干湿-冻融交替作用下混凝土受硫酸盐侵蚀研究

冻融循环、干湿循环及硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性能的重要因素。分别采用单一干湿循环、单一冻融循环、干湿-冻融交替循环3种方法,研究混凝土在水和不同浓度硫酸盐溶液(1%、5%、10%)中的耐久性能指标,包括质量损失率和相对动弹性模量。研究发现,干湿循环和冻融循环作用效应并非简单叠加,而是超叠加效应,两者相互促进,共同作用,干湿-冻融交替作用下混凝土劣化最快。硫酸盐浓度对混凝土耐久性能影响显著,硫酸盐浓度越大,干湿-冻融后混凝土相对动弹性模量越低,混凝土损伤越严重。     

纳米强化技术对再生混凝土耐久性影响研究

通过试验重点研究纳米CaCO3和纳米SiO2对再生混凝土抗冻性和抗硫酸盐侵蚀性的影响。制作100mm×100mm×100mm再生混凝土立方体试件,采用慢冻法测其质量损失和抗压强度损失评价其抗冻性;采用干湿循环试验测其质量损失和抗压强度损失评价其抗硫酸盐侵蚀性。与未强化的再生混凝土相比,经过冻融循环试验,掺15%纳米CaCO3的再生混凝土强度损失下降了59.6%;掺1%纳米SiO2的再生混凝土强度损失下降了73.3%;经过干湿循环试验,掺15%纳米CaCO3的再生混凝土强度损失仅下降了9.7%,而掺1%纳米SiO2的再生混凝土强度损失下降了41.5%。纳米CaCO3和纳米SiO2的掺入均可在一定程度上改善再生混凝土的抗冻性和抗硫酸盐侵蚀性,掺量为1%的纳米SiO2效果更加明显,纳米强化法有利于综合提高再生混凝土的耐久性。     

冻融-干湿耦合循环下粉煤灰混凝土损伤度分析

探讨不同掺量的粉煤灰混凝土分别在冻融循环损伤或干湿循环损伤单一因素作用下,以及冻融-干湿循环耦合作用下动弹模量及质量损失率的变化,分析冻融-干湿耦合循环效应与单一因素作用下的损伤关系。在此基础上,建立以动弹模量损失为指标的损伤度的概念,量化研究粉煤灰混凝土在不同的损伤方式下的损伤程度。研究结果表明:当混凝土的动弹模量达到相同的损伤度时,冻融-干湿循环损伤速率最快,是冻融循环的1.21倍,是干湿循环的3.58倍。     

复合盐侵-冻融环境下混凝土的应力-应变关系试验研究

对混凝土在3.5%、10.5%、17.5%复合盐(NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3、Na_2CO_3)溶液的侵蚀作用下,研究了在复合盐侵蚀和冻融循环作用下C30混凝土的应力-应变关系的变化规律,对6组42个尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的混凝土立方体试件进行了冻融循环,并利用SEM扫描电镜观察冻融作用后混凝土内部显微结构的变化。试验结果表明:(1)复合盐溶液侵蚀作用下,浸泡冻融的冻融循环次数相同时,混凝土的峰值应力随溶液浓度的增加而有所增大,峰值应变随之左移,应力-应变曲线逐渐趋于平缓;相对于养护冻融,浸泡冻融条件下,随着侵蚀溶液浓度的增加,试件的峰值应力降低的少;(2)进行150次冻融循环试验后,随着复合盐侵蚀溶液浓度的增加,经浸泡冻融试验的混凝土试件的抗压强度分别降低了36.1%、35.9%、34.3%,而经养护冻融试验的混凝土试件的抗压强度分别降低了55.6%、59.9%、57.6%;(3)经扫描电镜(SEM)分析,随着复合盐侵蚀溶液浓度的增加,混凝土损伤程度减弱。     

复杂环境下粉煤灰混凝土抗硫酸盐侵蚀耐久性

我国西北地区及沿海地区的混凝土结构经常遭受多种硫酸盐侵蚀环境的共同作用而发生耐久性破坏。通过室内试验,研究了硫酸盐自然侵蚀、冻融循环-硫酸盐自然侵蚀、干湿循环-硫酸盐侵蚀、冻融-干湿循环耦合侵蚀环境下混凝土的质量损失、弹性波波速、抗压强度的变化规律。结果表明,混凝土的质量损失率、弹性波波速、抗压强度随着侵蚀时间的增加而呈现出先增加后减小的现象;混凝土的弹性波波速、抗压强度与侵蚀时间之间存在良好的相关关系。研究成果可为硫酸盐侵蚀环境下混凝土工程质量控制和耐久性评价提供理论依据。     

抗硫酸盐水泥混凝土的合理试件尺寸选取

采用两种不同尺寸的混凝土试件进行室内混凝土抗硫酸盐腐蚀性快速破坏试验,寻求适用于室内混凝土抗硫酸盐腐蚀性快速破坏试验的最合理的混凝土试件尺寸。结果表明：采用尺寸为100mm×100mm×400mm的混凝土试件比采用尺寸为40mm×40mm×160mm的混凝土试件进行抗硫酸盐腐蚀性快速破坏试验的试验结果具有较好的准确性,所以进行混凝土抗硫酸盐腐蚀性室内快速破坏试验时选取100mm×100mm×400mm的试件尺寸较为合理。     

硫酸盐和干湿循环作用下玄武岩纤维混凝土劣化规律

盐湖、盐渍土地区水位变幅区的混凝土材料劣化问题突出。该文开展不同质量浓度硫酸盐溶液干湿循环侵蚀作用下玄武岩纤维混凝土侵蚀试验、材料力学试验和微观测试,测试分析混凝土试件抗压强度、劈裂抗拉强度、质量变化、相对动弹性模量等参数的演变规律,揭示不同浸泡浓度及龄期下玄武岩纤维混凝土的劣化机制;结合混凝土试件侵蚀后的表观形态和细观结构特征,研究不同侵蚀周期下掺玄武岩纤维混凝土的细观结构演变机理。结果表明:掺入长度6mm玄武岩纤维的混凝土抗压及劈裂抗拉强度增强效果优于长度12mm纤维;硫酸盐和干湿循环侵蚀作用下玄武岩纤维混凝土劣化规律受硫酸盐溶液浓度、干湿循环次数和纤维掺量3个因素协同作用影响,干湿循环作用下硫酸盐侵蚀产物主要为石膏型侵蚀和钙矾石型侵蚀。掺玄武岩纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀能力明显优于于素混凝土。     

硫酸盐与干湿循环作用下混凝土耐久性试验研究

通过比对试验,以浓度5%的硫酸钠侵蚀溶液和清水溶液为润湿液,对C30、C40、C50三个强度等级的混凝土试块分别进行了120次干湿循环。经不同侵蚀时间后,从混凝土的表观特征、超声波波速、动弹性模量、抗压强度以及质量变化规律等方面来综合评价混凝土的耐久性能。试验结果表明,随着干湿循环次数的增加,混凝土内产生膨胀应力,表面出现开裂、剥落现象;混凝土强度等级越高,影响程度越小;润湿过程采用清水溶液时,混凝土的干湿循环影响程度要比硫酸盐溶液的小,各数值从始至终呈平缓下降趋势。     

硫酸盐侵蚀作用下混凝土动弹性模量的退化

试验研究了混凝土在硫酸盐侵蚀与不同环境因素(干湿交替、冻融循环)耦合作用下混凝土动弹性模量的退化规律,进一步解释了硫酸盐侵蚀-干湿循环和硫酸盐侵蚀-冻融循环2种工况下混凝土的破坏机理。结果表明,混凝土在双因素作用下的损伤程度远远大于单一因素作用,且硫酸盐-干湿循环作用对混凝土动弹性模量的影响是硫酸盐-冻融循环作用的1.4倍。另外,低水胶比以及加入适量引气剂能在一定程度上提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。     

干湿循环作用下再生混凝土中硫酸盐传输性能研究

研究了在干湿循环作用下,硫酸根离子在再生混凝土中的传输规律。采用分光光度计法定量表征不同深度处的水溶硫酸根离子浓度,研究再生粗骨料取代率(0,30%,50%,70%,100%)、矿物掺合料、水胶比、腐蚀龄期及干湿循环制度对其传输规律的影响。结果表明,再生粗骨料的掺入对硫酸盐传输有较为明显的影响。试验还表明,硫酸盐-干湿循环耦合作用下,粉煤灰和矿粉等矿物掺合料可阻碍硫酸根离子在再生混凝土中的传输,再生混凝土水胶比越小其水溶硫酸根离子浓度越小。随着腐蚀龄期增长,再生混凝土水溶硫酸根离子浓度大幅增加。与单一盐溶液侵蚀相比,干湿循环加剧了硫酸根离子在再生混凝土中的传输,其水溶硫酸根离子浓度随着循环次数的增加而增大。     

混合侵蚀与冻融交替作用下混凝土性能劣化试验

以质量分数为3％的氯化钠和5％的硫酸钠混合溶液为侵蚀介质,采用慢冻法,对立方体抗压强度为54.7 MPa的混凝土试件进行0,100,200,300次冻融循环试验,并测定各组试件的质量损失、抗压强度、相对动弹性模量和应力、应变等试验数据.结果表明:随着冻融循环次数的增多,混凝土试件表面剥蚀加剧,表观质量和相对动弹性模量无...     

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。     

冻融循环作用后钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

为研究冻融循环作用后的钢筋混凝土梁受弯性能,对经历0、50、100、125次冻融循环的混凝土立方体试块进行抗压强度试验;设计并制作了48根钢筋混凝土梁试件,分别经历0、50、100、125次冻融循环后进行静力受弯性能试验;分析混凝土质量损失率、相对动弹性模量、相对抗压强度等参数与冻融循环次数的关系。研究冻融循环次数、混凝土强度等级对钢筋混凝土梁受弯性能的影响。结果表明：混凝土试块质量、相对动弹性模量和立方体抗压强度均随冻融循环次数的增加而下降,高强度等级混凝土可延缓冻融循环造成的破坏;部分设计适筋混凝土梁经历冻融循环作用后发生超筋破坏。推导了受弯梁经历冻融循环作用后发生超筋破坏的界限配筋率计算式,并通过试验验证了其正确性;冻融循环作用后钢筋混凝土梁的开裂弯矩、受弯承载力仍可采用现行混凝土结构设计规范相关理论计算。     

盐渍土地区混凝土耐久性试验用试件尺寸的评价

采用2种不同尺寸的混凝土试件进行室内混凝土耐久性快速破坏试验,寻求适用于室内混凝土耐久性快速破坏试验的最合理的混凝土试件尺寸。结果表明:采用尺寸为100 mm×100 mm×400 mm的混凝土试件比采用尺寸为40 mm×40 mm×160 mm的混凝土试件进行耐久性快速破坏试验的试验结果具有较好的准确性。     

粉煤灰混凝土抗硫酸盐腐蚀性的试件尺寸评价

采用两种不同尺寸的混凝土试件进行室内混凝土抗硫酸盐腐蚀性快速破坏试验,寻求适用于室内混凝土抗硫酸盐腐蚀性快速破坏试验的最合理的混凝土试件尺寸。结果表明:采用尺寸为100mm×100mm×400mm的混凝土试件比采用尺寸为40mm×40mm×160mm的混凝土试件进行抗硫酸盐腐蚀性快速破坏试验的试验结果具有较好的准确性。     

纳米SiO2改性陶粒混凝土冻融损伤规律及模型研究

为研究纳米SiO2改性陶粒混凝土在不同溶液冻融环境下的抗冻性能,设计了四种溶液(水、硫酸盐、碳酸盐、复合盐)冻融环境,采用快速冻融法,以质量损失率及相对动弹性模量为指标对其冻融损伤规律进行了研究,并基于试验数据建立了抗冻性能退化模型。结果表明:在盐溶液冻融环境下,陶粒混凝土质量损失及相对动弹性模量高于水冻环境;当盐溶液浓度相同时,硫酸盐溶液冻融环境对混凝土的质量及动弹性模量的损伤较碳酸盐溶液强,复合盐类溶液冻融损伤居中;基于试验数据建立的抗冻性能模型可较好地反映纳米SiO2改性陶粒混凝土在不同冻融溶液环境下的冻融损伤规律。     

受硫酸盐侵蚀水泥基材料力学性能及本构模型

针对水泥砂浆材料,以干湿循环次数和硫酸盐溶液浓度为试验参数,研究硫酸盐干湿循环腐蚀对水泥基材料力学性能的影响.基于连续介质损伤力学基本理论,根据试验结果,建立了硫酸盐侵蚀水泥基材料的弹塑性化学损伤本构模型.模型计算结果与试验数据对比表明,所建立的模型能够很好地预测受腐蚀水泥基材料在受压作用下的弹性、塑性及损伤特征.     

冻融循环作用下混凝土抗冲磨性能研究#br#

寒冷地区水工构筑物长期承受着河流冲刷及冻融循环的循环作用。两者耦合作用下,混凝土力学性能及耐久性能将出现更大程度的劣化。该文对冻融循环作用下的混凝土抗冲磨性能进行研究,根据理论分析和试验结果,研究了冻融侵蚀作用下混凝土冲磨损伤规律。该文主要研究工作如下：①设计一种新的混凝土冲磨试验方法。考虑引气剂、冻融次数等因素,进行混凝土试件的冻融试验,得到冻融混凝土的动弹模、相对质量和抗压强度变化规律;进行冻融混凝土在不同流速下的冲磨试验。试验表明,混凝土在冻融和冲磨耦合作用下,耐久性退化比单一因素的作用严重2~3倍;②结合混凝土冻融损伤模型和冲磨模型,建立冲磨作用下冻融混凝土的磨蚀率理论模型。该模型计算结果与试验数据有良好的吻合;③建立有限元模型,对我国北方地区混凝土桥墩进行分析,在考虑冻融和冲磨交替作用下,混凝土桥墩表面年均磨蚀厚度在4.7~5.7mm之间。河流流速越大,冲磨程度越高。     

冻融循环后再生混凝土力学性能试验研究

为了研究再生混凝土冻融循环后的力学性能变化,通过改变冻融循环次数,对不同强度的再生混凝土和普通混凝土的抗冻性能进行试验研究,分析混凝土立方体抗压强度、质量、动弹性模量及超声波损失率的变化规律,并针对内蒙古地区,对不同强度的再生混凝土进行了抗冻耐久性寿命预测,同时对达到寿命服役期的最大抗压强度损失率给出了建议。研究结果表明：冻融循环50次前,再生混凝土与相同强度等级的普通混凝土的抗冻性能相差不大,冻融循环50次后,再生混凝土的抗冻性能略低于普通混凝土的,且随着冻融循环次数的增加,再生混凝土抗冻性能的劣势越来越显著;强度等级对再生混凝土试件的抗冻性能影响较大,强度等级越低,再生混凝土的冻融损伤越严重;超声波对冻融循环作用下再生混凝土的损伤较动弹性模量法更为敏感,建立的冻融损伤模型能够较好地反映再生混凝土冻融循环后的力学性能变化规律。