水泥-石灰石粉胶凝材料在硫酸盐和氯盐共同作用下的腐蚀破坏

采用硫酸钠和氯化钠复合溶液,对水泥一石灰石粉胶砂试件开展了长期浸泡腐蚀试验.测试了试件强度,并用x射线衍射和扫描电镜分析研究了浸泡试件.试验结果表明:在硫酸盐和氯盐共同作用下,水泥-石灰石粉胶砂试件比纯水泥胶砂试件的腐蚀破坏更加严重.其生成产物主要有CaSO4·2H2O,CaCI2以及中间产物CaAI2(co3)2(OH)4·6H2O和氯铝酸钙;水泥-石灰石粉胶砂试件因产生石膏,石膏膨胀造成开裂,从外到里而破坏.腐蚀后期,CaAI2(CO3)2(OH)4·6H2O和氯铝酸钙分解以及CaCI2溶解进一步加剧了腐蚀破坏.     

加速老化对纤维网格布增强水泥基材料弯曲性能的影响

为研究玻璃纤维增强砂浆(GRC)的长期耐碱性,对无网格布(NC)增强的试件、中碱玻璃纤维(CNP)网格布增强试件、低锆玻璃纤维网格布(ARNP)增强试件和高锆玻璃纤维网格布(ARNPH)增强试件分别进行了加速老化试验、弯曲试验和扫描电镜试验。试验结果表明:网格布对GRC试件的开裂抗弯强度影响较小;随着裂缝扩展,GRC试件在加载过程中出现挠度硬化现象并伴随多条裂缝,玻璃纤维可显著提高GRC试件承载能力;经过加速老化后,玻纤因受到腐蚀,对GRC试件的增强作用随着ZrO_2含量减小而减小;中碱玻璃纤维腐蚀后表面出现层状剥落且纤维有效直径减小,受腐蚀程度较深,低锆玻璃纤维在腐蚀后表面出现点状突起,未见层状剥落,高锆玻璃纤维在腐蚀后表面未见明显变化。     

污水半浸环境下混凝土的微生物腐蚀研究

通过外观形貌、质量、强度、矿物成分的演变规律研究了污水半浸环境下微生物对混凝土性能的影响。研究结果表明:(1)试件气液交界面出现严重的骨料外露、浆体脱落现象,其中气液交界面下方腐蚀较上方更为严重;(2)对照组腐蚀较试验组更加严重,这是因为对照组腐蚀破坏主要是硫酸钠晶体的膨胀破坏,而试验组腐蚀破坏主要是钙矾石和石膏的膨胀破坏。     

氯盐对水泥-石灰石粉胶凝材料硫酸盐侵蚀的影响研究

通过Na2SO4溶液和Na2SO4 NaCl复合溶液的长期浸泡腐蚀试验,研究了氯盐对水泥-石灰石粉胶砂试件受硫酸盐侵蚀破坏的影响。结果表明,氯盐缓解了水泥-石灰石粉胶砂试件的硫酸盐破坏。在硫酸盐的单独侵蚀下,试件的劣化是因石膏膨胀和水化产物分解的共同作用造成的;在硫酸盐 氯盐共同作用下,试件早期破坏主要是因石膏结晶引起体积膨胀造成的,后期破坏则主要由石膏以及CaAl2(CO3)2(OH)4.6H2O和氯铝酸钙分解和CaCl2溶解的共同作用所造成,并导致腐蚀的加剧。     

矿物掺合料对混凝土抗硫酸镁侵蚀的有效性研究

以40 mm×40 mm×160 mm细碎石混凝土试件和20 mm×20 mm×20 mm水泥石试件进行试验.矿物掺合料取代水泥用量为0、10%、30%和50%.8个月浸泡试验表明,Ⅰ级粉煤灰、矿渣、煤矸石等矿物掺合料对混凝土抗硫酸镁侵蚀性能的影响都存在着-个临界掺量,小于其临界掺量时掺合料对混凝土的抗硫酸镁侵蚀性能有改善作用,反之则有不利影响.机理分析表明掺合料一方面降低了Ca(OH)2从混凝土内部向其表面的扩散速度及混凝土表层Mg(OH)2薄膜的增厚速度,另一方面水泥石的孔结构随掺合料掺量的增大而改善.     

混凝土模拟液中碳素钢-不锈钢连接时的腐蚀规律

为了探明混凝土中普通碳素钢与不锈钢搭配使用时的腐蚀规律,使用含氯离子的混凝土模拟液模拟氯盐污染混凝土环境,测试分析了一系列不锈钢、碳素钢试件的动电位极化曲线(CP)、电化学阻抗谱(EIS)和零电阻电流(ZRA)。研究结果表明:连接不锈钢的碳素钢腐蚀速度明显加快,工程应用时宜采取绝缘措施以降低腐蚀风险;碳素钢-碳素钢之间由于锈蚀程度不同也存在电偶腐蚀,但相比不锈钢-碳素钢连接其腐蚀速度较慢且腐蚀规律不太稳定;在氧气含量一定情况下,受腐蚀产物的影响试件后期腐蚀速度普遍减小。     

石膏试件的力学特性研究

本文通过单轴压缩试验和巴西劈裂试验研究了膏水比(石膏质量和水质量比值)、缓凝剂掺量(缓凝剂质量和石膏质量的比值)和养护时间对石膏单轴抗压强度、抗拉强度和初凝时间的影响。试验结果表明,随着膏水比和养护时间增加,石膏单轴压缩强度和抗拉强度增加,石膏试件的脆性破坏特性越明显;缓凝剂能有效延长石膏试件的初凝时间,但同时会导致石膏试件强度降低;养护温度和湿度对石膏强度和凝结特性的影响比较明显,试验中需要控制试件的养护条件。本试验可为后续岩体物理模型试验相似材料选取材料配比,并为相关石膏试验提供一定的参考经验。     

硫酸镁对碳硫硅钙石形成的影响

研究了硫酸镁对水泥基胶凝材料中碳硫硅钙石形成的影响。将水泥-石灰石粉净浆试件浸泡在5℃下,5%Mg SO4溶液中,观察试件侵蚀后的外观,并对腐蚀产物进行X射线衍射、红外光谱分析。结果表明,在5%Mg SO4溶液中,纯水泥净浆试件发生硫酸盐腐蚀,表面有白色物质生成,腐蚀产物以氢氧化镁、石膏和水化硅酸镁为主;水泥-石灰石粉净浆试件在5%Mg SO4溶液中发生碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀,随着时间的延长而日益严重,由表及里逐渐变为一种无胶凝性的烂泥状物质,腐蚀产物以碳硫硅钙石和石膏为主。硫酸镁能够加快碳硫硅钙石的形成速度。     

双因素作用下混凝土对氯离子结合能力研究

通过对质量浓度为3．5％NaCl溶液腐蚀浸泡的单因素试验和干湿循环-氯盐腐蚀双因素试验,研究了在大掺量情况下,矿物掺合料种类对氯离子结合能力的影响。同时研究了干湿循环对不同配比混凝土的氯离子结合能力的影响。结果表明,矿物掺合料能提高氯离子的结合能力且结合能力与混凝土离试件表面的深度以及该处自由氯离子浓度成幂函数关系。与浸泡单因素作用相比,干湿循环会提高矿物掺和料的氯离子结合能力。     

免涂装耐候钢腐蚀后的疲劳试验研究

裸露使用的耐候钢,表面带锈的同时还可能承受疲劳荷载。为了获得腐蚀后耐候钢的疲劳性能,对经过24 d乙酸盐雾循环试验后的Q355NHD耐候钢及其焊接试件的疲劳性能进行了试验研究,并对涂装后的Q345qD普通钢进行了疲劳试验。试验结果显示:腐蚀后的耐候钢疲劳裂纹均起始于腐蚀较严重的试件上表面;相同疲劳寿命下,腐蚀后的耐候钢疲劳强度介于焊接试件与普通钢之间。通过试验数据确定试件的应力-疲劳寿命(S-N)曲线,并利用极大似然估计等方法计算存活率-应力-疲劳寿命(P-S-N)曲线以及置信水平-存活率-应力-疲劳寿命(γ-P-S-N)曲线。计算结果表明,随着存活率以及置信区间的提高,估算的疲劳寿命偏于保守。     

腐蚀钢绞线和腐蚀钢筋与混凝土的粘结性能对比

为了对比腐蚀钢绞线和腐蚀钢筋与混凝土的粘结性能,通过加速腐蚀和拉拔试验得到二者的粘结特征参数和腐蚀特征,并对其进行了对比研究。研究发现,腐蚀钢绞线和腐蚀钢筋由于表面特征及微观结构的不同导致了其粘结性能的不同,主要表现在:腐蚀钢绞线的抗蚀效应更加明显,腐蚀速度更快;腐蚀钢筋的粘结滑移曲线存在一个较为明显的强化阶段,而腐蚀钢绞线却在粘结力下降后出现了相当长的水平阶段;腐蚀钢筋的极限粘结强度相对于腐蚀钢绞线退化得更快,两者的粘结刚度退化速度大致相当,而无论腐蚀与否,钢绞线的粘结刚度和残余滑移都较钢筋大。     

锈蚀钢筋混凝土梁受力性能研究

根据已有研究成果建立锈蚀钢筋及钢筋—混凝土界面的性能退化模型,采用有限元软件建立分离式钢筋混凝土梁模型,通过试验验证了数值分析结果的准确性。在此基础上,对锈蚀钢筋混凝土梁的受力性能进行了参数分析。结果表明:(1)钢筋锈蚀率对钢筋混凝土梁受力性能影响较大,随着锈蚀率的增加,构件的承载力降低、刚度退化及延性变差;(2)钢筋—混凝土界面粘结力对钢筋混凝土梁承载力影响较小,但会改变构件的破坏模式,随着锈蚀率增加,构件从延性破坏变为脆性破坏。本文研究成果可为锈蚀钢筋混凝土梁加固设计提供参考。     

锈蚀钢筋混凝土柱的结构性能退化特征

在恒定压应力状态下 ,对钢筋混凝土柱进行了钢筋加速锈蚀试验。通过试验研究和有限元模拟分析 ,对轴压钢筋混凝土柱在锈蚀过程中的力学性能进行了动态分析 ;提出了压应力状态下锈蚀过程中柱截面应力重分布的特点与发展阶段 ;并揭示了轴压钢筋混凝土柱的结构性能退化特征     

锈蚀钢筋混凝土构件抗力研究

混凝土碳化会导致混凝土中钢筋锈蚀,进而导致钢筋混凝土构件承载能力低降;基于国内外研究人员在这方面所做的工作,讨论了碳化导致锈蚀的钢筋混凝土构件抗力计算,为碳化环境下混凝土的耐久性评估提供参考。     

锈蚀预应力筋力学性能研究

忽略应力对预应力筋锈蚀的影响,将预应力筋浇筑于混凝土中,外加直流电流加速锈蚀以获取锈蚀预应力筋试件,并对其力学性能进行了研究.结果表明:随着锈蚀率的增大,预应力筋极限强度与极限应变退化;锈蚀对预应力钢丝弹性模量无影响,但钢绞线弹性模量却随锈蚀率的增大而降低.锈蚀预应力筋的本构关系可表示为双直线模型,且随着锈蚀率的增大逐渐退化为单直线,理论模型和试验曲线符合程度较高.     

钢筋锈蚀后力学性能的试验研究

通过5种常用钢筋的锈蚀试验,对取得的数据进行分析,用统计拟合方程表示钢筋的伸长率、极限强度、屈服强度等力学性能与锈蚀程度的关系,其结果可为研究和评估钢筋混凝土结构耐久性提供依据。     

锈蚀钢绞线与混凝土的黏结性能

基于湿盐砂环境下锈蚀钢绞线混凝土试件中心拔出试验,分析了钢绞线锈蚀率、黏结长度、箍筋及碳纤维增强聚合物(CFRP)条带加固对锈蚀钢绞线混凝土黏结-滑移曲线、黏结强度及失稳模式等黏结性能的影响.结果表明:CFRP条带及箍筋减少了混凝土劈裂破坏的发生;随着钢绞线锈蚀率的增大,黏结-滑移曲线由微上升滑移、微下降、强化及平稳下降四阶段转变为微上升滑移及快速下降两阶段;以锈蚀率1.50％为界,混凝土初始黏结强度及黏结强度随锈蚀率增大呈先增大后降低趋势,随黏结长度增大,初始黏结强度分布范围及最大黏结强度明显下降;建立了锈蚀钢绞线混凝土的归一化黏结强度计算式,计算值与试验值较吻合.     

锈蚀钢箱梁桥的极限强度分析

结构可靠性理论可有效地评估结构老化的程度。通过研究给出一个程序,用于评估存在部分腐蚀板构件的钢箱梁桥的极限强度的可靠性。基于腐蚀和强度衰减的解析式,提出一种确定钢箱梁极限强度的概率模型。研究内容包括典型结构选型、极限状态方程、腐蚀钢箱梁抵抗模型的发展、可靠性分析法的发展、选定桥梁的可靠性分析和可靠性时程曲线的发展,以及腐蚀引起的结构退化。研究结果较好地预测退化钢箱型梁桥的使用年限和可靠性设计优化方案的发展。     

自然锈蚀钢筋的疲劳试验

为科学预测并适当延长既有服役混凝土桥梁的使用寿命,在考虑锈蚀率和应力幅值影响的基础上,对在服役老化混凝土构件中截取的25根锈蚀钢筋试件进行了轴向拉伸疲劳试验.经统计回归分析,建立了考虑锈蚀率影响的轻度、中度、重度自然锈蚀钢筋疲劳曲线方程,探讨了轻度、中度、重度自然锈蚀钢筋疲劳寿命的退化规律,给出了50％保证率不同预期疲劳寿命下轻度、中度、重度自然锈蚀钢筋容许应力幅值的建议值,并与轻度、中度加速锈蚀钢筋容许应力幅值的建议值进行了对比.结果表明:轻度、中度、重度自然锈蚀钢筋的应力幅值与疲劳寿命均呈对数线性关系,但疲劳寿命急剧下降,且应力幅值越大其降低幅度越大.