盐碱-冻融环境下桥梁用混凝土耐久性分析

我国"三北地区"桥墩基础长期处于盐碱冻融环境,严重影响了桥墩基础混凝土的耐久性。以1%、2%、4%和6%的Na_2SO_4、NaCl和Na_2SO_4+NaCl作为腐蚀溶液,进行了最大冻融循环120次的不同配比粉煤灰混凝土长期性能室内试验,分析了腐蚀溶液、腐蚀溶液浓度、冻融循环次数、水灰比和粉煤灰掺量等因素对粉煤灰混凝土质量损失率和动弹性模量变化率的影响规律。研究结果表明:(1)相同条件下,溶液对粉煤灰混凝土的质量损失率和动弹模变化率的腐蚀作用:Na_2SO_4+NaClNaClNa_2SO_4;(2)粉煤灰混凝土的质量会在硫酸钠溶液中出现冻融前期增加而后期损失加剧的现象;(3)粉煤灰混凝土盐碱冻融循环过程中的质量损失和弹性模量减小随水胶比的增大而增大;(4)粉煤灰混凝土的质量损失率和动弹模变化率均随粉煤灰掺量呈现出减小的趋势。     

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。     

不同掺合料对盐碱腐蚀条件下干湿循环后混凝土性能的影响

通过制备5组不同掺合料的混凝土配合比,研究混凝土腐蚀后的外观变化、质量损失率、相对动弹性模量、抗侵蚀系数,并采用扫描电镜(SEM)和能谱化学元素组成分析(EDX)研究了混凝土腐蚀后的微观结构变化。结果表明:掺有粉煤灰和矿渣的混凝土抗干湿循环能力比基准混凝土差,干湿循环60次后其相对动弹性模量降到了60%以下,干湿循环100次后,抗侵蚀系数从1.0降到了0.76;而掺有粉煤灰、硅灰和膨胀剂的混凝土循环120次后,其相对动弹性模量仍然在90%以上,干湿循环120次后,抗侵蚀系数也在0.95以上。微观结构变化表明:在粉煤灰和硅灰基础上加入膨胀剂,填补了混凝土的孔隙,是提高混凝土抗干湿循环能力的主要原因;氯离子的存在,减少了氯酸三钙(C_3A)被硫酸盐化学侵蚀而生成膨胀性物质钙矾石的机会,从而减轻了硫酸盐造成的结晶膨胀破坏作用。     

不同强度等级混凝土对抗冻性能的影响

为评估北方公路用混凝土长期处于低温冻融环境中的安全性和耐久性。对不同强度等级（C30、C40、C50、C60）的混凝土试件开展快速冻融试验,通过测量冻融循环后的相对动弹性模量、质量损失率、抗压强度损失率,分析了不同强度等级混凝土试件抗冻性能。试验结果表明,随着冻融循环次数的增加,不同强度等级试件破坏程度均呈现逐渐加大趋势;试件强度等级越低,冻融循环后的内部结构越疏松,微裂缝数量越多,孔隙结构越差;随着强度等级的增加,试件孔隙率、质量损失率和抗压强度损失率均呈现降低特征,相对动弹性模量增加。     

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.     

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。     

混凝土干湿循环时间与抗腐蚀效果关系的探讨

通过混凝土抗硫酸盐侵蚀试验法研究了C50混凝土试件质量、相对动弹性模量损失率及试件抗压强度耐蚀系数与干湿循环时间的关系。研究结果表明干湿循环次数小于30次混凝土试件相对动弹性模量、抗压强度耐蚀系数损失率及质量变化率均较小,在30~120次之间,其变化率最大,120次干湿循环后相对动弹性模量、试件抗压强度耐蚀系数损失率及质量变化率又变得较小。     

外包钢管混凝土抗冻耐久性初步研究

对外包钢管混凝土在冻融条件下的强度、相对动弹性模量进行了试验研究。试验表明：外包钢管混凝土的抗冻性能有较大的改善。     

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。     

硫酸盐作用下粉煤灰轻骨料混凝土力学性能及微观结构

以圆球型页岩陶粒为主要粗骨料,并用一级粉煤灰(FA(I))等体积取代30%普通砂,制备粉煤灰轻骨料混凝土.以超细粉煤灰(UFA)、硅灰(SF)分别等质量取代粉煤灰轻骨料混凝土10%~40%和5%~15%水泥,然后进行抗压强度试验、干湿循环试验、工业CT试验、压汞试验、动弹性模量试验,从混凝土抗蚀系数、孔隙率、动弹性模量等方面研究硫酸盐作用下粉煤灰轻骨料混凝土力学性能演变规律及微观结构变化情况.结果表明：在Na2SO4溶液浓度(质量分数)为0%~10%时干湿循环20次,混凝土抗压强度达到最高值,随后下降较快;在10% Na2SO4溶液中干湿循环50次,当UFA,SF取代率分别为20%,10%时,粉煤灰轻骨料混凝土抗蚀系数均达到最高值;掺UFA,SF粉煤灰轻骨料混凝土50~100nm孔所占体积分数明显增多,掺20%UFA和掺10%SF粉煤灰轻骨料混凝土<100nm孔体积分数分别为普通混凝土的139,146倍;适量掺加UFA或SF能优化轻骨料砂浆界面过渡区微观结构,增强轻骨料砂浆界面黏结性能,延缓硫酸盐对粉煤灰轻骨料混凝土结构基体的进一步侵蚀.     

不同条件下水工混凝土抗冻指标演化规律研究

水工混凝土抗冻性演化规律是确定寒区水工混凝土养护时机的先决条件,有助于延长寒区水工混凝土的使用寿命。基于此,文中对不同水灰比及不同石灰岩粉末掺量下,不同冻融循环次数与水工混凝土质量损失率、相对动态弹性模量等抗冻指标关系的演化规律进行研究。结果表明,水工混凝土的质量损失系数与冻融循环次数呈现正相关关系,且随着水灰比的增加及石灰岩粉末掺量的增加,其质量损伤衰变速率也有所增加。冻融循环次数越多,水工混凝土相对动弹性模量越低;水灰比越大,石灰岩掺量越高,其相对动弹性模量衰变速率更快。     

盐冻作用下混凝土力学性能研究及灰色预测

为探究混凝土的劣化规律,对混凝土的力学性能进行了预测,以试验室数据为基础,构建了各项力学性能指标的灰色GM(1,1)预测模型,预测各项指标的劣化规律.结果表明:以盐溶液作为冻融介质会加快试块的破坏,且不同盐溶液对试块的破坏程度存在一定差距;获得的灰色GM(1,1)预测模型精度满足要求,可用于预测灌区内混凝土建筑物的力学...     

钢纤维-玄武岩纤维混杂对再生混凝土抗冻性能的影响

为了使得再生混凝土满足寒冷地区抗冻性能的应用要求,研究了钢纤维与玄武岩纤维混杂情况下对再生混凝土抗冻性能的影响,通过快速冻融试验,对相对动弹性模量、质量损失率以及抗压强度等相关抗冻性能指标进行了测试.研究表明:钢纤维和玄武岩纤维无论单掺或者混杂掺入,再生混凝土的抗冻性能较未掺纤维的普通再生混凝土均有不同程度的提高,且2...     

盐酸腐蚀条件下混凝土的应力-应变关系研究

以pH值分别为2,3的盐酸作为腐蚀介质,研究了受腐蚀后C30混凝土抗压强度等力学性能以及应力-应变曲线的变化规律;阐述了受盐酸腐蚀混凝土性能劣化的内在原因.试验结果表明,盐酸腐蚀作用下,混凝土的抗压强度、弹性模量随腐蚀时间和溶液浓度的增加呈线性减小趋势,其应力-应变曲线逐渐趋于平缓.提出了基于研究结果的受盐酸腐蚀混凝土抗压强度、弹性模量的计算模型.     

华北地区水工高性能混凝土应用研究

通过对相关水利工程的质量事故分析,结合研究已有的水工混凝土,发现其普遍在抗冻、抗渗及耐腐蚀等方面难达到设计方面要求.该项目通过对原材料优选,按照工程部位与结构设计的要求,探讨抗压强度与水胶比、粉煤灰掺量的关系,研究在不同的水胶比、不同粉煤灰掺量时的主要性能,提出优化的水工高性能混凝土配合比,来满足水利工程的施工要求,为水工高性能混凝土应用提供理论分析.     

干湿循环条件下混凝土硫酸盐侵蚀试验研究

针对干湿交替环境下混凝土工程的耐久性研究,考察了混凝土干湿循环对混凝土腐蚀的影响,结合工程环境,采用对比试验的方法,研究了干湿循环和硫酸盐侵蚀对混凝土损伤的影响,分析了双因素作用下混凝土的损伤机理,对实际工程有一定的参考价值。     

碳化-干湿循环作用下风积沙混凝土劣化规律

以明确碳化-干湿循环作用下风积沙混凝土表观形态、质量、吸水率、抗压强度等耐久性能指标的损伤劣化规律为目的,将风积沙全部替代普通河砂制备全风积沙混凝土,对其进行碳化试验(碳化龄期为0 d、14 d、28 d),采用外观形貌、抗压强度、质量、吸水率等参数表征风积沙混凝土经历碳化-干湿循环作用下耐久性能损伤劣化规律。结果表明：碳化、干湿循环前期形貌变化较小,后期逐渐出现网状裂缝;随干湿循环次数增加,风积沙混凝土的抗压强度先增加后减小;在干湿循环25次内质量不断增加,其中未碳化混凝土质量增加最多,碳化龄期28 d质量增加最少;碳化作用延缓了表面盐结晶的出现,使风积沙混凝土的抗压强度有所提升,提升了风积沙混凝土在干湿环境下的耐久性。     

不同养护条件下C40混凝土强度演化试验研究

基于成熟度理论,采用5种不同养护条件对C40混凝土进行了相关试验分析,深入研究了养护方式对C40混凝土强度增长的影响规律.采用不同的强度-成熟度模型对试验数据进行拟合,并分析了不同拟合模型的精准性.结果表明,双曲函数关系能够较好地表征C40混凝土抗压强度与成熟度之间的映射关系.