荷载历史和硫酸盐干湿循环侵蚀作用下混凝土抗压性能试验研究

为研究荷载历史及硫酸盐干湿循环侵蚀对混凝土单轴抗压性能的影响,对经历不同荷载历史(0、25%、50%极限抗压强度)和不同浓度(5%、10%)硫酸盐干湿循环作用下混凝土试件进行单轴压缩试验,考察材料弹性模量、抗压强度、峰值应变和应力应变关系等力学性能的变化规律。试验结果表明,经历硫酸盐干湿循环侵蚀后的混凝土纵向裂缝数量变多,表层剥落严重;经历硫酸盐侵蚀的混凝土应力应变全曲线形状变得扁平,下降段变得平缓;随着硫酸盐溶液浓度的增大,混凝土抗压强度和弹性模量均降低,但峰值应变增大;相同浓度下,混凝土的抗压强度和弹性模量随着应力水平的增大有降低的趋势,但降低的幅值不明显,峰值应变有增大的趋势。     

硫酸盐-干湿循环与冻融复合作用对混凝土力学性能的影响

为研究硫酸盐-干湿循环与冻融复合作用下混凝土的力学性能退化规律，采用试验室加速腐蚀的方法，对混凝土试件进行轴心抗压试验，得到了不同干湿循环次数、混凝土强度和冻融循环次数下混凝土峰值应力、峰值应变及受压应力-应变曲线的变化规律，并对腐蚀后混凝土表观形态和微观形貌进行分析。结果表明：3∶1的干湿循环制度下硫酸钠主要发生物理结晶侵蚀；随着干湿循环次数增加，应力-应变曲线上升段斜率逐渐减小，峰值应力不断下降，峰值应变呈增大趋势；硫酸钠-干湿循环大大加快了冻融循环后试件的劣化速度，随着冻融循环次数增加，混凝土峰值应力逐渐减小，峰值应变逐渐增大。通过回归分析，建立了硫酸盐-干湿循环和冻融环境下混凝土应力-应变曲线方程，模型可为西部地区混凝土结构剩余寿命预测提供理论基础。     

硫酸盐和冻融循环耦合作用下活性粉末混凝土物理力学性能研究

为了评价活性粉末混凝土耐硫酸盐和冻融循环耦合破坏作用的性能,本文通过试验测定了不同耦合循环次数下,普硅活性粉末混凝土(P)和高抗活性粉末混凝土(GP)的质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和抗压强度耐腐蚀性系数等物理力学性能指标,并研究了粉煤灰和矿粉替代量对活性粉末混凝土耐硫酸盐和冻融循环耦合破坏作用的影响。试验结果表明,P和GP的质量损失率随耦合循环次数的变化幅度较小,而相对动弹性模量、抗压强度和抗压强度耐腐蚀性系数都随耦合循环次数的增大出现先增大后减小的趋势,当耦合循环次数分别为9次和6次时,P和GP的抗压强度分别达到最大值168.65MPa和157.69MPa;粉煤灰的掺入能明显改善混凝土的耐硫酸盐和冻融循环耦合破坏作用,且当掺量为30%时改善效果最好;矿粉的加入也能改善混凝土的耐硫酸盐和冻融循环耦合破坏作用;相比于相对动弹性模量,抗压强度更适合评价活性粉末混凝土的耐硫酸盐和冻融循环耦合破坏作用的性能。     

荷载-硫酸盐侵蚀作用后高强混凝土的力学特性

通过对经历不同荷载水平和硫酸盐浓度后的高强混凝土试件进行单轴压缩试验,研究了荷载历史及硫酸盐干湿循环侵蚀对高强混凝土抗压强度、弹性模量、峰值应变和应力-应变曲线的影响,并考虑了不同标距对应变测量结果的影响。结果表明:随单调荷载水平的增大,未侵蚀和浓度为1%侵蚀的混凝土抗压强度、弹性模量以及峰值应变减小,浓度为5%和10%侵蚀的混凝土抗压强度和弹性模量减小,而峰值应变增大;随着溶液浓度的增大,未经历荷载历史和经历单调荷载50%的混凝土抗压强度和弹性模量先增后减,峰值应变先减后增,而经历单调荷载70%和循环荷载50%的混凝土抗压强度和弹性模量减小,峰值应变增大;试件的力学性能对高浓度侵蚀较敏感,经历浓度为10%侵蚀的混凝土强度降低达25%;浓度对应力-应变曲线的影响较为显著,经历浓度为10%侵蚀的混凝土曲线上升段斜率变小,且形状变得扁平。在此基础上,利用基于Weibull分布的损伤本构模型对试验曲线进行研究,并对模型参数进行统计分析,结果表明建立的损伤本构模型理论曲线与试验曲线吻合较好。     

海洋潮汐环境纤维混凝土中氯离子迁移规律研究

为了研究海洋潮汐环境下聚丙烯纤维混凝土中氯离子迁移规律,采用干湿交替方式模拟海洋潮汐环境,分析纤维混凝土的氯离子含量分布及微观结构。结果表明,试件表面氯离子富集区随干湿交替次数增加而向内迁移;氯离子结合能力随深度增加呈先增大再减小后增大的趋势;氯离子扩散系数随干湿交替次数增加而减小,相应试件中氯离子扩散系数在相同干湿循环次数后表现出相似的变化趋势;纤维掺量为0.1%的试件内部致密,随纤维掺量继续增大,试件的抗氯离子侵蚀能力减弱。     

废弃纤维再生混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究

采用干湿循环的试验方法,研究了再生骨料取代率、水灰比、废弃纤维掺量等因素对废弃纤维再生混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响规律,测试了经历不同次数的干湿循环后混凝土的耐蚀系数和质量损失,并利用扫描电子显微镜观察了混凝土的微观结构特征。研究表明,随着干湿循环试验次数的不断增加,混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力呈现先增大后减小的趋势,在硫酸盐侵蚀初期,再生混凝土的微观结构得到改善,再生骨料取代率越大,混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力越差。适当减小水灰比、掺入0.02%～0.04%的废弃纤维可以改善再生混凝土内部孔隙结构,提高密实度,有效提升再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。     

混凝土干湿循环时间与抗腐蚀效果关系的探讨

通过混凝土抗硫酸盐侵蚀试验法研究了C50混凝土试件质量、相对动弹性模量损失率及试件抗压强度耐蚀系数与干湿循环时间的关系。研究结果表明干湿循环次数小于30次混凝土试件相对动弹性模量、抗压强度耐蚀系数损失率及质量变化率均较小,在30~120次之间,其变化率最大,120次干湿循环后相对动弹性模量、试件抗压强度耐蚀系数损失率及质量变化率又变得较小。     

应力和氯盐环境下海工混凝土的碳化性能

配制两种水胶比的海工高性能混凝土试件,开展了氯盐-碳化干湿循环试验以及拉应力-氯盐-碳化干湿循环试验,通过测试分析混凝土抗压强度和碳化深度,研究了应力和氯盐环境下海工混凝土的碳化性能。试验结果表明:氯盐-碳化干湿循环条件下,混凝土抗压强度呈现先增大后降低的现象,长期的碳化作用会引起抗压强度的降低;存在一个与抗压强度有关的临界碳化深度,碳化作用在达到临界碳化深度之前可以提高抗压强度,达到临界碳化深度之后则会降低抗压强度。在拉应力-氯盐-碳化干湿循环条件下,拉应力和氯离子侵蚀均会增大混凝土的碳化速度,两者同时作用时,对碳化速度的增大作用会相互叠加。     

加气煤矸石混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

针对加气煤矸石混凝土耐腐蚀问题,制备了标准试件,进行干湿循环条件下加气煤矸石混凝土抗压强度试验,研究了水灰比、铝粉掺量和干湿循环次数对加气煤矸石混凝土抗压强度和耐蚀系数影响。试验结果表明:标准养护28 d条件下,加气煤矸石混凝土抗压强度与水灰比、铝粉掺量呈负相关变化规律;干湿循环0~15次时,加气混凝土抗压强度有所提高,干湿循环15次后,加气混凝土抗压强度逐渐减小;加气混凝土抗压强度耐蚀系数与水灰比、铝粉掺量呈负相关变化规律,相关性强弱关系为干湿循环90次干湿循环60次干湿循环30次。     

碳化-干湿循环作用下风积沙混凝土劣化规律

以明确碳化-干湿循环作用下风积沙混凝土表观形态、质量、吸水率、抗压强度等耐久性能指标的损伤劣化规律为目的,将风积沙全部替代普通河砂制备全风积沙混凝土,对其进行碳化试验(碳化龄期为0 d、14 d、28 d),采用外观形貌、抗压强度、质量、吸水率等参数表征风积沙混凝土经历碳化-干湿循环作用下耐久性能损伤劣化规律。结果表明：碳化、干湿循环前期形貌变化较小,后期逐渐出现网状裂缝;随干湿循环次数增加,风积沙混凝土的抗压强度先增加后减小;在干湿循环25次内质量不断增加,其中未碳化混凝土质量增加最多,碳化龄期28 d质量增加最少;碳化作用延缓了表面盐结晶的出现,使风积沙混凝土的抗压强度有所提升,提升了风积沙混凝土在干湿环境下的耐久性。     

基于灰色关联的多因素耦合作用下混凝土材料耐久性评估

为探明碳化-硫酸盐侵蚀-干湿循环等多因素耦合作用下的混凝土材料耐久性评估问题,通过开展室内加速试验,以所测混凝土试件的抗压强度、质量损失率及相对动弹性模量3个耐久性评价指标为依据,应用层次分析法与熵权法确定复合权重,构建了灰色关联理论的混凝土材料耐久性评估模型,确定了各组试件不同时段下的灰色关联度向量。研究表明:碳化-硫酸盐侵蚀-干湿循环等多因素耦合作用下不同配合比混凝土试件的关联度值均呈现先增强后下降的现象且最大值约出现在干湿循环30次处,即混凝土综合耐久性整体上呈先增强后下降趋势,与试验结果相符,验证了该方法的合理适用性,相关研究可为混凝土构件的配合比优化及耐久性评估问题提供有益参考。     

盐碱-干湿条件下混凝土强度及耐久性问题研究

分析了纳米CaCO_3掺入量、盐碱浓度等因素对混凝土在盐碱-干湿循环后的强度及耐久性的影响,通过150次的干湿循环,研究了混凝土抗压强度耐蚀系数、质量损失率、相对动弹性模量等耐久性指标随干湿循环的变化规律。试验结果表明,掺入1%的纳米CaCO_3可以使28 d混凝土试件获得较高的抗压强度,盐碱-干湿循环条件下2%掺量的纳米CaCO_3混凝土试件强度下降最低。纳米CaCO_3对混凝土干湿循环中后期的耐久性有明显的提高作用,其最佳掺量为2%,掺量超过2%后则会造成耐久性指标的下降。盐碱浓度对纳米混凝土耐久性的影响随干湿循环次数的增加而增大,且相对动弹模量较质量损失率指标更易受盐碱浓度的影响。     

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。     

橡胶集料自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能

采用干湿循环硫酸盐侵蚀试验方法,研究了橡胶集料自密实混凝土(RSCC)的相对动弹模量、质量损失率及抗压强度耐蚀系数的变化规律.结果表明:RSCC的相对动弹模量和抗压强度耐蚀系数随着干湿循环次数的增加先增大后减小,当水胶比相同时,试验结束时(经历150次干湿循环后)两者随着橡胶颗粒取代量(以砂体积计)的增加而减小,当强度等级相同时,试验结束时两者随着橡胶颗粒取代量的增加而增大;RSCC的质量损失率在干湿循环初期迅速增大,之后慢速增加,当水胶比相同时,试验结束时RSCC质量损失率随着橡胶颗粒取代量的增加而增大,当强度等级相同时,试验结束时RSCC质量损失率随着橡胶颗粒取代量的增加而减小,当橡胶颗粒取代量为10%时,RSCC的综合性能较为理想.改进的两阶段、三区域RSCC抗压强度耐蚀系数预测模型能够有效体现RSCC的抗压强度耐蚀系数与橡胶颗粒取代量之间的关系.     

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。     

冻融和干湿循环对废玻璃混凝土耐久性能的影响研究

研究了冻融循环、干湿循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环对不同替代率废玻璃骨料混凝土耐久性能的影响。结果表明：与未冻融、未干湿试件相比,经历冻融循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环试件的抗压强度降低、质量损失率增大,而经历干湿循环试件的抗压强度提高、质量损失率减小;不同损伤机制对废玻璃混凝土耐久性能的影响程度由小到大顺序为干湿循环<冻融循环+干湿循环<冻融循环<冻融-干湿耦合循环。     

硫酸盐干湿循环作用对混凝土性能的影响

为研究混凝土特性在硫酸盐干湿循环作用下的变化规律,采取硫酸盐环境下干湿循环的方法模拟西部硫酸盐环境,加速侵蚀混凝土。经过对两种强度混凝土试块加速侵蚀试验,研究了混凝土试块的表观特征、力学性能及质量随侵蚀的经时变化规律,讨论了混凝土强度等级对硫酸盐腐蚀程度的影响。结果表明:侵蚀初期,混凝土的质量、强度由于膨胀产物的填充和密实作用程现不同程度的增大;随侵蚀时间的不断延长,膨胀性产物的不断积累,混凝土出现劣化损伤,表现为质量、相对动弹性模量、强度的逐渐降低;硫酸盐干湿循环次数达150次之后,试件出现大量裂缝,角部混凝土大面积砂化、剥落,强度急剧下降。整个侵蚀过程中,强度等级较高的混凝土表现出较好的耐腐蚀性。     

福建土楼夯土试块在干湿循环的抗压强度试验研究

为研究湿度变化对土楼夯土强度的影响规律,从而对福建土楼的结构性能进行深入的研究,为保护土楼提供理论依据.通过模拟福建土楼当地干湿交替的气候变化特征,利用恒温恒湿箱进行试验,研究干湿循环对夯土试块的抗压强度的影响.测试了原状土、重塑土和新土三种夯土试块在干湿交替作用过程中的质量、含水率和抗压强度,系统分析试块的质量、含水率和抗压强度的变化规律与影响因素.结果表明:三种试块的质量随循环次数的增加而减少;含水率总体上随干湿循环次数的增加而下降;重塑土试块和新土试块的抗压强度随干湿循环次数的增加呈现先增大后减小的趋势.     

高性能混凝土抗硫酸盐侵蚀的试验研究

为了研究水灰比、砂率和矿物掺合料对混凝土抗硫酸盐侵蚀的影响,对一系列混凝土试块进行了干湿循环后的轴压试验,分析了不同次数干湿循环下试块抗压强度和质量变化规律。结果表明:砂率对硫酸盐环境下混凝土质量变化及抗压强度影响很小;水灰比越小,抗硫酸盐侵蚀能力越强;掺加矿物掺合料能明显改善混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。     

盐渍土地区输电线路基础混凝土抗硫酸盐腐蚀试验研究

为研究输电线路基础混凝土在硫酸盐腐蚀作用下的劣化规律,以盐渍土地区输电线路不同强度等级混凝土为研究对象,采用硫酸盐干湿循环的试验方法,测试了不同混凝土在标准养护条件和硫酸盐腐蚀条件下混凝土强度变化规律。研究结果表明:标准养护条件下,混凝土强度随龄期增长而提高;硫酸盐腐蚀条件下,混凝土强度随着干湿循环次数增加,表现为先提高后降低的规律,且混凝土强度等级越低,强度出现降低的转折点越早。