冻融和除冰盐作用下混凝土劣化试验方法评述

在北方寒冷地区,由于受到冻融循环作用,特别是除冰盐作用,混凝土结构将受到严重损伤,其使用年限也大为减少,造成不容忽视的经济损失.为了建立有效的冻融试验模拟方法,首先介绍了冻融及盐冻的破坏特征、破坏机理;然后,对现有抗冻性试验方法进行了分析;最后,从各试验方法和评价参数的比较、自然冻融循环次数计算以及室内外冻融循环差异等内容对混凝土抗冻相似性研究做了概述和评价.分析表明,目前已有的试验方法仅局限于研究混凝土材料的抗冻性能,尚不能模拟混凝土的冻融劣化过程,有必要研究新的冻融试验模拟方法.     

对混凝土抗冻性问题的几点认识

混凝土耐久性是指混凝土在环境介质的作用下长期保持其强度的能力,或混凝土抵抗随时间引起的性能与状态的改变的能力。在混凝土耐久性问题中,冻融交替作用是混凝土受到的最严重的破坏形式,混凝土的抗冻性问题最常发生也最为重要,因此人们常常将抗冻性指标作为评定混凝土耐久性问题的最主要指标,而且通常人们所说的耐久性也往往是指抗冻融耐久性。一、受冻破坏原因和抗冻性评价混凝土是一种由水泥石、粗细骨料和各种气孔组成的多相复合材料,其中的孔径在一定尺寸以上的毛细孔和砼拌合物拌合时裹入的大气孔在含有水时受冻,是造成混凝土受冻破坏的主要原因。当温度降低到0℃以下的某一温度时,由于混凝土孔隙内的水受冻结冰而对水泥石产生了膨胀压力,当这种膨     

沙漠砂蒸压加气混凝土含水率及抗冻性能研究

沙漠砂蒸压加气混凝土是以沙漠砂为主要成分研发的新型建筑墙体材料,对其含水率和抗冻性能进行研究,通过试验,对沙漠砂蒸压加气混凝土在不同含水率状态下的立方体抗压强度及抗冻性能进行了研究,试验结果表明,沙漠砂蒸压加气块混凝土立方体抗压强度随着含水率的增加其强度不断降低,当含水率大于35%时,其抗压强度逐渐趋于稳定,强度损失约为常温下强度的80%左右;其抗冻性能随着冻融次数的增多,抗压强度损失与质量损失基本程呈双线型增加,且强度损失较质量损失更显著。     

盐湖地区混凝土的耐久性研究Ⅲ——盐湖卤水类型对混凝土耐久性的影响

研究了盐湖卤水种类对混凝土在盐湖条件下的荷载、卤水腐蚀和冻融的单一与多重因素作用下的耐久性,探讨了混凝土在盐湖地区的破坏机理.结果表明,内蒙古盐湖卤水加速了混凝土的冻融破坏,西藏和新疆盐湖卤水则在一定程度上延缓了冻融破坏,而青海盐湖卤水则具有独特的延缓破坏现象.施加30%弯曲荷载将使混凝土寿命降低40%.Na2SO4·10H2O等盐类的结晶压作用是混凝土在盐湖地区腐蚀-冻融的破坏机理,当混凝土同时受到盐结晶压和荷载作用时突然断裂是其破坏特征.     

矿渣加气混凝土的制备及其性能

研制低密度高抗冻性矿渣加气混凝土的目的:一是为了解决我国目前废固堆弃的问题,二是实现加气混凝土低密度高抗冻,解决东北地区尤其是严寒寒冷地区加气混凝土外墙应用的问题。通过用矿渣代替河沙,并且掺入硅灰制备B05、A3.5级的矿渣加气混凝土,测试其抗压强度以及干密度和冻融情况。试验结果表明:在0.53的水料比情况下强度达到4.0MPa,水料比低于0.53时强度降低,由此确定水料比为0.53。从经济性和强度两方面考虑,硅灰掺量为5%时最佳,掺入硅灰后可以明显提高矿渣加气混凝土的强度和抗冻性。结论:采用矿渣作为加气混凝土的原材料,水料比为0.53,钙硅比为0.59时,强度最优。硅灰的掺量5%时,可明显提高矿渣加气混凝土的抗冻性,冻融45次后强度≥2.8MPa,满足A3.5、B05在寒冷地区建筑外墙应用的要求。     

冻融和氯盐侵蚀耦合作用下的大掺量粉煤灰混凝土耐久性探讨

鉴于北方海洋环境十分恶劣,对混凝土的破坏严重,目前对于海工混凝土耐久性问题的研究主要集中在氯离子渗透、硫酸盐侵蚀、冻融作用等方面。其中,氯盐侵蚀和冻融作用对混凝土造成的破坏尤为严重,所以对海工混凝土进行抗冻、抗盐害的设计尤为重要。出于混凝土劣化的主导因素和经济性的考虑,在海工结构中,大掺量粉煤灰混凝土(High Fly Ash Content Concrete,简称HFCC)以其经济效益和环境效益被人们愈来愈重视。主要对氯盐和冻融耦合作用下的大掺量粉煤灰混凝土的耐久性进行了探讨。     

大掺量粉煤灰抗冻混凝土的试验研究

试验进行了粉煤灰掺量为0~70%、含气量为5%~7%的抗冻混凝土的配制,并对其进行了50次、100次的冻融,测定了冻融前后的强度,以及冻融后的抗冻指标和强度损失率。试验结果表明:粉煤灰混凝土在28 d及冻融后时的强度都要高于基准混凝土,当粉煤灰掺量为60%时,其强度最高;试件经过冻融以后,抗冻指标满足要求,但强度损失严重,这说明抗冻指标并不完全反应冻融效应,还应考虑冻融后混凝土力学性能的劣化。     

青藏线管桩及电杆用高强防腐抗冻混凝土应用研究

1研究思路以碱矿灰混凝土防腐技术为基础,通过加入其它掺合料,在满足预应力混凝土管桩及电杆工艺要求和普通混凝土性能的前提下,突出三个特性。1、防腐性:混凝土制品在盐、碱、酸等多种腐蚀介质中,耐化学腐蚀的特性,以混凝土的抗侵蚀系数来度量。2、抗冻性:混凝土制品在冻融条件下(季节性冻土地区),保证以强度为主的基本性能不变的特性。以混凝土的抗冻融次数来度量。3、耐风蚀性:混凝土制品耐风砂冲刷侵蚀的特性。以混凝土制品的耐磨度来度量。2研究方法1、以工厂现有的环形电杆用混凝土作为基准混凝土,用“K0”表示。2、优选两件高效多功…     

除冰剂对机场跑道混凝土抗冻性能影响

采用单面冻融法,以试件表面剥落量作为混凝土抗冻性能的评定参数,探讨了经不同浓度乙二醇溶液浸泡后的机场道面混凝土的抗冻性能。结果表明,混凝土经中低浓度乙二醇溶液浸泡后,冻融破坏严重,当乙二醇浓度为3%时,冻融破坏达最大值;通过机场道面混凝土破坏机理分析,破坏主要受混凝土中溶液吸入率、除冰剂自结冰膨胀率影响显著。     

冻融循环作用下盐分对混凝土耐久性影响的试验研究

以青海德香高速公路大桥桥墩混凝土为依托,对其沿线主要易溶盐含量进行分析,通过室内模拟实验,配制了7种腐蚀溶液,并设计四种配合比混凝土,通过外观形貌、质量损失率和相对动弹模量三方面研究冻融循环作用下,盐分对混凝土耐久性的影响。结果表明:盐蚀-冻融循环作用下,单一盐类如Na2SO4、Mg SO4、Na Cl溶液对混凝土破坏形式和程度均不相同;上述几种盐的复合溶液对混凝土的破坏同时存在促进和抑制作用,即在低浓度盐溶液中,盐分加剧混凝土的冻融损伤,在高浓度盐溶液中,溶液冰点很低,缓解了混凝土冻融损伤。     

盐湖地区混凝土的耐久性研究III——盐湖卤水类型对混凝土耐久性的影响

研究了盐湖卤水种类对混凝土在盐湖条件下的荷载、卤水腐蚀和冻融的单一与多重因素作用下的耐久性,探讨了混凝土在盐湖地区的破坏机理。结果表明,内蒙古盐湖卤水加速了混凝土的冻融破坏,西藏和新疆盐湖卤水则在一定程度上延缓了冻融破坏,而青海盐湖卤水则具有独特的延缓破坏现象。施加30%弯曲荷载将使混凝土寿命降低40%。Na2SO4.10H2O等盐类的结晶压作用是混凝土在盐湖地区腐蚀—冻融的破坏机理,当混凝土同时受到盐结晶压和荷载作用时突然断裂是其破坏特征。     

新型碱矿渣混凝土抗冻性研究

着重考察了普通强度等级的新型碱矿渣混凝土抗冻性能。试验结果表明：新型碱矿渣混凝土具有较好的抗冻融循环能力；且强度等级越高的新型碱矿渣混凝土，其抗冻性越好。在此基础上，分析讨论了新型碱矿渣混凝土冻融破坏机理及抗冻性较好的原因。     

混凝土配合比设计的修正方法

1 引气混凝土配合比设计的修正 在饱水状态下且气温低于冰点时,混凝土表面很容易剥落开裂导致整体破坏。混凝土的破坏类型、特性很多,可归结为冻融破坏。特别是应用化冰盐,会使混凝土的冻融破坏更加严重。     

混凝土冻融及盐冻劣化机理研究进展及模型综述

对近年来混凝土冻融及盐冻破坏机理的研究进展及成果进行了总结,评述了孔结构、水灰比及外掺料对混凝土抗冻性及抗氯盐冻融性能的影响,同时总结了混凝土冻融劣化模型的研究进展.在此基础上为混凝土冻融及盐冻劣化的进一步研究方向提出了建议.     

聚丙烯腈纤维对引气混凝土抗冻性的影响

采用快速冻融法,以质量变化和相对动弹性模量作为混凝土抗冻性能的评定指标,研究了聚丙烯腈纤维在三个体积掺量0.07%、0.1%、0.13%时对C30、C45和C60引气混凝土抗冻性的影响,其中引气混凝土含气量为4%.结果表明掺加聚丙烯腈纤维的引气混凝土的冻融破坏形态为表面剥落破坏,纤维混凝土在冻融作用下的内部损伤减轻.掺加聚丙烯腈纤维的C30、C45引气混凝土的抗冻性得到了很大的改善,纤维体积掺量为0.1%时,抗冻性最好;但聚丙烯腈纤维对高强度等级的C60引气混凝土的抗冻性提高幅度不明显.     

蒸压加气混凝土抗冻性能试验研究

通过四种不同厂家加气混凝土的冻融实验结果,分析了加气混凝土吸水率和冻融循环次数对抗冻性能的影响,得到了加气混凝土抗冻性能随饱和吸水率增加而提高的结论。针对加气混凝土以宏观气孔为主的孔结构特性,分析了其抗冻性与其他砌体材料的差异。     

路面混凝土冻融破坏评价指标参数敏感性分析

评价混凝土冻融破坏的指标参数较多,为研究这些评价参数对抗冻性的敏感程度,测试了不同含气量和粉煤灰混凝土的抗冻性能,着重从含气量、气泡间距系数、相对动弹性模量、相对耐久性指数、抗折强度损失率、剥落量6个方面分析混凝土冻融破坏。结果表明,含气量、气泡间距系数均是评价混凝土抗冻性的敏感指标,水冻环境和盐冻环境下分别增加抗折强度损失率和剥落量作为评价混凝土抗冻性的敏感指标。     

混凝土抗冻性试验方法及评价参数的研究评述

本文主要阐述了混凝土冻融破坏的机理，国内外混凝土抗冻性试验方法,评价参数及影响混凝土的抗冻性试验方法的因素.分析结果表明在除冰盐存在的情况下大大加剧了混凝土的冻融破坏。影响这些试验方法的因素为：试件与传热介质的接触方式；传热介质的种类和浓度；冻融循环制度。通过试件单位面积的剥蚀量和动弹性模量的损失更能准确、全面地反映混凝土的抗盐冻性能，并建议在我国应建立适合道路和桥梁的单面盐冻试验方法。     

冻融作用后混凝土力学性能的衰减规律

开展了混凝土在冻融作用后各项基本力学性能衰减规律的试验研究,包括冻融作用对混凝土受压应力-应变关系、劈裂抗拉性能、抗重复荷载性能的损伤影响,并根据工程中结构构件的实际工作状态,进行了压应力与冻融循环双重因子作用下混凝土的抗冻性能及力学性能衰减规律的研究。试验现象表明:随着冻融循环次数的增多,混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗重复荷载性能等力学性能指标的下降程度均逐渐加大,并根据试验结果得出了混凝土上述各项力学性能指标随冻融作用的退化规律,建立了与冻融参数相关的退化计算公式。通过试验研究还发现:混凝土在承载状态下,冻融作用对其损伤影响将加剧,混凝土承载能力的衰减幅度较单一冻融作用更显著。本文研究可为建立符合实际工程的混凝土结构抗冻耐久性设计理论提供基础资料。     

冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土试验研究

通过在含有100%再生粗骨料的混凝土中同时掺入20%的矿渣和0%,15%,30%掺量的粉煤灰,并进行碳化、冻融和冻融-碳化耦合试验,研究冻融和碳化环境对再生混凝土耐久性的影响,对比分析试件抗压强度、质量损失率、相对动弹性模量、碳化深度的变化规律,建立冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土抗压强度模型。结果表明:粉煤灰掺量为15%时,再生混凝土的抗冻性能最好,当冻融次数大于100次后,粉煤灰对再生混凝土抗冻性能的促进作用开始减弱;粉煤灰掺量越多,再生混凝土的抗碳化性能越弱,当粉煤灰掺量为30%时,其碳化深度是粉煤灰掺量为0试件的2倍以上;在冻融-碳化耦合环境中,冻融作用促进了碳化深度的增长,碳化作用加剧了矿渣-粉煤灰再生混凝土的冻融破坏;建立的矿渣-粉煤灰再生混凝土冻融-碳化耦合抗压强度模型能较好地反应冻融-碳化耦合环境下的抗压强度退化规律。