纳米SiO_2混凝土冻融损伤机理研究

制备了纳米SiO_2混凝土试件,测试质量损失率、相对弹性模量和有效孔隙率,根据冻融循环作用下混凝土的质量损失率、相对弹性模量和有效孔隙率随纳米SiO_2掺量的变化规律,分析了抗冻耐久性指数与有效孔隙率之间的关系,研究了纳米SiO_2混凝土的冻融损伤机理。研究结果表明:(1)纳米SiO_2混凝土的质量损失率随冻融循环的增大而先减小后增大;(2)纳米SiO_2混凝土的相对弹性模量随冻融循环的增大而减小;(3)掺加纳米SiO_2可以有效提高混凝土的抗冻性能,最佳的纳米SiO_2掺量为4%;(4)纳米SiO_2混凝土的冻融损失机理为冻融循环引发混凝土内部孔隙结构破坏,进而造成混凝土力学性能下降。     

粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能的影响规律研究

寒冷地区,冻融循环作用是导致混凝土结构发生破坏的最主要原因。为研究粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能的影响,本文对不同粉煤灰掺量的C35基准混凝土展开冻融循环试验,研究它们质量和弹性模量随冻融次数的变化规律,得到了以下几个主要成果:(1)随着冻融程度的加深,粉煤灰混凝土的质量损失会越来越快,甚至成倍数增长。(2)粉煤灰掺量小于24%时,粉煤灰掺量的大小对粉煤灰混凝土的质量影响很小;而当粉煤灰掺量大于24%时,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土质量损失率将急剧增大,而且增大速率越来越快。(3)随着粉煤灰掺量的增加,粉煤灰混凝土的弹性模量会出现先增加后减小的变化规律,当粉煤灰掺量为20%左右时,混凝土的相对弹性模量最大。     

粉煤灰掺量对再生混凝土力学性能和抗冻性的影响研究

研究粉煤灰掺量、再生粗骨料取代率对再生混凝土抗压强度和抗折强度的影响,并对再生混凝土在不同冻融循环次数下的抗压强度和质量损失率进行了研究.结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,再生混凝土抗压强度呈先增大后降低的趋势,当粉煤灰掺量为15%,再生粗骨料取代率为30%时,再生混凝土的抗压强度达到最大;粉煤灰掺量对抗折强度提高幅度较小;在冻融循环低于50次时,试块抗压强度下降速度较缓,此后下降速度加快,当冻融循环达到150次时,强度损失最大;再生粗骨料取代率对试块的抗冻性影响高于粉煤灰掺量.建立了考虑再生粗骨料取代率、粉煤灰掺量因素的冻融循环作用下再生混凝土抗压强度指数衰减规律预测模型.     

冻融循环作用下粉煤灰砂浆的力学性能

冻融大气环境下粉煤灰砂浆的力学性能对砖砌体结构具有重要的影响。在不同冻融循环次数作用下，通过改变粉煤灰掺量，研究粉煤灰砂浆试块的质量损失率、动弹性模量及抗压强度等指标的变化。结果表明，随着冻融循环次数的增加，不同粉煤灰掺量的砂浆试块质量均减小；冻融循环次数相同情况下，粉煤灰砂浆的动弹性模量比水泥砂浆的小，且随着粉煤灰掺量的增加，其动弹性模量降低的愈明显；各砂浆试块的抗压强度均随冻融循环次数的增加而降低，但掺入适量粉煤灰，有益于砂浆的抗压强度。     

粉煤灰对混杂纤维混凝土力学与耐久性能的影响分析

将粉煤灰加入混凝土中可以有效消耗工业固体废弃物，保护环境。基于此，制备了不同粉煤灰掺量的混杂纤维混凝土样品，开展了立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、碳化深度以及冻融循环后的相对动弹性模量和质量损失率测试，分析了混凝土力学与耐久性能随粉煤灰掺量的变化规律。研究结果表明：养护龄期小于14 d时混杂纤维混凝土的抗压强度随粉煤灰掺量的增大而减小，养护龄期大于14 d时抗压强度随粉煤灰掺量的增大而增大；60 d养护龄期和12%粉煤灰掺量的混凝土抗拉强度最大；碳化深度随粉煤灰掺量的增大而先减小后增大；粉煤灰掺量小于12%时，掺入粉煤灰的混杂纤维混凝土的抗冻性能要略优于素混杂纤维混凝土。     

纤维混凝土抗冻性能及损伤劣化模型研究

为了提高寒冷地区建筑的安全性和使用寿命等问题,通过分析不同纤维、粉煤灰掺量的混凝土试件在相应冻融次数下的质量损失率、相对动弹性模量及强度(抗压强度、劈裂抗拉强度)变化规律,研究掺入纤维的比例对混凝土抗冻性的影响.结果 表明:掺入钢纤维(SFs)和PVA纤维时,抗压强度、劈裂抗拉强度显著提高,在冻融次数相同的情况下,掺量与强度呈正相关;随着冻融次数的增加,质量损失率曲线先下降后上升,相对动弹性模量曲线呈下降趋势,掺入4％(质量分数)的SFs及0.05％(质量分数)的PVA纤维时,混凝土试件抗冻性能最优;掺入适量粉煤灰可有效改善混凝土质量、动弹性模量及强度损失.基于相对动弹性模量、强度数据建立冻融循环损伤模型来评价纤维混凝土的损伤程度,选用二次函数衰减模型进行数据拟合,发现建立的模型拟合程度较高,可有效反映冻融循环作用下纤维混凝土的冻融损伤程度.     

玄武岩纤维再生混凝土抗冻性能及损伤劣化模型

为了研究纤维再生混凝土的抗冻性能,提高寒区再生混凝土结构服役寿命,试验采用等体积再生骨料替代石子制备了5组不同玄武岩纤维掺量的再生混凝土,分别从质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和抗拉强度等方面探讨纤维再生混凝土抗冻性能损伤劣化规律。研究结果表明:冻融初期,再生混凝土质量损失率呈现负增长现象,相对动弹性模量、抗压强度和抗拉强度曲线随冻融循环次数的增加呈下降趋势;玄武岩纤维加入能够减缓再生混凝土冻融破坏,掺量为1.2 kg·m~(-3)时再生混凝土的抗冻性能最优;纤维加入对冻融作用下再生混凝土抗拉强度的作用效果优于抗压强度。建立了基于相对动弹性模量和强度为损伤变量的线性及多项式损伤劣化模型,模型可以准确预测纤维再生混凝土冻融损伤劣化程度。     

改性橡胶混凝土的力学性能和抗冻融性能研究

在橡胶混凝土中复掺聚丙烯纤维和粉煤灰,研究其掺量对橡胶混凝土力学性能和抗冻融性能的影响。结果表明：橡胶混凝土的抗压强度和抗拉强度均随聚丙烯纤维掺量的增大先增大后减小,随粉煤灰掺量的增大而呈减小的趋势;在整个冻融循环进程中,复掺聚丙烯纤维和粉煤灰橡胶混凝土的相对动弹性模量降幅小于素橡胶混凝土,抗冻融损伤能力提高;在本试验聚丙烯纤维和粉煤灰掺量范围内,聚丙烯纤维掺量为10 kg·m^-3、粉煤灰掺量(以替代水泥的质量百分比计)为14%～16%时,橡胶混凝土的综合性能最优。     

粉煤灰混凝土的碳化-冻融特性研究

为了分析粉煤灰混凝土的碳化-冻融特性,制备了不同粉煤灰掺量的混凝土样品,利用室内试验方法对混凝土样品迚行冻融循环和碳化,分析混凝土样品的质量损失率、相对动弹性模量和碳化面积随粉煤灰掺量和冻融-碳化周期的变化觃律。研究结果表明:在冻融-碳化条件下,粉煤灰混凝土的质量损失率、弹模损失率以及碳化面积率均随粉煤灰掺量的增大出现了先增大后减小再增大的现象;对比分析结果表明,粉煤灰混凝土的碳化能够在一定程度上提高其抗冻能力;粉煤灰混凝土的碳化面积率随着冻融-碳化循环次数的增加而增大,且当冻融-碳化循环大于一定周期后,碳化面积趋于稳定。     

粉煤灰对混凝土抗冻临界强度的影响研究

为研究粉煤灰对混凝土抗冻临界强度的影响规律,制备了不同预养护时间、抗冻温度粉煤灰掺量的混凝土试验样品,测试其抗冻4 d后60 d抗压强度,分析了粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响规律,找出了不同粉煤灰掺量混凝土的抗冻临界强度。研究结果表明:粉煤灰混凝土的60d抗压强度随抗冻温度的降低而减小;混凝土保证最终强度的预养护时间随粉煤灰掺量的增大而增长;粉煤灰混凝土的抗冻临界强度随受冻温度的减低而增大。     

冻融循环对粉煤灰混凝土抗冻性能试验研究

为研究冻融循环条件下粉煤灰混凝土抗冻性能,通过对不同冻融循环条件下力学试验,研究冻融循环作用下试件质量损失及相对动弹性模量变化规律,结果表明:粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能影响存在最优掺量约为30…%,经过90次冻融循环,试件的质量损失率为0.84…%,相对动弹模量为82.17…%,相比混凝土掺量为15…%、40…%,质量损失率分别降低0.29…%、0.43…%,相对动弹模量分别提高4.31…%、7.2…2%。在一定粉煤灰掺量范围内,粉煤灰能有效提高混凝土的抗冻性能。     

粉煤灰对混凝土干湿循环抗冻性能的影响

本文研究了在干湿循环条件下粉煤灰对混凝土抗冻性能的影响,测试了冻融循环后混凝土的抗压强度和质量损失,利用压汞分析了不同条件下混凝土的孔隙特征及粉煤灰对干湿循环条件下混凝土抗冻性能的影响。结果表明,粉煤灰的掺入量越大,经干湿冻融循环后混凝土的强度损失和质量损失增加,粉煤灰掺量为20%时,混凝土抗干湿冻融循环能力最强。掺20%粉煤灰的混凝土孔隙率比没掺的低,而且孔隙的分形维数也比不掺粉煤灰的混凝土小。     

复合纤维对严寒地区混凝土抗冻性能的影响研究

为了研究严寒地区混凝土的抗冻性能,制备了5种不同聚丙烯纤维和钢纤维掺加的混凝土试件,测试了混凝土试件的抗压强度、抗折强度、质量损失率和动弹性模量,分析了不同冻融循环次数影响混凝土力学强度的变化规律.结果表明:复掺聚丙烯纤维和钢纤维能够在单掺一种纤维的基础上再进一步提高混凝土的抗压强度以及抗折强度;复合纤维混凝土的抗压强度、抗折强度、质量以及动弹性模量损失随着冻融循环次数的增大而增大;相同冻融次数下,复掺聚丙烯纤维1.0 kg·m-3和钢纤维40 kg·m-3条件下混凝土的抗冻性能最佳.     

石灰石粉硅粉复掺对混凝土抗冻耐久性的影响研究

论文针对粉煤灰掺量一定的情况下,研究石灰石粉硅粉复掺对混凝土的抗压强度和抗冻耐久性能的影响。试验结果表明,在石灰石粉掺量为5%~10%时,混凝土强度比基准高。随着石灰石粉掺量的增加,混凝土的抗压强度降低。且随着混凝土的龄期增加,混凝土28 d和56 d抗压强度几乎不变。在混凝土冻融循环次数一定时,在粉煤灰掺量为5%和硅粉掺量为10%时,在石灰石粉掺量为5%~10%时,混凝土的抗冻性能较好,且高于基准混凝土。     

双掺矿渣-粉煤灰对轻骨料混凝土耐久性影响试验研究

为缓解沿海地区混凝土结构受冻融循环及硫酸盐侵蚀复合作用而发生耐久性破坏的情况,本文通过改变矿渣及粉煤灰的相对掺量,对不同掺量比例的粉煤灰-矿渣型混凝土进行冻融循环与硫酸盐侵蚀试验研究,探究混凝土的质量损失率及抗压强度损伤劣化规律.结果 表明:掺加一定量的粉煤灰对混凝土抗冻性能具有良好促进作用,但比例较高会降低其抗冻性,...     

盐碱与冻融耦合作用下再生混凝土耐久性试验研究

通过再生混凝土在3.5%NaCl、3.5%Na2SO4、3.5%NaCl+3.5%Na2SO4和水四种溶液中的冻融循环试验,分析再生混凝土在同浓度不同种类盐碱溶液中经过不同冻融次数后(N)的质量变化(△m)和动弹性模量变化(△E) ,绘制N-△m和N-△E的曲线.同时,设置单掺10%、20%粉煤灰和2%、4%硅灰为对照组,研究粉煤灰和硅灰组分别在3.5%NaCl和3.5%Na2SO4环境下混凝土的抗冻性能规律.结果表明:氯盐环境中,随冻融次数的增加,混凝土表面剥削、开裂现象明显,质量和动弹性模量损失严重,而硫酸盐环境中,冻融前期混凝土内部生成水化产物使质量增加,表面膨胀开裂,后期质量和动弹性模量急剧下降,与浓度3.5%氯盐盐冻相比,硫酸盐盐冻动弹性模量损失更大.冻融破坏强度由强到弱排序为氯盐冻、硫酸盐冻、复合盐冻、水冻;掺入粉煤灰后,氯盐环境下的混凝土抗冻性反而下降,10%掺量优于20%掺量.掺入硅灰后,硫酸盐环境下再生混凝土抗冻性提高,破坏程度要比水冻小,4%掺量优于2%掺量;最后分析了混凝土腐蚀机理.     

纤维掺加方式对混凝土抗冻性能的影响

为研究不同纤维掺加方式下混凝土冻融损伤的相关性能,选取钢-聚丙烯纤维混凝土进行快速冻融循环试验.试验结果表明:混凝土抗冻性能随纤维掺加方式不同而有差异,纤维混凝土损伤随冻融循环次数的增加逐渐积累,动弹性模量、抗压强度、抗折强度也不断下降,层布式混杂纤维成型混凝土抗冻损伤劣化性能更优.结合评价指标分析了纤维混凝土的劣化过程,通过SEM分析了其微观结构;对比分析,层布式混杂纤维混凝土的抗冻性较整体式混杂纤维混凝土好.     

钢渣对粉煤灰再生混凝土力学性能的影响研究

将钢渣加入混凝土取代部分胶凝材料可以提高工业固体废弃物利用,有效保护环境。制备了不同钢渣掺量的混凝土试件,测试了不同钢渣掺量粉煤灰再生混凝土抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、抗折强度,分析了不同龄期的抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度和抗折强度随钢渣微粉掺量的变化规律。研究结果表明:(1)不同龄期的粉煤灰再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度均在钢渣掺量为12%时达到最大;(2)混凝土的抗变形性能和抗折强度在钢渣掺量为12%～24%最佳;(3)当钢渣掺量超过24%时,随着钢渣掺量的增大,粉煤灰再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗折强度将急剧减小。     

混凝土抗盐冻性能试验研究

寒冷地区海洋环境和除冰盐环境中的混凝土结构受到盐害和冻害的双重作用,使混凝土的破坏更加严酷.本文采用快速冻融方法,对混凝土在盐溶液中进行了冻融试验,通过试验探讨了水胶比,粉煤灰掺量,含气量等因素的变化对混凝土抗盐冻性能的影响,研究了混凝土外观、质量损失率、相对动弹性模量、超声声速、抗压强度随冻融循环次数的变化规律.试验结果表明,试件均由于质量损失率超过5%而破坏;水胶比是影响混凝土抗盐冻性能的决定性因素,适当的粉煤灰掺量也能使混凝土达到抗盐冻性能要求,存在一个临界含气量能最大限度地提高混凝土抗盐冻性能;即使在引气条件下,大水胶比(0.50)和大掺量(50%)粉煤灰混凝土的抗盐冻性能仍很差.     

掺粉煤灰建筑混凝土在冻融-干湿循环作用下的碳化性能研究

为了探究复杂环境下粉煤灰混凝土的碳化性能,对掺0、10%、20%以及30%粉煤灰混凝土进行了基准碳化、冻融-碳化、干湿-碳化和冻融-干湿-碳化耦合损伤试验。研究结果表明:动弹性模量随循环次数的增加逐渐减小,相同环境和循环次数下,20%粉煤灰掺量时的动弹性模量最大;干湿循环对粉煤灰动弹性模量的影响大于冻融循环对动弹性模量的影响;掺加粉煤灰的混凝土抗碳化性能减弱,掺量越大,碳化深度越大;粉煤灰掺量和龄期一定时,冻融-干湿-碳化深度冻融-碳化深度干湿-碳化深度基准碳化深度,冻融损伤对粉煤灰混凝土碳化性能的影响大于干湿作用;基于研究成果,建立起考虑多因素共同作用的粉煤灰混凝土碳化模型,可以较好地模拟不同环境条件下粉煤灰的碳化深度,可为相关工程实践提供借鉴。