暴露26年后的混凝土的碳化和氯离子分布

对北海船厂码头的不同构件钻取了一批直径100mm的混凝土芯样。在实验室测量了芯样碳化区域的CaCO3的含量,芯样中的氯离子分布,分析了材料因素和环境因素对碳化和氯离子分布的影响。试验结果表明,在极度潮湿环境下混凝土碳化进展缓慢,且碳化区域以未完全碳化区为主导,混凝土碳化的深度最终趋于一个极限值。氯离子分布受局部环境条件的影响显著,并可导致芯样表面对流区深度发生较大变化。     

粉煤灰加气混凝土碳化性能研究

碳化是引起粉煤灰加气混凝土长期抗压强度劣化的主要因素,粉煤灰加气混凝土的碳化速度较快,无论自然碳化还是人工碳化,碳化后的加气混凝土试件的抗压强度与未碳化试件的相比均有不同程度的降低,碳化系数小于1。     

暴露21年后混凝土的碳化及氯离子侵入研究

对暴露21年的挡浪坝和预制混凝土扭工字块钻取了一批直径100 mm的混凝土芯样。在实验室测定了芯样中的碳酸钙含量和氯离子分布;通过压汞试验测定了混凝土表层和内部的孔结构;分析材料因素和环境因素对碳化及氯离子分布的影响。结果表明,在相对湿度较高时,混凝土碳化十分有限,且以未完全碳化区为主导;实际暴露混凝土中氯离子侵入深度...     

在役结构混凝土强度与碳化水平的调研分析

基于深圳市部分在役结构的随机取样,分别测试了混凝土芯样的抗压强度和碳化深度并分析了抗压强度、自然碳化深度和服役年限三者之间的相关关系。研究表明:所取混凝土芯样的抗压强度处于25~35 MPa,且抗压强度呈逐年增长趋势;碳化深度的平均值为5.15 mm,而碳化深度值小于10 mm的芯样占比达92%,表明在役结构混凝土的碳化水平不高;抗压强度与碳化系数两者的相关系数仅为0.03,相关性较弱。     

松花江公路大桥碳化深度预测研究

松花江公路大桥是重要的交通枢纽,其耐久性能对桥梁的正常和持久运营有着重要意义.在一般大气环境中,混凝土的碳化是评价钢筋混凝土桥梁结构耐久性损伤的重要指标,针对大桥混凝土进行快速碳化试验,在分析快速碳化与自然碳化主要区别的基础上,依据试验结果建立了大桥的自然碳化预测方程,该方程具有一定的理论基础和较强的针对性,可用于大桥混凝土的自然碳化深度预测.     

长观试件混凝土自然碳化与加速碳化的相关性试验研究

混凝土碳化系数是一般大气环境下混凝土结构耐久性的重要指标,为研究实验室加速碳化和工程结构自然碳化的相关性,在北京地区暴露26年的混凝土长观试件的多次实测碳化深度基础上,从长观试件中钻取未碳化的混凝土制作成圆柱体试件,在实验室进行加速碳化试验,分析实验室加速碳化和室外自然碳化的规律,并研究两者实测碳化系数的相关性。结果表明,混凝土抗压强度值从29.8MPa增长到57.2MPa,增幅接近一倍,加速碳化28d的碳化深度和50年自然碳化深度基本接近,从混凝土抗碳化能力随强度增长而提高的角度考虑,采用龄期28d混凝土试块的加速碳化试验结果作为混凝土耐久性设计或者评估的依据是偏于保守的做法。     

荷载作用下粉煤灰混凝土一维、二维碳化研究

对不同粉煤灰掺量(0%,20%,40%,60%)、不同应力比(0.20,0.35,0.50,0.65,0.80)下高性能混凝土一维和二维碳化规律展开研究;建立了荷载作用下二维碳化测试方法;定义了二维碳化交互系数;研究了不同应力比对交互系数的影响规律。试验表明:一维、二维碳化深度随着应力比的提高而增加,碳化28 d时(相当于自然碳化50 a),应力比为0.8时的一维、二维碳化深度分别是应力比为0时的1.61倍、1.39倍;同时,碳化深度服从应力比的指数函数关系;混凝土二维碳化具有显著的交互作用,荷载作用下的二维交互系数明显小于不受力时的交互系数,并且随着应力比的增加,其数值有变小的趋势。混凝土加载状态下的一维和二维碳化研究对混凝土结构耐久性和寿命预测具有现实意义。     

带裂缝混凝土碳化深度预测模型

裂缝的存在大大的加深了碳化深度。为探索裂缝对混凝土碳化的影响,根据Fick第二定律和热传导方程的相似性,利用有限元软件建立了碳化仿真模型。开展了裂缝混凝土碳化试验,并根据试验数据调整了无裂缝、窄裂缝、宽裂缝有限元模型参数,进而对裂缝处混凝土碳化深度影响因素进行了模拟分析。结果表明,裂缝宽度比裂缝深度影响更大。提出了裂缝碳化深度增大系数,结合前人碳化深度模型,修正建立了带裂缝混凝土裂缝处碳化深度模型。     

运煤栈桥碳化速度及寿命预测研究

运煤栈桥是大型矿场和燃煤电厂的重要运输设施,故对栈桥混凝土结构进行科学的耐久性评估和使用寿命预测有着重要的意义。在自然环境中,混凝土的碳化深度评定运煤栈桥耐久性劣化的重要指标,以陕北地区某运煤栈桥为研究对象,对栈桥支架结构进行室内快速碳化试验及室外自然暴露试验,在分析两者主要区别的基础上,并结合试验结果建立了运煤栈桥的碳化方程,且该模型具有一定的实用性和理论基础,可用于栈桥支架结构的碳化深度预测;同时,根据自然碳化试验,采用了表面阻断剂方法,分析对比了三种不同涂料对碳化速度的影响,从而提出一种降低碳化速度的最优办法。     

预应力混凝土试件碳化试验及碳化深度预测模型研究

进行了碳化环境下预应力混凝土试件弯曲受拉和直接受压的耐久性试验研究,阐述了碳化作用对预应力混凝土结构的损伤机理。引进拉、压应力状态影响函数χσ,以反映碳化深度和应力状态及应力水平的关系。分别假定Fick第Ⅰ定律中的碳化时间指数α为0.50或为变量,由此建立了多因素影响下的预应力混凝土结构碳化深度预测模型,且采用一次可靠性方法(FORM)对碳化深度预测模型进行了分析。研究结果表明,拉、压应力分别可加快和减缓混凝土结构的碳化速度,χσ反映了碳化速率的变化趋势。最优的碳化时间指数α=0.48,若近似取α=0.50,计算结果也是足够准确的,由此印证了Fick第Ⅰ定律的正确性,而且采用FORM计算预应力混凝土结构碳化深度的离散程度是可靠的。     

应力作用下混凝土碳化深度预测模型

研究了应力对混凝土气渗系数和CO2扩散系数的影响,建立了气渗系数与CO2扩散系数的相关性.以Fick第一定律推导的碳化深度模型为基础,建立了基于气渗系数的应力作用下混凝土碳化深度预测模型--CDep-GPL模型,并对模型进行了验证.结果表明:混凝土碳化深度的模型预测值与试验值吻合较好,该模型可用于预测应力作用下混凝土的碳化深度.     

粉煤灰混凝土自然碳化性能初步研究

用粉煤灰混凝土泵送浇筑成型足尺的结构实体试验模型剪力墙与现浇楼板及相应的标准立方体试件,对其进行了为期1年的混凝土自然碳化深度测试,得到相应龄期的剪力墙、现浇楼板及相应立方体试件混凝土的碳化深度数据。研究结果表明:随混凝土强度等级的提高,其碳化深度减小,混凝土抗碳化能力增强;剪力墙与现浇楼板及相应的标准立方体试件碳化深度与时间成自然对数增长规律,立方体试件碳化深度与实体结构混凝土存在差异。研究结果可供工程结构混凝土碳化耐久性能检测与控制参考。     

装配式结构混凝土结合面碳化性能试验研究

混凝土结合面是装配式结构耐久性的薄弱部位,为研究装配式结构混凝土结合面处混凝土的碳化特征和规律,考虑施工中存在后浇混凝土前不清理结合面、不洒水湿润的情况,设计制作了包括4种清理状况的混凝土叠合试件,再钻取含有结合面的圆柱体芯样进行快速碳化试验,研究不同清理状况对结合面碳化性能的影响.结果 表明:结合面碳化速度明显大于混...     

基于碳化的既有钢筋混凝土桥梁耐久性的概率分析

分析讨论了混凝土碳化机理及其影响因素，并探讨了混凝土碳化深度的预测数学模型，基于既有钢筋混凝土桥梁的实测数据。对碳化系数和混凝土强度进行回归分析，建立了根据混凝土强度预测碳化深度的数学模型。将混凝土强度，保护层厚度。计算模式不确定性系数作为随机变量，以混凝土的碳化深度作为一个随时问变化的随机过程，建立了混凝土碳化到钢筋表面的时变概率随机模型．并以一座实际桥梁为例。给出了在不同使用年限时混凝土碳化到钢筋表面的预测值。结果表明，该模型可用于大气环境下基于碳化的钢筋混凝土桥梁结构耐久性评估。     

高性能混凝土碳化试验及人工神经网络碳化深度预测模型

为准确预测混凝土的碳化深度,开展了不同水灰比、粉煤灰掺量、矿渣掺量混凝土的制备与碳化深度测试,进行了数据采集。根据数据及BP算法,建立了3-7-1型三层BP网络,包含三因子网络输入量(水灰比、粉煤灰掺量、矿渣掺量)及单因子网络输出(碳化深度),提出了基于人工神经网络的混凝土碳化深度预测模型。采用最小二乘法建立了线性及伪线性两种预测模型与人工神经网络预测模型进行对比。结果显示：基于BP神经网络建立的混凝土碳化深度预测模型,相比较于常用的最小二乘法线性、伪线性模型更适用于多因素影响条件下的混凝土碳化深度预测,误差仅为线性模型的63.6%,伪线性模型的61.9%,采用BP神经网络能达到理想的预测结果。     

弯曲荷载作用下硫酸钙晶须混凝土碳化研究

钢筋混凝土桥梁在服役期间,梁体受荷载作用可能会产生开裂,这种开裂会使外界环境的侵蚀作用更加严重。文章开展弯曲荷载作用下硫酸钙晶须混凝土的碳化试验研究,分析加载级别、硫酸钙晶须掺量对混凝土碳化速率的影响。试验结果表明：掺加硫酸钙晶须的混凝土抵抗碳化的能力比普通混凝土有明显提升;随着晶须掺量的增加,混凝土抵抗碳化的能力有所下降;弯曲荷载作用下,试件受压区碳化深度明显小于受拉区碳化深度,并随着弯曲荷载的增加,差距更为显著;基于硫酸钙晶须在混凝土中的荷载分担作用和弯曲荷载作用下混凝土梁截面的受力特性,考虑应力在截面上的不均匀分布,建立弯曲荷载作用下硫酸钙晶须混凝土的碳化计算公式。     

水闸混凝土碳化深度预测研究

在水闸工程病害中,混凝土碳化最为典型,混凝土碳化是造成混凝土裂缝、钢筋锈蚀的最直接因素,因此,对混凝土碳化深度预测研究尤为重要。采用遗传算法优化神经网络,选取混凝土碳化深度的主要影响因素,建立混凝土碳化深度预测模型,并基于VS平台,开发水闸混凝土碳化深度预测系统。收集了盐城市25组水闸数据样本进行预测分析研究,结果表明,采用遗传算法优化BP神经网络模型进行水闸混凝土碳化深度预测是可行的,能够快速、准确识别混凝土碳化深度,为水闸除险加固提供技术支持。     

轴压荷载下混凝土碳化深度预测模型

为研究轴压荷载作用下混凝土的抗碳化性能,利用自主设计的装置,对普通混凝土以及掺量为30%的粉煤灰混凝土进行轴压荷载-碳化耦合试验。基于试验数据,建立了考虑多因素影响的混凝土碳化深度预测模型,定量地分析了不同应力比下轴压荷载对混凝土碳化深度的影响。结果表明：相同条件下,随着碳化龄期的增长,混凝土碳化深度也在增加,但增长速率会逐渐下降;不同应力比对混凝土抗碳化性能影响也不尽相同,应力比为0.3时混凝土的抗碳化性能最优,应力比为0.6时抗碳化性能最差;相同环境条件下粉煤灰混凝土的抗碳化性能普遍弱于普通混凝土;碳化模型预测值与试验值相对误差小于3%,二者较为吻合。该碳化模型可用于预测混凝土在轴压荷载作用下的碳化深度,为后续不同材料混凝土结构的寿命预测提供参考依据。     

大气二氧化碳浓度升高对混凝土碳化的影响

基于Fick第一定律建立的混凝土碳化理论模型在实际预测中广泛应用.分析了该模型的可靠性,并从理论的角度探讨了大气污染引起的大气CO2浓度升高对混凝土碳化深度的影响.分析发现,随着大气中CO2浓度的升高,混凝土碳化速度系数不再是一个恒定的量,而是随时间延长不断增大,表明大气污染会加剧混凝土的碳化.该结果应当引起混凝土长期耐久性设计方面的关注.     

混凝土不同裂缝尺寸及部位碳化性能试验研究

对预制裂缝混凝土试件进行了快速碳化试验,研究了碳化时间、裂缝尺寸、裂缝表面及底部等因素对开裂试件碳化深度的影响。结果表明:不同混凝土裂缝宽度、深度下的碳化深度随时间呈速度递减的增长趋势,并且随着裂缝深度的递增,碳化区域呈现出明显的"倒三角"分布。碳化数据对比时引入碳化参数可以较好地反映不同裂缝深度处、裂缝底部碳化深度分别与表面碳化深度之间的关系。