冻融与氯盐侵蚀下混凝土的耐久性研究

为了研究混凝土结构在冻融循环与氯盐侵蚀耦合作用下的耐久性退化问题,在分析了冻融循环及氯盐侵蚀作用破坏机理的基础上,进行了混凝土单轴受压和双轴受压条件下的冻融试验,以及冻融循环与氯盐侵蚀耦合作用下的单轴受压试验。结果表明,冻融循环次数越多,混凝土的极限压应力越小,且双向受压混凝土的极限抗压强度大于单向受压混凝土,在一定冻融次数以内,脆性程度反之。冻融循环与氯盐侵蚀双重因素耦合作用下,比任一单因素作用下混凝土的极限抗压强度小,且至少比单因素作用下降低10%以上。     

氯盐对改性混凝土的侵蚀研究

采用干湿交替的试验方式,探讨氯盐溶液中氯离子在改性混凝土新材料中的渗透情况和氯离子扩散机理。并在试验的基础上,建立腐蚀环境中混凝土抗压强度劣化的灰色预测模型,从而为耐腐蚀混凝土新材料的选择提供试验依据。     

氯盐环境作用下的混凝土耐久性研究

首先从氯离子侵蚀混凝土传输的机理、扩散机制、对流机制、渗透机制、毛细吸附作用和迁移机制进行了研究;其次从氯盐侵蚀速率常用的两个计算模型Fick定律计算模型、Darcy定律的计算模型进行研究;最后从试验角度论证了混凝土微环境对氯离子侵蚀的影响规律,证明了:混凝土微环境温度升高,提高氯离子活跃度,使氯离子运动速度加快,加速侵蚀混凝土。混凝土微环境相对湿度(空隙水饱和度)提高,在温度不变的情况下,混凝土空隙水分增多会减小阻止氯离子传输能力,加速侵蚀混凝土。并对其他影响因素进行了浅析研究。     

持续荷载和氯盐侵蚀下钢筋与陶粒混凝土黏结性能研究

为研究持续荷载和氯盐侵蚀共同作用下普通螺纹钢筋与陶粒混凝土之间黏结性能的变化规律。本研究通过拉拔试验分析陶粒混凝土强度、盐溶液浓度以及持荷水平3种因素的影响,共计66个拉拔试件,并提出持续荷载和氯盐侵蚀共同作用下的极限黏结强度计算式。结果表明：持续荷载和氯盐侵蚀共同作用下的试件发生劈裂破坏,与对照试件相同,但劈裂后产生的碎屑增多;持荷水平对极限黏结强度的影响作用不同,盐溶液浓度为5%～15%时,持荷水平20%的试件极限黏结强度较未持荷试件增大,但持荷水平40%时,试件极限黏结强度降低。提出的极限黏结强度计算式拟合结果较好。     

持续荷载和环境耦合作用下钢筋混凝土抗氯盐侵蚀试验研究

沿海混凝土结构长期处于持续荷载和侵蚀环境的耦合作用中。试验设计可持续施加拉/压应力的加载装置,对13根混凝土梁施加不同等级的荷载;同时对受力状态下的混凝土梁进行模拟海水干湿循环的侵蚀。通过试验,研究不同等级荷载和氯盐侵蚀耦合作用下混凝土梁抗氯盐侵蚀性能的变化规律。试验结果表明:(1)通过在梁的受压、受拉侵蚀面浇筑水池,以取水注水的方式来模拟干湿循环可以有效防止盐水对持荷装置的侵蚀,可使试验梁受力更稳定;(2)以施加荷载的大小占极限荷载的比例记做荷载水平λ。当λ=0.3时,受拉区混凝土开裂,各条裂缝最大宽度为0.04 mm,此时裂缝处氯离子浓度与不受力无裂缝混凝土内部氯离子浓度相近;当裂缝最大宽度为0.08 mm时,同深度处氯离子浓度较小幅度增加,影响氯离子传输速率的临界荷载裂缝宽度为0.04 mm。随着λ的增加,受拉区各位置氯离子浓度呈非线性增大,且距离裂缝越近,同深度处氯离子浓度越大;(3)λ<0.45时,混凝土梁受压区氯离子浓度随着荷载水平的增大而减小,当λ>0.45时,受压区氯离子浓度随着荷载水平的增大而增大;在压应力作用下,影响氯离子传输速率的临界λ=0.45。研究表明,荷载和氯盐侵蚀耦合作用对钢筋混凝土结构耐久性能具有巨大的危害,尤其是荷载裂缝处的氯盐侵蚀,实际工程中应采取相关措施加以防范。     

氯盐和硫酸盐环境下混凝土耐久性研究综述

对混凝土结构在侵蚀性环境下的长期安全服役要求使得针对混凝土材料的耐久性研究获得了越来越广泛的关注。盐环境普遍存在于大自然中,其中氯盐和硫酸盐会对混凝土结构的耐久性产生不利影响。介绍了氯盐或硫酸盐单一侵蚀因素作用下混凝土材料耐久性的研究现状,系统总结了试验方法、宏观性能和侵蚀模型等方面的研究成果,阐述了盐环境下混凝土耐久性的研究趋势。得到以下初步结论：（1）试验方法方面,由于自由扩散法控制附加因素的介入,对离子传输机理的影响较小,与实际状态更为接近;（2）基于Fick第二定律建立氯离子扩散模型,关键在于对氯离子扩散系数的修正,不同因素对扩散系数的影响应有更多基础理论和试验数据作为支撑。细观模型方面,在骨料特征的参数化技术方面寻求突破对于其仿真效果至关重要;（3）由于影响硫酸盐侵蚀的因素较多且系统性试验较少,因此已有模型的适用性存在局限,应寻求突破建立全面涵盖各类因素的模型;（4）建立自然盐环境与试验室盐环境的对应关系、保证混凝土的试验室状态与其实际服役状态的一致性以及建立特定环境下混凝土耐久性损伤的时变模型对服务工程应用具有重要意义。     

冻融循环与复合盐侵蚀耦合作用下再生混凝土耐久性研究

以质量分数3%NaCl和不同浓度的Na₂SO₄复合盐溶液以及水为侵蚀介质,采用快冻法对再生混凝土进行冻融循环试验,测定各组再生混凝土试件的质量损失、抗压强度以及相对动弹性模量的试验数据,研究了再生混凝土在冻融与复合盐侵蚀耦合作用下的性能劣化规律,通过曲线损伤模型预测了再生混凝土的耐久性寿命。研究结果表明：在不同浓度复合盐溶液侵蚀下,3%NaCl+10%Na₂SO₄溶液冻融中质量损失,抗压强度劣化最为严重,3%NaCl+5%Na₂SO₄溶液中的冻融损伤度最大;再生混凝土损伤层厚度与相对动弹模量之间存在负相关性,可以采用相对动弹性模量表征混凝土内部损伤;曲线模型可以较好评价再生混凝土在复合盐环境下的冻融损伤,在3%NaCl+5%Na₂SO₄溶液中,再生混凝土的抗冻耐久性寿命最差。     

冻融与氯盐侵蚀作用下预应力结构耐久性试验及数值模拟

为探索预应力混凝土结构在侵蚀环境作用下的耐久性,通过对12根预应力混凝土梁在不同冻融循环次数后进行的氯离子侵蚀试验,主要研究影响冻融与氯盐侵蚀环境下结构耐久性的因素。针对季节性冰冻地区的预应力海工结构耐久性失效特点以及结构耐久性具体要求,综合考虑正负峰值温度差与预应力的影响,提出了冻融条件预应力结构氯盐侵蚀的耐久性分析模型,通过工程实例验证模型的可行性。研究结果表明,采用Crank-Nicholson格式差分进行数值模拟,模拟结果与实际工程检测结果吻合较好;预应力水平和冻融循环次数是影响预应力混凝土梁氯离子扩散的主要因素,冻融损伤严重缩短结构的使用寿命,预应力延缓了混凝土冻融损伤;冻融循环次数越大,扩散深度越深;对于冻融损伤度为24%的混凝土,其氯离子扩散所需的时间是未损伤混凝土的15%~25%。     

氯盐侵蚀下预应力混凝土结构耐久性分析

介绍了氯盐侵蚀下影响预应力混凝土中氯离子扩散的各种因素,并参照试验结果,得出保护层厚度、氯离子扩散速度以及表面氯离子浓度是影响预应力混凝土结构耐久性的三个重要参数。运用可靠度理论,建立了氯盐侵蚀下预应力混凝土结构的耐久性分析模型,并提出了基于一定可靠度水准的耐久寿命预估方法。分析结果表明,保护层厚度对氯盐侵蚀下的预应力混凝土结构耐久性影响最大,另外两种因素次之。     

氯盐-荷载耦合作用下纤维混凝土梁受弯性能研究

为研究氯盐-荷载耦合作用下聚丙烯纤维混凝土梁的受弯性能,通过试验室模拟此类结构工作状态,对不同应力水平(0.3、0.5、0.7)与氯盐侵蚀(35、70、105 d)耦合作用下的钢筋纤维混凝土梁进行静载试验,分析各变化参数对试验梁抗弯性能的影响及其破坏机理。结果表明:聚丙烯纤维的掺入可提高梁的受弯承载力;高应力水平(0.7)对试验梁的抗弯性能影响较大;经耦合作用后的试验梁的极限承载力随应力水平的增大提高了1.9%、3.2%、2.6%。随着浸泡天数增加,承载力分别提高了4.5%、3.2%、3.8%,但增幅减小且在5%以内。根据试验结果,引入环境效应系数,建立氯盐-荷载耦合下纤维混凝土梁受弯承载力计算方法,将试验梁的计算值与试验值进行比较,吻合较好。可为今后聚丙烯纤维混凝土梁理论分析和设计提供参考。     

海砂对钢筋混凝土结构耐久性影响的试验研究

调查了海砂质量现状和海砂混凝土结构腐蚀破坏实例 ,通过试验证明了海砂Cl- 对混凝土结构耐久性的不利影响 ,并指出现行标准中有关海砂Cl- 含量的阈值偏松     

海砂腐蚀与“海砂屋”危害

我国建筑用河砂逐渐出现缺乏现象 ,开发利用海砂是必要的。但海砂中含有氯盐 ,能引起混凝土中钢筋腐蚀 ,破坏建筑物。“海砂屋”就是不适当地使用海砂的恶果。     

海砂混凝土中钢筋锈蚀机理及其防治

通过对宁波地区海砂淡化厂里海砂的调查,探讨了海砂混凝土中钢筋的锈蚀机理及氯离子扩散规律,提出了海砂混凝土中钢筋锈蚀的防治措施。     

盐雾侵蚀条件下玄武岩纤维布加固混凝土构件的耐久性试验

国内外学者对纤维复合材料(FRP)加固混凝土梁的整体性能及其耐久性都做了大量的试验和理论研究,但是以往对FRP的研究大多集中在碳纤维复合材料(CFRP)及玻璃纤维复合材料(GFRP)等上面,而对性价比良好的玄武岩纤维(BFRP)加固混凝土结构的试验研究却很少。基于以上因素,通过对18个梁在不同的初始荷载水平情况下分别在自然环境和盐雾环境下的老化试验研究,结果表明:不同初始荷载水平对BFRP加固混凝土梁的影响较小;盐雾环境与自然环境下对比发现,BFRP加固混凝土梁具有较好的耐盐雾侵蚀能力。     

单盐侵蚀与冻融循环作用下混凝土耐久性能试验研究

吉林省大安市是东北典型的季冻土分布区,也是土壤盐渍化最严重的地区之一,其境内的土壤中易溶盐组分以HCO3-(CO2-3)、Na+含量较多,Cl-、SO2-4次之,还有少量的Mg2+、Ca2+、K+等。为了探究不同类型的易溶盐在冻融循环作用下对混凝土耐久性能的影响,在复合盐侵蚀与冻融循环双重因素作用下混凝土耐久性试验研究的基础上,进行混凝土的单盐-冻融循环对比试验,总结出在冻融交替作用下,硫酸盐、氯盐与碳酸氢盐对混凝土材料腐蚀破坏的特点、规律,并进一步对混凝土的盐冻破坏机理进行分析。     

玄武岩纤维片材在盐雾侵蚀条件下的耐久性试验研究

FRP作为一种复合材料,浸渍树脂是其重要的组成部分,因此,纤维布和树脂的耐久性对FRP材料的抗老化性能有直接的影响。通过将2组树脂试件和玄武岩纤维试件分别置于自然条件和盐雾侵蚀条件下经过60d的老化后进行的试验发现:树脂的极限抗拉强度降低,伸长率下降;玄武岩纤维片材的强度没有改变,弹性模量没有变化,伸长率也没有受到影响。     

防冰盐腐蚀与钢筋混凝土的耐久性

世界上不少国家,因早年使用道路防冰盐（冬季化冰雪）,造成的严重破坏,目前正在花费巨额修复,其经济损失巨大。我国北方地区也沿用冬季撒盐或盐水化冰雪的方法,北京西直门立交桥的腐蚀破坏证明防冰盐的危害是十分明显和严重的。必须认识其危害性,采用防盐腐蚀的新技术。     

淡化海砂高性能混凝土氯离子渗透性研究

针对海砂、淡化海砂和河砂不同细骨料配制的 12组共 36块C6 0和C80高性能混凝土 ,通过基于ASTMC12 0 2标准的通电法氯离子渗透性试验 ,对比分析了淡化海砂高性能混凝土抗渗性随龄期、外掺料和强度等级的变化规律 ,得出了在保证淡化海砂质量的前提下淡化海砂高性能混凝土具有良好耐久性的结论。     

应力状态下混凝土结构的盐雾侵蚀试验研究

预应力混凝土结构的盐雾侵蚀试验研究在国内外很少见。根据盐雾环境下应力状态混凝土试件的耐久性试验研究成果 ,阐述了在应力和盐雾共同作用下的结构破损规律 ,为制定预应力混凝土结构的耐久性设计规程提供建议。     

使用海水和海砂混凝土的开发

在混凝土制造和施工过程中,使用海水、海砂对节约淡水资源具有重大意义。据已有经验和研究成果,使用海水、海砂对钢筋有不利影响,但是对混凝土有较好影响。所以作为混凝土材料,利用海水和海砂将受惠更多。