混合侵蚀与冻融交替作用下混凝土性能劣化试验

以质量分数为3％的氯化钠和5％的硫酸钠混合溶液为侵蚀介质,采用慢冻法,对立方体抗压强度为54.7 MPa的混凝土试件进行0,100,200,300次冻融循环试验,并测定各组试件的质量损失、抗压强度、相对动弹性模量和应力、应变等试验数据.结果表明:随着冻融循环次数的增多,混凝土试件表面剥蚀加剧,表观质量和相对动弹性模量无...     

冻融环境下混凝土抗侵蚀性能研究

研究冻融循环侵蚀作用下,C25、C35及C50混凝土在不同侵蚀溶液中的抗侵蚀性能变化。结果表明:混凝土试件在蒸馏水环境、硫酸钠溶液及硫酸钠与氯化钠混合溶液经冻融循环300次后,对混凝土的侵蚀破坏依次加强;随着混凝土强度的降低,水灰比逐渐加大,混凝土试件在冻融循环后损伤也逐渐严重;经喷涂聚脲弹性体防护材料的混凝土试件经冻融循环后基本无损伤;冻融循环侵蚀下混凝土由表及里的胀裂是主要问题,在不同盐溶液,这一问题呈现出不同的表现趋势。     

混合侵蚀与冻融循环作用下混凝土力学性能劣化机理研究

本文对快速冻融循环与3%氯化钠和5%硫酸钠混合溶液浸泡的交替作用下,混凝土材料性能劣化的机理进行了试验研究;用X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)分别对试件的水化产物及显微结构进行了测试和分析。结果表明:随冻融循环与混合溶液浸泡次数的增加,混凝土抗压强度明显降低;试件内部出现了微裂缝扩展和裂缝性质的变化,生成了盐类结晶;水泥石组分中也出现了盐类的腐蚀产物(钙矾石和石膏)。可见,冻融循环与盐类混合侵蚀溶液共同作用下,混凝土既出现了物理变化,又发生了化学反应,从而加剧了混凝土力学性能的劣化。     

海水侵蚀环境与冻融交替作用下引气混凝土性能劣化试验

以质量分数为3％氯化钠+0.34％硫酸镁配制的海水作为侵蚀液体,对引气混凝土试件进行海水浸泡与冻融循环交替作用试验,并分别测定经历102次、201次和300次冻融循环后试件的质量损失、相对动弹性模量和抗压强度等数据.结果表明:随着冻融循环次数增多,质量损失率和相对动弹性模量无明显变化,而抗压强度大幅降低.当冻融循环为300次时,质量损失率达0.28％,相对动弹性模量为100.21％,抗压强度下降了11.16％.     

混合侵蚀与冻融环境下混凝土力学性能劣化试验

以质量分数为3%的NaCl和5%的Na2SO4混合溶液为侵蚀介质,采用快冻法,对设计强度等级为C30、水灰比分别为0.44、0.50、0.55的混凝土试件进行了0、50、100、150、200次冻融循环试验,测定了各组试件的质量损失、抗压强度、应力、应变等.试验结果表明,混凝土随着冻融循环次数的增多,其表观质量和力学性能均呈现出不同程度的下降趋势,且水灰比越大下降越快.建立了与冻融循环次数相关的力学性能劣化线性方程,为进一步开展混凝土结构在冻融和侵蚀离子共同作用下的劣化机理与计算模型的研究提供了依据.     

复合盐侵-冻融环境下混凝土的应力-应变关系试验研究

对混凝土在3.5%、10.5%、17.5%复合盐(NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3、Na_2CO_3)溶液的侵蚀作用下,研究了在复合盐侵蚀和冻融循环作用下C30混凝土的应力-应变关系的变化规律,对6组42个尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的混凝土立方体试件进行了冻融循环,并利用SEM扫描电镜观察冻融作用后混凝土内部显微结构的变化。试验结果表明:(1)复合盐溶液侵蚀作用下,浸泡冻融的冻融循环次数相同时,混凝土的峰值应力随溶液浓度的增加而有所增大,峰值应变随之左移,应力-应变曲线逐渐趋于平缓;相对于养护冻融,浸泡冻融条件下,随着侵蚀溶液浓度的增加,试件的峰值应力降低的少;(2)进行150次冻融循环试验后,随着复合盐侵蚀溶液浓度的增加,经浸泡冻融试验的混凝土试件的抗压强度分别降低了36.1%、35.9%、34.3%,而经养护冻融试验的混凝土试件的抗压强度分别降低了55.6%、59.9%、57.6%;(3)经扫描电镜(SEM)分析,随着复合盐侵蚀溶液浓度的增加,混凝土损伤程度减弱。     

疲劳-冻融多次交互作用下混凝土损伤特性试验研究

通过对混凝土棱柱体试件进行疲劳荷载和冻融循环交互试验,分析疲劳荷载及冻融循环次数对试验后试件外观形貌、质量、相对动弹性模量和抗压强度的损伤劣化影响。试验结果表明:随着交互试验次数的增多,混凝土试件表面的坑洼面变多、孔洞变大,粗细骨料分离,质量出现先增加后减小的变化趋势,相对动弹性模量及试件的抗压强度下降速率明显加快。3个试验周期后,交互作用的试件与仅冻融循环的试件相比,试件的质量损失率增加0.36%,相对动弹性模量下降30.6%。混凝土的抗压强度降低18.1%。     

环保型裂缝修复材料对混凝土耐化学侵蚀和抗冻融性能的影响

在严寒或沿海地区,混凝土结构往往因受到酸、盐等化学侵蚀和冻融循环的作用而破坏,环保型裂缝修复材料(简称ECRM)能促使混凝土中未水化水泥水化,提高混凝土致密性,增强混凝士的耐化学侵蚀和抗冻融破坏的能力.本文进行了.经ECRM处理的混凝土试件耐化学侵蚀和抗冻融性能试验,试验结果表明:经ECRM处理的混凝土试件,在盐酸中和硫酸钠溶液中侵蚀45d和90d后,试件抗压强度较基准试件都有大幅提高.且提高的程度随着ECRM用量的增加而增大;ECRM处理试件冻融50次后其动弹模量损失3%,为基准试件的1/3左右,试件冻融50次后进行ECRM修复,其动弹模量可恢复至冻融前的90%以上.     

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。     

电化学腐蚀对钢筋与混凝土粘结强度的影响

在钢筋混凝土试件中通过加速锈蚀试验以及钢筋拉拔试验,研究了电化学腐蚀对钢筋与混凝土粘结强度的影响。通过对设计制作的42个钢筋混凝土试件按照全湿通电法进行电化学腐蚀试验,然后对不同锈蚀率试件进行单向拉拔试验并监测整个拉拔试验过程中的加载端动态滑移值和拉拔力,对电化学腐蚀对钢筋与混凝土粘结强度的影响作了深入的分析。研究表明,在电化学腐蚀初期,钢筋与混凝土的粘结强度与未发生腐蚀时相比有所增加;但当钢筋的锈蚀率达到一定值后,粘结强度将减弱。光圆试件在3%氯化钠溶液作用下最大拉拔力处于最高,而在1.5%氯化钠溶液、2.5%硫酸钠溶液、2.5%硫酸钠与1.5%氯化钠混合溶液、5%硫酸钠溶液环境中的最大拉拔力依次降低。带肋试件在5%硫酸钠与3%氯化钠混合溶液作用下最大拉拔力处于最高,而在1.5%氯化钠溶液、5%硫酸钠溶液、2.5%硫酸钠溶液、2.5%硫酸钠与1.5%氯化钠混合溶液环境中的最大拉拔力依次降低。     

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。     

硫酸和硫酸钠混合溶液对砂浆的腐蚀作用

用普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的混合水泥以及磨细高炉矿渣和聚合物乳液配制了4种水泥砂浆,研究了这些水泥砂浆试样在1%(质量分数,下同)硫酸加10%硫酸钠的混合溶液中浸泡不同时间后的质量变化和强度变化.结果发现,混合溶液对4种水泥砂浆都具有强烈的腐蚀作用.磨细高炉矿渣能显著提高砂浆的耐腐蚀性能;进一步添加聚合物乳液(聚胶比为10%),则砂浆的抗表面剥落性能有很大改善,其中尤以苯丙乳液与丁苯乳液的混合乳液改性砂浆效果更好,但添加聚合物乳液会导致砂浆的抗压强度大大降低.此外,水泥砂浆试样在混合溶液及清水中浸泡后,它们的抗压强度比值要比它们的抗折强度比值对硫酸/硫酸钠腐蚀介质更为敏感.     

干湿循环下透水型生态混凝土硫酸盐侵蚀试验研究

对透水型生态混凝土在不同浓度硫酸盐干湿循环条件下进行了侵蚀试验,测定了透水型生态混凝土的抗压强度耐蚀系数、相对动弹性模量和质量变化率。并辅以SEM电镜和EDS成分分析,探究了不同浓度硫酸盐侵蚀下试件微观损伤过程和侵蚀破坏规律。试验结果表明:在硫酸盐干湿环境下,透水型生态混凝土的抗压强度耐蚀系数、质量变化率均呈现出先上升再下降的变化趋势。浓度越高,侵蚀破坏的周期越短。通过微观分析发现,试件侵蚀产物多为硫酸钠结晶、钙矾石和石膏以及少量碳化碳硫硅钙石结晶。此外,实验室烘干会加速试件本身和侵蚀结晶碳化,生成碳硫硅钙石结晶。     

水泥路面裂缝快速修复材料耐久性分析

采用烧氧化镁、磷酸二氢铵、硼砂等制备水泥路面裂缝快速修复材料,与砂石、水拌和成型磷酸镁快速修复材料砂浆试件,对其耐磨性、耐侵蚀性、抗冻性和渗水性等耐久性能进行研究。结果表明,磷酸镁快速修复材料砂浆强度略小于普通水泥砂浆,但其耐磨性优于普通水泥砂浆;在自来水和10%硫酸钠溶液侵蚀下,磷酸镁快速修复材料砂浆的抗折强度损失较小,但其质量损失率远大于普通水泥砂浆;在冻融次数较少时（＜50次）,磷酸镁快速修复材料砂浆的质量损失远小于普通水泥砂浆,当冻融循环次数超过60次,其质量损失大于普通水泥砂浆;磷酸镁快速修复砂浆表现出良好的抗渗性能。     

氯盐对再生混凝土硫酸盐侵蚀的抑制作用研究

将再生骨料取代率为50%的混凝土试块自然浸泡在单一Na₂SO₄溶液、MgSO₄溶液和NaCl-Na₂SO₄复合溶液、NaCl-MgSO₄复合溶液中,其中复合溶液中的氯盐质量分数分别为0%,2%,5%和10%。在整个试验周期内,每隔30 d测量不同溶液中再生混凝土试块的表观形貌、超声声速和质量变化率,得出了氯盐对Na₂SO₄溶液和MgSO₄溶液侵蚀再生混凝土的抑制规律。最后结合试验结果,详细分析了氯盐抑制不同硫酸盐溶液侵蚀再生骨料混凝土相关性能差异的机理。研究结果表明:氯盐对再生混凝土的硫酸钠侵蚀有明显抑制作用,氯盐质量分数为5%时抑制效果最明显,但是氯盐质量分数继续增大,抑制效果没有明显的提高; 氯盐对硫酸镁溶液侵蚀再生混凝土的抑制效果较弱,甚至在氯化钠质量分数为2%时,再生混凝土试块表观侵蚀程度比未掺加氯化钠的还严重; 氯离子对硫酸根离子侵蚀有抑制作用,但是对镁离子的侵蚀无明显抑制作用; 所得结论为再生骨料混凝土在实际工程中的耐久性应用提供了借鉴。     

侵蚀环境下微胶囊自修复水泥基材料的修复效果评价

探究了微胶囊掺量、试件预破坏程度、侵蚀溶液pH值以及试件养护龄期对试件修复行为的影响.利用抗压强度回复率和损伤变量来评价试件的自修复效果.结果表明:掺入微胶囊后试件的抗压强度回复率得到提高,不同龄期试件的修复效果均随侵蚀溶液pH值的提高而提高.相同情况下,当微胶囊质量分数为2%时,养护28d的试件修复效果较好,而微胶囊质量分数为4%时,养护180d的试件抗压强度回复率较高.     

清水及氯盐环境下陶粒混凝土冻融损伤规律试验研究

对掺加1%聚丙烯纤维及未掺纤维的两组陶粒混凝土试件,分别进行了清水冻融和3%NaCl溶液冻融试验,观察了冻融循环后试件的外观变化形态,测试研究了试验过程中试件的相对动弹性模量、质量损失率、剩余抗压强度等损伤量的变化规律。研究结果表明:相同冻融次数时,与清水冻融环境比,氯盐冻融环境下试件的剥蚀和骨料外露现象更明显,相对动弹性模量、质量损失率、剩余抗压强度等指标退化更为严重;掺入聚丙烯纤维可明显改善陶粒混凝土的抗冻性能。分别以相对动弹性模量和剩余抗压强度作为损伤变量,建立了能反映冻融损伤进程的陶粒混凝土冻融损伤模型,参数拟合精度较高。