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。     

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.     

钢纤维轻骨料混凝土抗冻性试验研究

我国混凝土结构量大面广,自建国以来兴建了大量的混凝土建筑物.但是,随着运行时间的增长,混凝土建筑物的老化问题日益突出,即混凝土结构的耐久性问题.本文对钢纤维轻骨料混凝土的杭冻融性能进行了试脸研究.冻融试验分为两种强度等级(LC30,LC35),LC35冻融循环25次、50次、75次;LC30冻融循环50次、100次.以试脸数据为依据,分析了冻融循环次数、混凝土强度子级、钢纤维体积率等因素对轻骨料混凝土冻融后抗压强度及其质量损失的影响规律.研究结果表明,随着钢纤维休积掺量的增加,混凝土的抗冻性能也有所提高.     

掺纤维橡胶混凝土抗冻性能研究

通过测定10组100 mm×100 mm ×400 mm混凝土试件能够经受的快速冻融循环次数,研究了橡胶粒和玄武岩纤维掺量变化对纤维橡胶混凝土抗冻性的影响规律,分析了纤维橡胶混凝土冻融破坏的损伤机理.研究结果表明:橡胶和纤维掺入混凝土能有效降低混凝土受冻融循环而发生的损伤劣化程度,明显提高混凝土的抗冻融循环性能.而且随着橡胶粒、纤维掺量的增加,混凝土相对动弹模量下降趋势越平缓,在本试验橡胶粒、纤维掺量范围内,橡胶粒掺量为60 kg/m3,纤维掺量为2.5 kg/m3时,混凝土抗冻融循环性能最佳,较基准混凝土提高150次.     

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.     

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。     

矿渣对轻骨料混凝土耐久性影响试验研究

矿物掺合料能有效改善混凝土内部孔隙结构,提高混凝土密实度.本文针对轻骨料混凝土耐久性问题,通过掺加不同比例的矿渣粉,对不同掺量比例的矿渣型轻骨料混凝土进行冻融循环与硫酸盐侵蚀试验研究,探究矿渣粉掺量对不同强度等级的轻骨料混凝土抗冻性能及抗硫酸盐侵蚀性能的影响规律.结果表明:掺加一定量的矿渣对轻骨料混凝土抗冻性能具有良好...     

冻融环境下泡沫混凝土的单轴压缩特性

为了解冻融环境下泡沫混凝土的单轴压缩特性，分别对4种密度(500、600、800和1 000 kg/m³)的泡沫混凝土进行了变加载速率(10～100 N/s)的试验研究，并基于X-CT重构了冻融环境下泡沫混凝土的孔隙结构模型。在此基础上，研究了单轴压缩过程荷载-位移曲线的特征及其影响因素，并借助回归分析和灰关联理论分析了泡沫混凝土密度、冻融循环次数及加载速率与抗压强度的关联程度。结果表明：冻融循环后泡沫混凝土单轴压缩过程荷载-位移曲线的切线模量大幅减小，非线性特征加强；冻融循环后试件孔隙率增大，孔径分布离散化程度加强。冻融环境下泡沫混凝土抗压强度与密度等级之间始终保持指数关系，相关系数均在0.9以上；泡沫混凝土密度等级与抗压强度联系最为紧密，其次是冻融循环次数和加载速率，灰关联度均在0.65以上。     

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.     

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。     

水冻融和硫酸盐溶液冻融环境下MKPC砂浆的耐久性评价

为了评价磷酸钾镁水泥(MKPC)砂浆的抗水和抗硫酸盐溶液冻融性能,测试了快速冻融条件下MKPC砂浆试件的强度发展和质量损失,并与同强度等级的硅酸盐水泥(P·O)砂浆试件相比较,试验结果证实:在水冻融循环75次和5％Na2SO4溶液冻融50次后P·O砂浆试件(M2)完全失去强度,而具有同样强度等级的MKPC砂浆试件(M1)在水冻融循环75次和5％Na2SO4溶液冻融100次后的强度剩余率均高于75％.在水和5％Na2SO4溶液中冻融循环50次时,M2试件的质量损失均已超过5％的破坏标准,而M1的质量损失远低于5％.上述结果说明MKPC砂浆试件的抗水冻融和抗硫酸盐溶液冻融性能远高于硅酸盐水泥砂浆试件,且抗盐冻融性能好于抗水冻融性能.     

掺氧化镁膨胀剂混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能研究

由于环境侵蚀,混凝土结构易开裂破坏,掺入适宜的外加剂可减轻其损伤劣化。本文研究了不同氧化镁膨胀剂掺量对混凝土抗侵蚀性能的影响,测试了混凝土经MgSO₄浸泡后的质量损失、强度变化,结合微观结构变化,评价了掺氧化镁膨胀剂混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明:硫酸盐长期浸泡环境下,混凝土试件的质量和力学性能均先增加后降低,掺入氧化镁膨胀剂以及降低硫酸盐溶液浓度都能降低硫酸盐的侵蚀速率;氧化镁膨胀剂的掺入一方面能够细化混凝土内部孔结构,降低硫酸盐的侵蚀损伤速率,延缓试件损伤开裂形成微裂纹;另一方面氧化镁膨胀剂填充了开裂后的微裂纹,阻断或减小了硫酸盐继续传输通道,从而抑制裂纹继续扩展。     

冻融循环作用后橡胶混凝土与钢筋锚固性能试验研究

在混凝土中掺入橡胶粉制成橡胶混凝土,既可对废旧轮胎进行高附加值利用,又可提高混凝土的抗裂、耐磨、抗滑、减振、降噪等多方面路用性能.为研究冻融循环作用后橡胶混凝土与钢筋的锚固性能,采用钢筋开槽内贴应变片的方法,快速冻融后做中心拉拔试验,研究了冻融循环次数以及橡胶掺量对橡胶混凝土与钢筋锚固性能的影响.试验结果表明:掺入5％、10％的橡胶粉,有利于冻融循环作用后钢筋与混凝土间的锚固性能;未经冻融循环的橡胶混凝土试件与橡胶粉掺量为0％的试件相比,橡胶掺量为15％的混凝土试件极限粘结强度下降56％,而橡胶掺量为5％、10％的试件极限粘结强度几乎没有下降;冻融循环至125次,橡胶掺量为5％、10％、15％的混凝土试件粘结强度分别下降60％、58％、50％,与未掺橡胶混凝土粘结强度相比下降幅度减小了约8％.     

盐冻环境下再生混凝土的耐久性研究

为了研究冻融循环和硫酸盐耦合作用下再生混凝土的耐久性,采用“快冻法”对再生骨料取代率为30%,Na2SO4浓度为5%,水灰比分别为0.35、0.45、0.55的再生混凝土进行冻融试验,并对不同冻融循环次数下的试件进行质量和抗压强度损失分析,以抗压强度表征损伤值,建立损伤模型,进行寿命预测及验证。研究结论表明：不同水灰比再生混凝土的质量、抗压强度性能变化过程呈三个阶段下降;从整个冻融循环过程来看,二参数Weibul模型能较好地计算损伤值,反应再生混凝土的冻融损伤演化规律;随着水灰比的增大,再生混凝土寿命逐渐减小,耦合作用下水灰比为0.35的再生混凝土的耐久性能最佳。     

城市轨道交通隧道混杂纤维高性能混凝土耐久性能试验研究

抗侵蚀和抗冻性能对城市轨道交通隧道混凝土的长期使用具有重要的影响。基于此,制备了单掺和复掺钢纤维和玄武岩纤维的高性能混凝土试件,开展了抗压强度测试以及干湿循环和冻融循环后的抗压强度损失率和质量损失率测试,分析了硫酸盐侵蚀和冻融循环后高性能混凝土的耐久性能变化规律,确定了最佳的纤维掺量。结果表明：高性能混凝土的硫酸盐腐蚀质量损失率和抗压强度均随单掺纤维体积率的增大而先减小后增大;混掺玄武岩纤维和钢纤维的高性能混凝土的抗硫酸盐腐蚀能力要优于单掺玄武岩纤维或钢纤维;适量的玄武岩纤维或钢纤维掺入有助于提高高性能混凝土的抗冻能力,纤维总掺量为1.2%,其抗冻性能最佳。     

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.     

冻融循环作用下锂渣混凝土抗硫酸盐侵蚀研究

基于锂渣的微集料效应和活性效应研究了冻融循环作用下锂渣不同掺量对混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能,同时利用扫描电镜和压汞法探究分析了冻融循环作用下锂渣混凝土在硫酸盐侵蚀作用下的形貌变化和孔结构变化.结果表明:锂渣能有效增加混凝土在冻融循环作用下的抗硫酸盐侵蚀,且随着锂渣掺量的增加,混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能越优;冻融循环作用下混凝土在硫酸盐溶液中生成的腐蚀产物是钙矾石,;掺加锂渣能有效改善混凝土的孔结构,掺加30％锂渣混凝土在硫酸盐溶液中冻融循环420次之后的孔隙率为17.9％,而不掺加锂渣混凝土的孔隙率为29.1％.     

再生粗骨料混凝土抗冻性能研究进展

将再生粗骨料应用于混凝土制备可有效减少原材料生产对生态环境的破坏,还可实现建筑废弃物的再生利用。但由于存在老旧砂浆包裹、原始缺陷较多等问题,再生粗骨料混凝土吸水率较高且薄弱界面较多,抗冻性能较差,对寒冷环境下的混凝土结构产生了极为不利的影响。本文综合分析国内外对再生粗骨料混凝土抗冻性能的研究现状,发现复杂脆弱的界面过渡区是再生粗骨料混凝土承受冻害时的薄弱环节,微裂缝和孔隙的发育使其在冻融循环过程中的性能不断降低。再生混凝土的抗冻性能随着再生粗骨料掺量的增加而加速劣化,再生粗骨料质量掺量应控制在50%以内。质量损失、相对动弹性模量和抗压强度是评价再生混凝土冻融损伤水平的常用指标,质量损失在试验初期会出现负增长情况,相对动弹性模量在有限冻融循环次数下的反应较不敏感,相比之下抗压强度能更好地体现再生粗骨料混凝土的冻融损伤水平。未来,还应对再生混凝土冻融损伤机理进行更加系统深入的研究,探究效果良好的非破坏性试验指标,以及在标准冻融试验的基础上结合特定工程环境对再生混凝土抗冻性能进行具体评价,推动再生粗骨料混凝土更加广泛的应用。     

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。