硫酸盐腐蚀混凝土构件损伤检测研究

采用化学分析、微观结构观察及超声检测等技术对混凝土腐蚀厚度进行测定,结合连续损伤原理对混凝土均匀腐蚀的损伤度进行了初步定义.提出了以化学分析结果为基准对超声检测混凝土腐蚀厚度结果进行修正的思路,研究了不同腐蚀厚度混凝土的超声检测与化学分析结果之间的关系.结果表明:超声平测法检测腐蚀厚度较小时误差较大(L0＜75 mm时),对声速突变测距L0＞75 mm时检测结果与化学分析结果相近,表明超声平测法可以用来检测不同介质分界面位置;通过对超声波在不同腐蚀厚度混凝土中的传播速率变化,发现超声声速与混凝土腐蚀层厚度有关,表明随着混凝土腐蚀厚度增加其内部结构密实性降低.     

硫酸盐侵蚀环境因素对混凝土性能退化的影响

考虑硫酸盐侵蚀的阳离子类型、侵蚀溶液浓度、侵蚀溶液的PH值等环境因素影响，研究了环境因素对受硫酸盐腐蚀的混凝土性能退化的影响，对在不同侵蚀环境下受腐蚀混凝土试件的抗压强度、抗折强度进行了测试，实验结果表明，在腐蚀后期硫酸钠溶液中混凝土强度降低幅度比在硫酸镁溶液中混凝土强度降低幅度大；随腐蚀溶液浓度的增大和pH值的降低，混凝土强度衰减率增大，对各种环境条件下不同腐蚀阶段的混凝土进行了超声声速测试，测试结果表明：随混凝土强度的降低，超声波在混凝土中的传播速度降低，两的变化规律具有一致性，超声声速的变化可以反映不同腐蚀程度混凝土强度的变化情况。     

超声脉冲平测法在混凝土工程检测中的应用

用超声脉冲法进行混凝土工程强度或缺陷检测时,经常遇见试件只有一个测试面的情况,这时就不得不将换能器布置在试件的同一个侧面上进行超声平测.针对超声脉冲平测法进行了分析研究,结果表明:采用超声平测法修正声速取代对测法声速后,可按常规公式推定混凝土强度;平测法相对于对穿法具有较强的可操作性;在混凝土缺陷探测时,可利用部分平测数据参与评定.     

受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁延性分析

为了研究受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁的延性退化规律,分别利用截面分析法和分形理论对受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁的延性特性进行了分析计算.在平截面假定的基础上,考虑钢筋和混凝土的腐蚀特点,讨论了钢筋锈蚀与混凝土腐蚀对钢筋混凝土梁延性的影响,分析了受腐蚀梁截面曲率延性系数随钢筋锈蚀率及混凝土劣化系数的演变规律;根据受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁力学性能的实验研究结果,建立了受硫酸盐腐蚀钢筋混凝土梁截面延性系数的简化计算公式,得到了构件表面裂缝分形维数与构件延性之间的关系.     

硫酸盐腐蚀后混凝土力学性能研究

采用替换构件的试验方法,将长期在硫酸盐介质侵蚀作用下的钢筋混凝土构件从工作现场拆卸下来,进行全面的试验研究．结合试验,从理论上分析了腐蚀介质对混凝土的腐蚀作用,研究了受腐蚀混凝土力学性能．提出硫酸盐腐蚀后混凝土内部存在膨胀内应力,腐蚀后混凝土抗压强度较腐蚀前略有提高,并给出腐蚀后混凝土强度计算模型     

吸附区粉煤灰混凝土抗硫酸盐腐蚀性能研究

采用浸泡、半浸泡的试验方法,定期检测混凝土的超声声速和抗压强度,并观察不同腐蚀期试件的表观现象.结果表明:随着腐蚀时间的增长,试件腐蚀层厚度逐渐增加,腐蚀速率先降低后升高最后趋于稳定;抗压强度先增大后减小,强度损失度逐渐增大;吸附区普通混凝土破坏最严重,浸泡区粉煤灰混凝土破坏最轻微.通过机理分析建立半浸泡混凝土受硫酸盐腐蚀性能的退化模式.     

盐渍土环境掺粉煤灰、矿粉混凝土的硫酸盐腐蚀

不同于以往混凝土硫酸盐侵蚀研究中主要采取一定浓度的硫酸盐溶液浸泡,而改用含有一定浓度硫酸盐的土壤来模拟盐渍土环境.该文研究硫酸盐溶液干湿循环作用下半插入盐渍土中单掺粉煤灰、矿粉和对比普通混凝土试件的硫酸盐腐蚀情况,并随腐蚀发展进程对试件土上和土下区域混凝土的超声声速及宏、微观腐蚀形貌和腐蚀产物进行了检测.研究结果表明盐渍土环境混凝土土上和土下区域的硫酸盐腐蚀机理和腐蚀速度存在明显不同;遭受干湿循环的混凝土土上区以物理结晶腐蚀为主,腐蚀产物为硫酸盐晶体;埋设于盐渍土中的混凝土土下区以化学腐蚀为主,腐蚀产物为钙矾石和石膏;对应不同的混凝土硫酸盐腐蚀机理,粉煤灰和矿粉所发挥的作用各自不同,即粉煤灰的掺入不利于混凝土抗硫酸盐物理结晶腐蚀,而矿粉的掺入不利于混凝土抗硫酸盐化学腐蚀;对同一种混凝土,土上区的硫酸盐腐蚀速度明显高于土下区.     

硫酸盐腐蚀后混凝土单轴受压本构关系

为了研究硫酸盐侵蚀环境下混凝土力学性能的变化,对受硫酸盐腐蚀的普通混凝土进行单轴受压实验.通过实验室加速腐蚀的实验方法,测定不同腐蚀时期的混凝土的应力应变全曲线,研究受腐蚀混凝土应力-应变曲线上的几个特征值(峰值应力及应变、弹性模量、割线模量、拐点应力及应变、收敛点应力及应变)随腐蚀程度变化的规律,对腐蚀后混凝土的应力应变全曲线进行拟合.结果表明:随腐蚀的进行,混凝土峰值应力、弹性模量先增加后减小,而峰值应变是先稍微有所减小,而后急剧增大;该实验条件下获得了受腐蚀后混凝土应力应变曲线上各特征值与峰值应力fc′的关系式,建立了曲线上升段参数αa的数学表达式.可以以受腐蚀混凝土的强度为基本参数,分别求解受腐蚀混凝土峰值应变、弹性模量,上升段曲线拟合参数、拐点应力以及收敛点应力.从而得到受腐蚀混凝土一系列的力学参数和本构关系.     

声参数的高性能混凝土强度推定模型

为研究高性能混凝土的声波传播特性及实现其强度的快速、准确、无损检测,基于超声波检测方法,应用嫩江、多宝山附近的沙石料,对高性能混凝土对声波的扩散性及其抗压性能与声参量之间的模型关系进行了研究.建立了高性能混凝土抗压强度与声速之间的多种数学模型.通过实测检测数据进行验证,满足精度要求.高性能混凝土的非均质性降低,其抗压强度与声速相关性较好,用超声的方法完全可以实现强度的快速推定.同时,也为将来高性能混凝土地区强度推定曲线的建立奠定了研究基础.     

氯离子含量对混凝土硫酸盐腐蚀程度的影响研究

通过实验室完全浸泡和加大腐蚀溶液浓度的方法来加速混凝土的硫酸盐腐蚀.腐蚀溶液采用10%硫酸钠加入不同浓度的氯化钠,并以清水溶液为对比,定期测试各溶液中混凝土的立方体抗压强度,通过腐蚀后强度的变化来计算腐蚀层厚度和强度退化率,从而反映出混凝土的腐蚀程度.试验表明氯离子的存在明显的降低了混凝土硫酸盐腐蚀的程度,并且在复合溶液中随着氯离子含量的增大,混凝土受硫酸盐腐蚀程度逐渐减小.最后通过对混凝土微观结构的检测和元素分布的分析,证明了氯离子的存在影响了硫酸根离子与混凝土水化产物的反应,从而能够减轻混凝土受硫酸盐腐蚀的破坏程度.     

模拟地下水压力作用下混凝土硫酸盐腐蚀行为研究

针对地下混凝土结构的耐久性问题,利用室内模拟试验技术,研究不同地下水静水压力(0、0.1和0.2 MPa)和粉煤灰掺量(10%、25%和40%)对混凝土受硫酸盐腐蚀的影响,测定了混凝土腐蚀60 d后的腐蚀深度和力学性能指标(抗压强度和动弹性模量)。试验结果表明,混凝土的硫酸盐腐蚀深度随粉煤灰掺量的增加而线性降低;随地下水压力的增加近似呈线性增加。混凝土的抗压强度和动弹性模量随粉煤灰掺量的增加而降低,随地下水压力的增加而略有提高。此外,对混凝土抗压强度和超声波速的相关性进行分析,结果表明粉煤灰和水压力对抗压强度与超声波速关系的影响不明显;通过回归分析建立了硫酸盐腐蚀后混凝土抗压强度和超声波速的指数关系模型。     

粉煤灰掺量对水工混凝土力学性能的影响

通过粉煤灰混凝土基本力学性能试验,分析了粉煤灰掺量、水灰比、龄期等因素对水工混凝土抗压强度、劈拉强度和抗压弹模的影响,探讨了粉煤灰对混凝土力学性能的影响机理.试验结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的早期强度有所降低,后期强度有明显提高.     

粉煤灰-水泥颗粒级配对混凝土强度的影响

通过对粉煤灰和水泥进行磨细处理，并按一定的掺量等量取代水泥配制混凝土试块进行试验，探讨了粉煤灰-水泥颗粒级配对混凝土抗压强度的影响。     

粉煤灰混凝土与基准混凝土力学性能对比试验

针对高温高湿高压环境下粉煤灰对混凝土强度的影响问题,根据工程实际情况选取大体积混凝土原材料,并进行对比试验,得到粉煤灰混凝土与基准混凝土的强度性能差异规律.研究结果表明粉煤灰混凝土后期强度的发展潜力更大.     

聚丙烯纤维混凝土抗压强度与收缩性能时变规律研究

为了提高混凝土强度与改善混凝土的收缩性能,在混凝土中掺入聚丙烯纤维、硅灰及粉煤灰等掺合料,采用平行组对比试验,研究了掺合料对混凝土抗压强度和干燥收缩性能的影响规律,得到了相应的回归公式.结果表明,单掺粉煤灰的混凝土3,7,28 d抗压强度明显低于基准组,56 d抗压强度与基准组相差不大;复掺粉煤灰和硅灰混凝土的早期和后期抗压强度较单掺粉煤灰混凝土有不同程度的提高;聚丙烯纤维、粉煤灰和硅灰复掺可以显著抑制混凝土干燥收缩,且混凝土龄期与收缩率符合对数函数关系.     

Impact properties of engineered cementitious composites with high volume fly ash using SHPB test

The split Hopkinson pressure bar (SHPB) testing with diameter 40 mm was used to investigate the dynamic mechanical properties of engineered cementitious composites (ECCs) with different fly ash content. The basic properties including deformation, energy absorption capacity, strain-stress relationship and failure patterns were discussed. The ECCs showed strain-rate dependency and kept better plastic flow during impact process compared with reactive powder concrete (RPC) and concrete, but the critical compressive strength was lower than that of RPC and concrete. The bridging effect of PVA fiber and addition of fly ash can significantly improve the deformation and energy absorption capacities of ECCs. With the increase of fly ash content in ECCs, the static and dynamic compressive strength lowered and the dynamic increase factor enhanced. Therefore, to meet different engineering needs, the content of fly ash can be an important index to control the static and dynamic mechanical properties of ECCs.     

氯盐对混凝土硫酸盐损伤的影响研究

研究了水胶比（W／B）为0．35和0．45的普通混凝土和粉煤灰掺量为20％和3096的粉煤灰混凝土在2种溶液（5% Na2SO4溶液．3．5％NaCl＋5％ Na2SO4复合溶液）和2种腐蚀制度（长期浸泡和浸烘循环）下各混凝土的损伤失效规律、特点及氯盐对混凝土硫酸盐损伤的正负效应。试验结果表明：混凝土浸泡在腐蚀溶液中500d，其抗压强度有增加段和稳定段；相对动弹性模量（RDME）变化有明显的线性增加段、稳定段，再增加段和再稳定段；在浸烘循环下，混凝土的抗压强度先下降，再上升然后迅速下降；其RDME变化包括下降、线性增加、缓慢下降和加速下降段。复合溶液中氯盐的存在拉长了各个腐蚀阶段的时间，延缓了混凝土的硫酸盐损伤程度。试验结果还表明：适宜的粉煤灰掺量和低水胶比能提高混凝土的抗硫酸盐腐蚀能力。     

粉煤灰对砂岩碱硅酸反应的抑制及机理研究

以砂浆棒快速法和混凝土棱柱体法为基础，研究了粉煤灰对砂岩骨料碱硅酸反应（ASR）膨胀的抑制作用，采用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDAX）分析了砂岩的ASR反应及粉煤灰抑制机理，通过混凝土强度和抗冻性测定讨论了粉煤灰对砂岩ASR抑制的可靠性问题。结果表明：粉煤灰能有效地抑制砂岩的ASR膨胀，抑制原因在于：碱与粉煤灰发生强烈的反应而使碱得到了“耗散”，且碱与粉煤灰生成的碱硅铝凝胶不具备膨胀能力。经受加速ASR的混凝土试件，掺粉煤灰越多，强度越低，抗冻等级越低。     

湿排粉煤灰对混凝土性能的影响

通过实验室模拟研究不同湿法存放时间（1～60个月）的2种低钙粉煤灰的形貌、粒径和用于混凝土掺合料的性能变化。粉煤灰湿排后颗粒变粗,颗粒表面出现侵蚀,但颗粒形貌基本保持不变;湿排粉煤灰矿物减水效应明显降低,掺量为20％～40％的湿排粉煤灰混凝土坍落度比原状粉煤灰混凝土减少约20～40mm;掺加湿排粉煤灰的混凝土与外加剂适应性、抗渗和抗碳化无明显变化,坍落度经时损失有所降低;湿法存放3个月的粉煤灰掺量20％时混凝土28d和56d抗压强度比原状粉煤灰混凝土分别下降5．8％和3．7％,但掺量为20％的湿法存放36个月粉煤灰混凝土抗压强度比仍可以达到85％,湿法存放时间为3a和5a的粉煤灰混凝土强度无明显差别。研究结果表明,湿排低钙粉煤灰可以用作为混凝土掺合料。     

粉煤灰混凝土绝热温升的试验研究

目的 研究不同粉煤灰的掺量和不同水肢比条件下粉煤灰混凝土的绝热温升和胶凝材料水化速率的发展规律．方法 利用混凝土绝热温升仪测试混凝土绝热温升．结果 在水胶比0．53条件下，混凝土的绝热温升值随着粉煤灰掺量的增加而下降；在水胶比0．25条件下。绝热温升值先随着粉煤灰掺量的增加而增大，当掺量达40％以后绝热温升值开始下降。混凝土中胶凝材料的水化速率峰值随粉煤灰掺量增加而下降．结论 粉煤灰混凝土的绝热温升受水胶比和粉煤灰掺量共同影响，低水胶比条件下只有适当增加粉煤灰的掺量才能降低粉煤灰混凝土的绝热温升；高水胶比条件下。粉煤灰混凝土的绝热温升随粉煤灰掺量增加而下降。