的超声波波速换算为相对动弹模量以评价多孔混凝土的硫酸盐侵蚀破坏程度.实验结果表明,在相同空隙率情况下,骨料粒径越小,抗硫酸盐侵蚀性能越好;水胶比在0.25～0.29的范围内,净浆水胶比越大,抗硫酸盐侵蚀性能越好;磨细矿粉掺量大于20%时,不利于提高多孔混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能.     

复合助剂改性混凝土的抗硫酸盐侵蚀性研究

采用正交试验方法,研究了干湿循环与硫酸盐侵蚀作用下水胶比、胶粉掺量、硅粉掺量以及消泡剂掺量对混凝土抗硫酸盐侵蚀性的影响。结果表明,各因素影响混凝土抗硫酸盐侵蚀性的主次顺序是水胶比最大,胶粉掺量次之,硅粉掺量和消泡剂掺量最小;随着水胶比的增大以及胶粉和硅粉掺量的减小,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性降低;水胶比为0.35,胶粉掺量为8.0%,硅粉掺量为6.0%,消泡剂掺量为0的混凝土抗硫酸盐侵蚀性最强。干湿循环加剧了硫酸盐侵蚀的破坏效应,使混凝土的强度和抗侵蚀性降低。     

硫酸盐-干湿循环与冻融复合作用对混凝土力学性能的影响

为研究硫酸盐-干湿循环与冻融复合作用下混凝土的力学性能退化规律，采用试验室加速腐蚀的方法，对混凝土试件进行轴心抗压试验，得到了不同干湿循环次数、混凝土强度和冻融循环次数下混凝土峰值应力、峰值应变及受压应力-应变曲线的变化规律，并对腐蚀后混凝土表观形态和微观形貌进行分析。结果表明：3∶1的干湿循环制度下硫酸钠主要发生物理结晶侵蚀；随着干湿循环次数增加，应力-应变曲线上升段斜率逐渐减小，峰值应力不断下降，峰值应变呈增大趋势；硫酸钠-干湿循环大大加快了冻融循环后试件的劣化速度，随着冻融循环次数增加，混凝土峰值应力逐渐减小，峰值应变逐渐增大。通过回归分析，建立了硫酸盐-干湿循环和冻融环境下混凝土应力-应变曲线方程，模型可为西部地区混凝土结构剩余寿命预测提供理论基础。     

混凝土防腐蚀防泛碱影响因素的正交试验研究

利用正交试验分析了水胶比、硅灰、粉煤灰及矿粉掺量对混凝土硫酸盐腐蚀时抗压强度耐蚀系数Kf和混凝土泛碱物质量m的影响,并考虑了水胶比与3种矿物掺合料掺量的交互作用。结果表明:4种因素对于2个考核指标的主次排序基本相同,即水胶比的影响最大,硅灰次之,水胶比和硅灰的交互作用影响显著;粉煤灰掺量仅对混凝土防泛碱问题影响显著;其余因素及交互作用没有显著性影响。在单掺硅灰的条件下,用抗压强度耐蚀系数的变化研究硅灰与水胶比的交互作用,结果表明,硅灰最佳掺量随水胶比的变化而波动。水胶比在0.33以下时,最佳硅灰掺量在5%以下,当水胶比在0.33~0.43时,最佳硅灰掺量为10%。     

低水胶比下机制砂高性能混凝土抗压强度研究

采用单因素试验设计法,分别研究了3个主要影响因素:水胶比、减水剂掺量、矿渣掺量的改变对低水胶比机制砂混凝土抗压强度的影响。根据试验结果采用Matlab语言编制拟合程序来得到各影响因素与抗压强度间的解析函数。拟合出的强度与各因素的关系曲线,为低水胶比机制砂高性能混凝土的进一步研究与应用提供了参考。     

硫酸盐环境下碳纤维增强复材-混凝土界面黏结性能研究

通过硫酸盐干湿循环加速腐蚀试验模拟硫酸盐环境,对硫酸盐干湿循环作用下碳纤维增强复材(CFRP)-混凝土界面的黏结性能进行了研究。结果表明:随着腐蚀时间的延长,破坏面进入混凝土层的深度逐渐变浅,黏结强度逐渐降低。通过对试验结果的统计回归分析,建立了硫酸盐干湿循环作用下CFRP-混凝土界面黏结强度退化模型,预测模型能够很好地反映正拉黏结强度随硫酸盐腐蚀时间的退化规律。     

W-checker在高性能混凝土质量控制中的应用研究

水胶比、抗压强度和氯离子扩散系数是高性能混凝土质量控制中的关键因素。采用新拌混凝土单位水量测定仪(W-checker)对不同水胶比新拌高性能混凝土成分进行了测试,通过室内试验建立了混凝土水胶比与抗压强度和氯离子扩散系数之间的关系,并将研究结果应用于实际工程中。结果表明,采用W-checker可准确测试新拌高性能混凝土水胶比,有效预测混凝土28,56d抗压强度和氯离子扩散系数,预测值与实际值相对误差小。Wchecker用于高性能混凝土水胶比、抗压强度和氯离子扩散系数等质量控制时具有良好的可行性。