海水侵蚀环境与冻融交替作用下引气混凝土性能劣化试验

以质量分数为3％氯化钠+0.34％硫酸镁配制的海水作为侵蚀液体,对引气混凝土试件进行海水浸泡与冻融循环交替作用试验,并分别测定经历102次、201次和300次冻融循环后试件的质量损失、相对动弹性模量和抗压强度等数据.结果表明:随着冻融循环次数增多,质量损失率和相对动弹性模量无明显变化,而抗压强度大幅降低.当冻融循环为300次时,质量损失率达0.28％,相对动弹性模量为100.21％,抗压强度下降了11.16％.     

混合侵蚀与冻融循环作用下混凝土力学性能劣化机理研究

本文对快速冻融循环与3%氯化钠和5%硫酸钠混合溶液浸泡的交替作用下,混凝土材料性能劣化的机理进行了试验研究;用X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)分别对试件的水化产物及显微结构进行了测试和分析。结果表明:随冻融循环与混合溶液浸泡次数的增加,混凝土抗压强度明显降低;试件内部出现了微裂缝扩展和裂缝性质的变化,生成了盐类结晶;水泥石组分中也出现了盐类的腐蚀产物(钙矾石和石膏)。可见,冻融循环与盐类混合侵蚀溶液共同作用下,混凝土既出现了物理变化,又发生了化学反应,从而加剧了混凝土力学性能的劣化。     

混合侵蚀与冻融环境下混凝土力学性能劣化试验

以质量分数为3%的NaCl和5%的Na2SO4混合溶液为侵蚀介质,采用快冻法,对设计强度等级为C30、水灰比分别为0.44、0.50、0.55的混凝土试件进行了0、50、100、150、200次冻融循环试验,测定了各组试件的质量损失、抗压强度、应力、应变等.试验结果表明,混凝土随着冻融循环次数的增多,其表观质量和力学性能均呈现出不同程度的下降趋势,且水灰比越大下降越快.建立了与冻融循环次数相关的力学性能劣化线性方程,为进一步开展混凝土结构在冻融和侵蚀离子共同作用下的劣化机理与计算模型的研究提供了依据.     

硫酸盐侵蚀环境下混凝土劣化规律研究

混凝土的劣化过程受到硫酸盐与循环冻融环境和干湿循环条件相互耦合、共同作用的研究相对较少。通过室内试验的手段,制作混凝土试块,分析混凝土的劣化过程受到硫酸盐与循环冻融环境和干湿循环条件相互耦合、共同作用的演变规律。结果表明：随着干湿循环次数的加大,不同水胶比、不同质量浓度Na₂SO₄溶液侵蚀下混凝土质量损失整体上均呈指数增加的趋势,而混凝土相对动弹模量的变化趋势则相反,整体表现为不断减小的规律,水胶比与混凝土的相对动弹模量之间具有负相关关系;随着冻融循环次数的不断加大,混凝土的质量损失率曲线均有相同的规律,均表现为非线性增加,且混凝土损失值均随冻融循环次数呈现近线性增加。     

混凝土在氯离子侵蚀和冻融耦合作用下的研究

氯盐作为最主要的除冰盐,一方面可以清除冰雪;另一方面在冻融循环下,氯盐将引起混凝土路面的破坏和钢筋的锈蚀。对盐冻破坏机理以及氯离子侵蚀和冻融的相互影响作用进行了较全面的综述,分析了氯离子在混凝土中的侵蚀过程与冻融损伤对氯离子侵蚀作用的影响,并对其发展进行了展望。介绍了近年来一些学者的研究成果,提出氯离子在混凝土中的扩散不仅与自身性质有关,还受氯盐种类及冻融循环等外部因素的影响。此外,回归分析结果表明,冻融损伤与氯离子扩散系数、扩散深度之间均可以建立良好的非线性关系。     

硫酸盐侵蚀冻融循环条件下混凝土性能研究

受冻融破坏及盐离子侵蚀的影响,混凝土结构的力学性能降低,出于维持结构稳定性的目的,论文应用理论分析和室内循环加速试验的方法,探讨混凝土在硫酸盐侵蚀-冻融循环时的具体性能表现及变化特性。重点分析因素包含水胶比、引气剂量及粉煤灰掺量,结果显示,前两项因素对混凝土的性能有显著的影响,提升混凝土的整体性能,引气剂、粉煤灰等材料在促进混凝土性能提升方面有良好作用。     

干湿循环作用下混凝土硫酸盐侵蚀劣化机理试验研究

通过微观和宏观观测综合研究不同配比混凝土在干湿循环作用下受硫酸盐侵蚀的劣化规律,设计4个W/C:0.57、0.44、0.35、0.28,对应从普通强度到高强混凝土。微观观测包括用热分析方法进行侵蚀产物分析和用改进硫酸钡重量法(化学滴定法)测量由表及里不同深度处硫酸根含量,宏观观测主要包括抗压强度、劈裂抗拉强度等基本力学性能。试验结果表明:干湿循环作用下,湿状态下混凝土受到钙矾石、石膏等膨胀性侵蚀产物的作用,干状态下又叠加由蒸发作用引起的盐结晶压力的损伤;与普通强度混凝土相比,高强混凝土的W/C小并掺有适量的减水剂,孔隙结构得到优化,使得湿状态下硫酸根传输受阻,干状态下结晶条件遭到一定程度破坏,导致混凝土受侵层厚度明显降低,表现为宏观上的强度劣化程度较轻,表明高强混凝土具有较强的抵抗硫酸盐侵蚀能力。     

弯拉荷载与冻融耦合作用下混凝土损伤劣化特性

为探究弯拉荷载水平和冻融环境对混凝土性能的影响,设计了弯拉荷载与冻融循环耦合试验体系,研究了混凝土在冻融循环和应力比分别为0%、10%、20%和30%条件下的宏观力学性能和抗冻性能的变化规律,采用硬化混凝土气孔结构分析仪、扫描电子显微镜探究了混凝土在弯拉荷载和冻融循环耦合作用下的破坏机理。结果表明,质量损失率和残余应变随着应力比和冻融循环次数的增加而增加,相对动弹性模量呈现出相反的趋势;随着应力比的增加,混凝土气泡直径增大、气泡比表面积和气泡间距系数减小;荷载和冻融循环会加剧混凝土的劣化,应力比越大,混凝土抗冻性越差。     

不同侵蚀溶液耦合冻融作用下混凝土力学性能差异

以清水、质量分数为5%的硫酸钠溶液、5%硫酸钠+3%氯化钠的混合溶液为侵蚀介质,采用慢冻法及干湿交替环境,对强度为54.71 MPa、水胶比为0.4的高强混凝土进行0、100、200、300次冻融循环,观察各组试件表面剥蚀情况,测定质量损失和抗压强度。试验结果表明:随着冻融循环及侵蚀次数增加,混凝土试块表面剥蚀趋于严重,质量损失率增加,抗压强度减小。侵蚀介质为5%硫酸钠+3%氯化钠溶液的混凝土试件,各参数的变化幅度最大。     

冻融作用下混凝土性能的变化规律

通过试验研究不同强度的混凝土在冻融循环下其动弹性模量、静弹性模量和轴心抗压强度随冻融次数的变化规律,并结合理论分析,分析出冻融次数与混凝土梁的曲率、抗弯强度之间的关系。研究显示,冻融作用不仅使混凝土性能从材料层面产生劣化,并且进一步从结构角度上影响着混凝土建筑的使用功能,因此,有必要从材料和结构双方面对混凝土的受冻劣化标准进行规范。     

混杂纤维混凝土冻融耐久性与损伤模型研究

采用钢-玄武岩纤维增强混凝土的技术方法,通过冻融循环试验,研究了钢纤维与玄武岩纤维相互混杂对混凝土抗冻性的影响规律及其冻融损伤模型。研究结果表明:不同的纤维掺量对混凝土抗冻性影响较大,当钢纤维体积掺率为1.5%、玄武岩纤维体积掺率在0.05%左右时,混凝土的抗冻性最好,达到了F250以上水平;分析了混杂纤维混凝土的冻融损伤机理,分别以相对动弹性模量和冻融累积损伤为损伤变量建立了混杂纤维混凝土的冻融损伤模型,发现动弹性模量衰减模型优于冻融累积损伤衰减模型,且二次项函数模型比指数函数模型具有更高的拟合精度。     

预应力混凝土结构在冻融循环条件下的疲劳性能研究

以预应力混凝土试件为研究对象,对不同冻融循环次数条件下的疲劳损伤特性进行分析。混凝土结构在经历一定冻融循环次数后,等效于先进行了一级疲劳加载,根据多级加载疲劳理论,以相对动弹性模量的衰减为参数建立多级疲劳损伤参量,引入冻融损伤因子kn来表征冻融损伤的影响,建立冻融循环条件下的混凝土结构疲劳损伤模型。该模型可考虑试件总体损伤程度。试验验证,模型计算损伤度值与试验值之间的误差在16%以内。     

冻融循环作用下粉煤灰混凝土碳化规律研究

研究不同粉煤灰掺量(0%、20%、40%、60%)下高性能混凝土经快速冻融试验后的碳化现象;定义冻融循环作用下混凝土碳化判定新准则;采用图像处理技术定量分析不同粉煤灰掺量、不同冻融破坏程度对碳化的影响规律。试验表明:经冻融破坏后混凝土碳化现象和传统碳化现象有所不同,碳化深度测试法已不能表征其新特征,而碳化面积法能较好阐述混凝土冻融破坏后的碳化规律;冻融破坏后的碳化面积与粉煤灰掺量呈二次抛物线关系;碳化面积与冻融破坏程度服呈线性相关;混凝土冻融循环作用下的碳化研究对冻融地区混凝土结构耐久性和寿命预测具有现实意义。     

锈蚀钢筋混凝土的粘结性能退化的试验研究

通过电化学原理对钢筋混凝土拔出试件进行加速锈蚀并控制其锈蚀量,根据锈蚀变形钢筋的拔出试验结果表明：由于变形钢筋与混凝土间化学胶结力、机械咬合力、混凝土对钢筋的约束力随钢筋锈蚀率的增加而明显下降,钢筋与混凝土间的粘结性能与剪切刚度性能明显退化。最后根据试验结果的统计分析,建立了钢筋锈蚀率与粘结性能的关系     

氯盐溶液与快速冻融共同作用下混凝土的性能

对混凝土在3.5%盐溶液中快速冻融的研究结果表明,盐溶液对混凝土抗冻性的影响具有双重性,盐溶液使混凝土试件表面饱和程度的提高导致严重剥落,重量损失大幅度增加,溶液降低冰点的作用使混凝土内部破坏程度较小,相对动弹性模量下降略为缓慢。     

盐溶液中冻融循环时混凝土体积吸液率研究

研究了在冻融循环条件下,非引气混凝土吸收不同种类、不同浓度盐溶液的体积吸液率及其对混凝土冻害程度的影响.试验结果表明:非引气混凝土在不同盐溶液中的体积吸液率大小为NaCl＞Na2SO4＞Mg(NO3)2、MgCl2、MgSO4,并且在NaCl溶液中的体积吸液率远高于水中,而在Mg(NO3)2、MgCl2、MgSO4溶液...     

混凝土中碱骨料反应与冻融破坏的特征判据

简要评述了碱骨料反应与冻融破坏的特征判据。在微观上，碱骨料反应引起的破坏始于骨料，裂纹多由骨料延至浆体，存在始于骨料内部的裂纹，并有新产物生成；在宏观上表现为无规则裂纹直至整体性开裂，有时可直接观察到产物渗出。冻融破坏属物理作用，只涉及基体情况下的冻害导致骨料与浆体之间出现空隙；多孔骨料引起的冻害与碱骨料反应有些类似，但没有新产物生成。宏观上，冻融破坏常常表现为表面剥落和开裂，砂浆本体往往出现碎裂。     

冻融条件下钢纤维混凝土与老混凝土粘结面的劈拉性能

通过对105块100mm×100mm×100mm钢纤维混凝土与老混凝土立方体粘结试块快速冻融后的劈拉试验,探讨冻融循环次数、钢纤维体积率等因素对新老混凝土粘结性能的影响。结果表明,钢纤维混凝土与老混凝土粘结劈拉强度随冻融次数增加而下降、随钢纤维体积率的增加有一定程度提高。最后,建立了考虑老混凝土劈拉强度、冻融循环次数和钢纤维体积率影响的钢纤维混凝土与普通老混凝土粘结劈拉强度的计算模式。     

冻融循环对混凝土力学性能的影响

本文验测了冻融循环对混凝土力学性能(抗压、抗拉及抗剪强度、弹性模量、泊松系数和剪切模量)的影响,并用显微镜检验了混凝土承受不同冻融循环后的微观结构,研究了高强混凝土和普通混凝土力学性能的损伤和微观性能之间的关系.试件经受了幅度为 10℃至-30℃( 50°F至-22°F)的温度变化冻融循环0、30、60及90次.冻融循环损伤了混凝土的力学性能,冻融循环愈多,则水泥浆的裂缝愈多,沿骨料和水泥浆接触面的裂缝亦愈多,导致混凝土较大损坏.普通混凝土的水泥浆裂缝以及骨料和水泥浆接触面的裂缝均较高强混凝土的多而宽,因此普通混凝土力学性能的损伤较高强混凝土为严重.