酸雨环境下混凝土中性化及抗压强度研究

依据江西酸雨的实际情况,采用p H=3.5,SO2-4离子浓度分别为0、0.06、0.1、0.15 molL的四种酸雨溶液进行模拟不同的酸雨环境。为了得到酸雨对混凝土耐久性的影响,采用干湿交替的试验方法分析研究了受侵蚀混凝土外观、中性化和立方体抗压强度的变化规律。试验结果表明:随着侵蚀时间的延长,试件外观逐渐劣化;中性化深度随着SO2-4离子浓度的增大而增大;立方体抗压强度随侵蚀时间先缓慢增大后快速减小,并且,随着SO2-4离子浓度的增大,劣化现象更加明显。     

硫酸盐侵蚀环境下混凝土立方体抗压强度退化

通过试验观察混凝土试件遭受硫酸钠侵蚀以后表面特征的变化,分析表面状态出现的原因;并观察加载试验后试件的破坏状态与未受侵蚀试件的破坏状态进行对比,分析混凝土受侵蚀后加载破坏状态的规律.并通过试验结果结合各性能指标与影响因素(时间、水灰比)之间关系,分析硫酸盐侵蚀环境下抗力退化规律.     

模拟混凝土环境下GFRP筋抗压性能加速老化试验研究

参照ACI 440.3R-04提供的试验方法,将90根玻璃纤维增强塑料（GFRP）筋分别放入40℃、60℃和80℃的模拟混凝土溶液中进行加速老化试验,侵蚀时间分别为3.65 d、18.0 d、36.5 d、92.0 d和183.0 d,分析了温度、侵蚀时间、SiO2含量等参数对GFRP筋受压力学性能的影响。研究表明：侵蚀183.0 d后,40℃、60℃、80℃模拟混凝土环境下的GFRP筋抗压强度较侵蚀前分别下降了29.59%、39.12%和47.62%,其抗压弹性模量分别下降了10.12%、12.47%和19.06%。采用扫描电子显微镜（SEM）对侵蚀前后GFRP筋的微观形貌进行了观测,发现侵蚀后GFRP筋的劣化区域内纤维与周围树脂之间出现了明显的脱粘现象,而且随着温度的提高这种脱黏现象更加明显。采用X射线荧光光谱分析仪（XRF）分析了侵蚀前后GFRP筋的SiO2含量变化,结果表明随着侵蚀时间的增加,模拟混凝土环境下GFRP筋中SiO2含量呈递减趋势;侵蚀前GFRP筋中SiO2含量为62.11%,在40℃、60℃和80℃模拟混凝土环境下侵蚀183.0 d后,GFRP筋中SiO2含量较侵蚀前分别下降到52.05%、50.66%和47.65%。基于XRF分析提出了模拟混凝土环境下GFRP筋抗压强度的预测模型。     

模拟酸雨侵蚀下透水混凝土的性能变化分析

基于材料的化学反应机理和孔隙结构特点探讨模拟酸雨侵蚀下透水混凝土质量、透水性能和抗压强度的变化情况.研究结果表明:在模拟酸雨侵蚀样品14个周期的过程巾,质昔前期和未期损失较缓,中期损失最快;透水性能在前4个周期略有所下降,随后一直增大;抗压强度前期变化缓慢,后期损失较大.配合比对其性能的变化有一定影响,骨料粒径越大,水泥石包裹骨料越薄,质量和抗压强度总损失率越大,但在包裹厚度为0.6 mm时质量总损失率有所下降;骨料粒径越小,水泥石包裹越厚,透水系数的最终增加率越大.     

酸雨对混凝土的类碳化作用

鉴于我国大气污染造成的酸雨日益严重的客观现实,从研究混凝土碳化的机理出发,提出混凝土类碳化的概念,探讨酸雨对混凝土类碳化的基本机理,并与CO2驱动的传统碳化作用进行比较.酸雨对混凝土老化的影响,需要引起混凝土耐久性设计的关注.     

再生混凝土抗压性能的试验研究

设计并完成了20个混凝土配合比试验,系统地研究了再生混凝土的抗压强度与水灰比、粗骨料取代率以及龄期之间的关系。通过与普通混凝土试验对比分析认为:再生混凝土的抗压强度随龄期的发展规律类似于普通混凝土;再生混凝土的抗压强度与再生粗骨料取代率的关系密切;再生混凝土的抗压强度与水灰比的关系不尽相同。最后结合试验结果对再生混凝土的配合比设计提出了建议。     

酸雨环境下钢筋混凝土框架梁抗震性能试验研究

为研究酸雨侵蚀环境中RC框架梁的抗震性能,设计了3组不同剪跨比（剪跨比分别为5.0、4.2、3.4）的RC框架梁,采用人工气候盐雾箱对其进行酸雨环境（pH值为3.0）加速侵蚀试验,随后对其进行拟静力试验,分析了不同酸雨酸化深度下的钢筋锈蚀程度和剪跨比对RC框架梁抗震性能的影响。结果表明：在酸雨溶液中的H⁺和SO₄^2-的共同侵蚀作用下,RC框架梁混凝土表面出现坑蚀小洞,且蚀洞随着侵蚀程度的增加而逐渐加重;当酸化深度小于混凝土保护层厚度时,RC框架梁的承载力和延性略有增加;随着酸雨侵蚀程度的加深,相同剪跨比的试件,其破坏状态由弯曲破坏转变为以弯曲变形为主的弯剪破坏,当纵筋锈蚀率为6.5%时,承载力下降了17.6%,延性降低了5.24%,累积耗能减少30.87%;当钢筋锈蚀程度相近时,试件的弯剪破坏形态随着剪跨比的减小逐渐明显,承载力增大,延性和耗能能力随之减小。     

模拟酸雨大气环境下Q420B高强钢角钢的腐蚀疲劳性能试验研究

目前,高强钢在建筑结构中逐渐得到广泛应用,而其耐候性和疲劳性能对结构安全影响较大。对于长期暴露在野外大气环境中的结构,如输电铁塔,因长期受风致振动和大气环境中酸雨腐蚀的耦合作用,易发生腐蚀疲劳破坏甚至倒塌,所以研究酸雨大气环境下高强钢(如输电塔常用钢Q420B)的腐蚀疲劳性能具有重要意义。为此,对43根Q420B等边角钢在模拟酸雨大气作用下的腐蚀疲劳性能进行了研究,并基于简化的单点-似然法及单点-成组法拟合了其应力-疲劳寿命(Δσ-N)曲线和不同保证率p下的p-Δσ-N曲面。研究结果表明:酸雨大气环境缩短了Q420B角钢在中低荷载水平下对应的中长期疲劳寿命,而对高荷载水平下对应的短期疲劳寿命影响不大;环境因素对角钢的腐蚀疲劳性能有显著的影响,在模拟试验中,腐蚀液的pH值越低,间隔喷雾时间越长,相同荷载下角钢的腐蚀疲劳寿命越短。     

酸雨作用下碳酸盐岩类文物的溶蚀过程与机理

通过模拟硫酸型酸雨加速侵蚀石灰岩的室内试验,监测了试验过程中试样的质量变化、Ca~(2+)释放量、酸雨pH值变化、计算了H~+消耗速率及试样的表面硬度变化率,对试样的微观结构进行了观察和测量,对比分析了酸雨的淋蚀作用和浸泡作用,根据试验结果讨论了酸雨溶蚀石灰岩的机理,并分析了孔隙特征对石灰岩溶蚀过程的影响。试验结果表明:酸雨的淋蚀作用会溶解石灰岩中的碳酸盐并剥离岩石表面,造成新鲜岩石继续与酸雨作用,加速了石灰岩的质量损失和Ca~(2+)的释放,同时试样的表面硬度和表层微观结构发生相应的改变,但是,溶蚀产物会部分填充石灰岩内的微孔隙和微裂隙,可以有效减缓小尺寸孔隙(0.01μm)的破坏;孔隙特征对酸雨侵蚀石灰岩的过程有重要影响,孔隙率越高,酸雨越容易进入岩石内部并造成破坏;孔隙率一定的情况下,孔隙尺寸越大,酸雨作用的时间和程度会越充分,对石灰岩的破坏也越严重;在相同的试验条件下,试验选取的3种石灰岩中南响堂山石窟石灰岩的抗酸雨侵蚀能力最弱。     

钢管混凝土叠合柱偏心受压性能试验研究

对长细比为4.67的13个钢管混凝土叠合柱试件进行偏心受压试验,测试柱承载至破坏全过程中核心钢管、管内混凝土、管外混凝土以及管外纵筋的应力、应变分布规律,研究试件的承载机理和破坏特征,同时结合截面非线性数值分析,研究柱正截面承载力随偏心距、钢管位置系数、纵筋配筋率等参数变化的规律。结果表明：偏心受压钢管混凝土叠合短柱正截面的受力过程与钢筋混凝土短柱基本相似,破坏类型分为大偏心受压破坏,小偏心受压破坏和界限破坏3种,以受拉钢筋屈服,同时受压边缘混凝土达到极限压应变为界限破坏准则,其N-M相关曲线为二次抛物线;叠合柱横截面应变符合平截面分布,不论偏心距大小,受压钢筋屈服总是先于受压区混凝土压碎;叠合柱承载力随钢管位置系数的增大而增加,但增幅不大,故在保证叠合柱含钢率不变条件下,可以梁柱节点施工便利为主选择钢管直径;对于钢管混凝土叠合柱可参照钢筋混凝土结构采用截面极限平衡理论推导叠合柱的偏压承载力计算公式。     

钢纤维高强混凝土抗压性能试验研究

通过对高强混凝土和钢纤维高强混凝土试件的试验,研究钢纤维类型和钢纤维体积率对高强混凝土立方体抗压性能的影响。结果表明:钢纤维类型和体积率对高强混凝土立方体抗压强度均有一定的影响,钢纤维高强混凝土立方体抗压强度的尺寸效应与普通强度钢纤维混凝土基本相同。     

酸雨环境下磷酸镁水泥固化锌污染土溶出特性研究

通过对磷酸镁水泥(简称MPC)固化锌污染土进行半动态淋滤试验,以研究酸雨作用下重金属的溶出特性,通过更新淋滤液试验组的浸出液电导率和pH的测试来再次印证Zn~(2+)在半动态淋滤试验中的淋滤特性,并添加普通硅酸盐水泥(简称CEMI)固化土试验组进行对比。通过对MPC固化锌污染土半动态淋滤后浸出液中锌离子浓度的测试,分析淋滤液初始pH值、固化剂类型对MPC固化污染土累积锌溶出特性的影响规律。试验结果表明,CEMI组试样累积锌溶出质量大于MPC组试样;初始淋滤液pH=2时的试样表面溶出锌总量普遍高于pH为4和7,而pH=4和7时的试样表面溶出锌总量比较接近;采用更新淋滤液方式的3组试样溶出的Zn~(2+)量均大于不更新淋滤组;氧化镁与磷酸盐的比值(M/P)为6∶1的试样固化效果优于M/P为3∶1的试样。通过试验数据计算分析,得到了有效扩散系数De;锌的De会随酸雨初始pH的下降而增大,淋滤液初始pH=2时的锌的De普遍大于pH=4,7时的De几个数量级。研究结果表明,酸雨作用下影响磷酸镁水泥固化锌污染土溶出特性的主要因素为水泥固化剂的种类以及酸雨的pH值。     

机制砂混凝土的酸雨中性化

对碳化及酸雨与碳化复合作用下,机制砂混凝土、河砂混凝土的碳化深度进行对比.结果表明,碳化或酸雨与碳化复合作用下,混凝土的碳化深度随强度等级提高而降低,且机制砂混凝土的碳化深度均小于同强度等级的河砂混凝土;与单一碳化相比,酸雨与碳化复合作用时,由于酸雨中H·和SO42-的共同影响,加速了混凝土中性化进程.     

酸碱环境干湿循环作用下砂岩抗剪强度劣化规律研究

为研究酸碱环境中砂岩在干湿循环作用下抗剪强度的劣化规律,在浸泡溶液p H值分别为7,9,4的环境中,对砂岩试件进行次数为1,3,6,10次的干湿循环试验。通过不同循环次数后的单轴和三轴试验,计算得到每个阶段循环后砂岩的黏聚力和内摩擦角及其与干湿循环次数N的变化关系式,从而获得砂岩在不同p H值干湿循环作用下抗剪强度随循环次数的变化公式。结果表明,砂岩的抗剪强度随着循环次数的增加而降低,在干湿循环作用前期,受影响较为显著,抗剪强度降幅很大,而后,强度降幅相对较小;酸性环境下,砂岩抗剪强度劣化最为严重,碱性次之,中性最轻;干湿循环后的干燥试件抗剪强度劣化幅度远不如湿状态下的劣化幅度。     

酸雨环境下老旧砖砌体的抗压性能

为研究酸雨环境下老旧砌体抗压力学性能退化规律,实验室配置了PH值分别为1.5、2.5和3.5的3种硫酸和硝酸混合溶液来模拟酸雨环境,采用完全浸泡加速腐蚀的试验方法对砖、砂浆和砖柱进行不同程度的腐蚀,并测定其抗压强度。试验表明,随着腐蚀时间的增加,砂浆试块抗压强度先增大后降低;砖试块抗压强度随腐蚀时间的增加而降低;模拟酸雨溶液PH值越小,砂浆和砖试块抗压强度降低程度也愈大;砖柱极限承载力和弹性模量均随腐蚀时间的增加而降低,且模拟酸雨溶液PH值越小,降低程度愈大;随着腐蚀时间的增加,砖柱初始刚度逐渐减小,极限破坏位移增大;模拟酸雨溶液PH值越小,砖柱在达到峰值荷载时的变形值越小,脆性愈大;基于试验结果,建立了酸雨环境下砖柱应力应变曲线上升段统一数学表达式及酸雨侵蚀后普通烧结粘土砖砌体剩余抗压强度回归公式。     

Deterioration of concrete building structures

This paper discusses the theories and designs for the structural reliability and durability of reinforced concrete structures over time. The author considers the benefits of assessing deterioration of structural performance over time in order to have a rational and cost-effective maintenance strategy. The paper focuses on how to assess building structural performance and hence predict the appropriate maintenance intervals. Ongoing research activities in structural durability are discussed. More research is required to develop design tools to model expectations of required performance exists throughout the service life of structures. Cet expose examine les theories et conceptions concernant la fiabilite structurale et la durabilite des ossatures en beton arme au cours du temps. L'auteur considere les avantages d'une estimation de la tenue structurale au cours du temps, en vue d'elaborer une strategie d'entretien rationuelle et economique. L'expose est centre sur la facon d'evaluer la tenue structurale des batiments et, par suite, de predire des periodicites d'entretien appropriees. Les activites de recherche en cours sur la durabilite structurale sont examinees. Des recherches plus poussees sont necessaires pour mettre au point des outils aptes a modeliser les objectifs vises en matiere de tenue des ossatures pendant leur duree de service.     

桥梁混凝土耐酸雨侵蚀力学性能试验研究

按C50预制混凝土桥梁的现场配合比设计要求,通过实验室模拟酸雨条件下桥梁混凝土的耐酸雨侵蚀性能,根据模拟酸雨中5种混凝土的抗折、抗压强度的变化与模拟结束时对比样品的试验结果分析可知:掺加矿渣、SBR聚合物和粉煤灰对混凝土后期力学性能有一定改善作用,或降低酸雨对混凝土侵蚀程度和速率.     

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。     

重复压应力作用下矿渣混凝土变形性能

采用WHY全自动应力试验机测量了最大压应力为轴心抗压强度8096重复5次时混凝土的变形。结果表明磨细矿渣对混凝土的变形性能有显著影响。磨细矿渣掺量从10％增加到30％时，混凝土28d抗压强度和静弹性模量随矿渣掺量增加而增加，最大变形随矿渣掺量增加而减小，矿渣掺量为10％和20％时，混凝土的残余变形略大于基准混凝土；矿渣掺量为40％时，28d抗压强度和静弹性模量低于基准混凝土，最大变形和残余变形均明显大于基准混凝土的变形。     

亚高温持续作用混凝土受压强度试验研究

已有的混凝土受热力学性能研究重点集中于500℃以上的高温区段,小于500℃的亚高温区段的混凝土强度则直接按常温处理,这不符合实际温度作用的受力情况。长期处于亚高温作用下的混凝土结构也需要了解其材料受力性能的变化规律。通过亚高温区段混凝土的受压强度试验,考察了不同亚高温及温度持续时间对其的影响。结果表明,不同温度持续时间...