盐湖地区混凝土的耐久性研究Ⅱ:养护龄期和荷载对混凝土耐久性的影响

研究了养护龄期和弯曲荷载对混凝土在单一和多因素作用下的耐久性。结果表明,尽管延长养护龄期有利于提高混凝土在水和卤水中的抗冻性,但是,混凝土在盐湖地区的耐久性问题依然严重,耐久性寿命进一步缩短,尤其在弯曲荷载、卤水腐蚀和冻融等多因素的共同作用下,混凝土具有突然断裂的破坏特征。混凝土在施加30％弯曲荷载后,其三因素寿命分别比未施加荷载时的双因素寿命和冻融的单因素寿命降低了42％和56％。     

盐湖地区高强混凝土的配制技术和基本性能

针对我国盐湖地区的环境条件，成功研究了适用于盐湖地区的高强混凝土的配制技术，并测定了其强度和耐久性。结果表明，该混凝土具有强度高、抗碳化能力强、抗渗性好、收缩变形小、抗氯离子渗透能力强、抗钢筋锈蚀、抗冻性和抗盐湖卤水腐蚀性好的特征，尤其是在卤水中的冻蚀或卤水中的干湿循环双因素作用下。具有较高的抗蚀性。     

干燥环境条件下大掺量矿物掺合料高强混凝土的抗冻性

用快冻法研究了单掺铝酸盐膨胀剂和钢纤维及其复合对大掺昔矿物掺合料混凝土抗冻性的影响.结果表明:大掺量矿物掺合料高强混凝土(HSC)具有较好的抗冻性,但是其抗冻性对养护环境相对湿度(RH)非常敏感,干燥养护条件下的冻融寿命仅有标准养护的38%～40%.单掺2%钢纤维在保证其抗冻性不变的基础上,可改善其抗冻性对养护环境RH的敏感性.单掺10%膨胀剂能够降低大掺量矿物掺合料HSC的抗冻性对养护环境湿度的敏感性,但是其冻融寿命降低了34%.此外,在改善大掺量矿物掺合料高强混凝土的抗冻性及其湿度敏感性方面,复合掺加膨胀剂和纤维的效果并不比单掺膨胀剂或纤维的效果更好.     

寒冷地区混凝土抗碳化性能的研究

通过对C30和C50混凝土试件进行冻融、碳化、冻融-碳化交替作用试验研究,结果表明,混凝土水胶比越小、强度越高,抗冻融与抗碳化性能越好;在混凝土中掺入适量(10％～20％)粉煤灰可以提高混凝土的抗冻融性能,大掺量粉煤灰(≥30％)对混凝土的抗冻融性能与抗碳化性能都不利;混凝土经冻融与碳化交替作用后,其抗冻融性能有所改善,但对混凝土抗碳化性能极为不利.     

盐湖地区混凝土的耐久性研究Ⅲ——盐湖卤水类型对混凝土耐久性的影响

研究了盐湖卤水种类对混凝土在盐湖条件下的荷载、卤水腐蚀和冻融的单一与多重因素作用下的耐久性,探讨了混凝土在盐湖地区的破坏机理.结果表明,内蒙古盐湖卤水加速了混凝土的冻融破坏,西藏和新疆盐湖卤水则在一定程度上延缓了冻融破坏,而青海盐湖卤水则具有独特的延缓破坏现象.施加30%弯曲荷载将使混凝土寿命降低40%.Na2SO4·10H2O等盐类的结晶压作用是混凝土在盐湖地区腐蚀-冻融的破坏机理,当混凝土同时受到盐结晶压和荷载作用时突然断裂是其破坏特征.     

环境和施工因素对混凝土抗盐冻性影响研究

试验研究了混凝土不同的养护工况、表面施工工况对其抗盐冻性能的影响,对比了暴露养护和标准养护对混凝土抗盐冻性影响的异同,研究了重复加卸载对暴露养护的混凝土抗盐冻性的影响。结果表明:混凝土养护时保证其初次受盐冻前不处于干燥收缩状态,表面施工避免表层混凝土的含气量损失,可以提高混凝土的抗盐冻性能;重复荷载作用下混凝土抗盐冻性能会逐步降低。     

盐湖地区混凝土的耐久性研究III——盐湖卤水类型对混凝土耐久性的影响

研究了盐湖卤水种类对混凝土在盐湖条件下的荷载、卤水腐蚀和冻融的单一与多重因素作用下的耐久性,探讨了混凝土在盐湖地区的破坏机理。结果表明,内蒙古盐湖卤水加速了混凝土的冻融破坏,西藏和新疆盐湖卤水则在一定程度上延缓了冻融破坏,而青海盐湖卤水则具有独特的延缓破坏现象。施加30%弯曲荷载将使混凝土寿命降低40%。Na2SO4.10H2O等盐类的结晶压作用是混凝土在盐湖地区腐蚀—冻融的破坏机理,当混凝土同时受到盐结晶压和荷载作用时突然断裂是其破坏特征。     

基于损伤演化方程的混凝土寿命预测方法

基于混凝土的冻融或腐蚀损伤演化方程,提出了一套预测混凝土结构使用寿命的基本方法与理论体系;用单一冻融因素作用下的大量试验数据验证了混凝土的损伤演化方程;通过专门设计的盐湖卤水腐蚀单一因素和(干湿循环+盐湖卤水腐蚀)双重因素、3.5％质量浓度的NaCl盐冻试验,研究了青海盐湖钾肥和北京城市立交桥主体结构混凝土的使用寿命预测问题.结果表明:青海盐湖钾肥工程不宜采用普通混凝土和高强混凝土;C60引气高性能混凝土在盐冻作用下满足北京城市立交桥50年的使用要求.     

砖骨料含量对再生轻骨料混凝土耐久性能影响

对于混凝土的设计不仅仅需要考虑其力学性能,还要考虑到其长期性能与耐久性能因为混凝土的长期性、耐久性性能与建筑的安全性和服役寿命息息相关。文中分别对不同再生骨料取代率的混凝土立方体试块进行了力学性能试验,对建筑绿色再生轻骨料混凝土的抗冻融性能、抗氯离子渗透性能、抗碳化性能与抗硫酸盐侵蚀性进行研究。试验结果表明,HC-1再生骨料混凝土56d龄期的混凝土耐久性能较好;随着再生轻骨料取代率的增加受冻损害降低、放缓了碳化进程、抗氯离子渗透性高、侵蚀破坏速率减慢。     

碳化与盐冻交替作用下混凝土强度衰减模型

在室内开展了碳化作用、盐水环境下的冻融作用(本文称盐冻),以及碳化与盐冻交替作用下的混凝土耐久性试验,测试了3种混凝土的抗压强度,并对比分析了它们的变化规律。结果表明:碳化作用有利于混凝土的抗压强度增长,但盐冻作用和碳化与盐冻交替作用则降低了混凝土抗压强度,而且碳化与盐冻交替作用显著加速了混凝土的抗压强度损失。基于碳化和盐冻单独作用下的混凝土相对抗压强度数据,建立了以碳化时间和盐冻循环次数为变量的碳化与盐冻交替作用下的混凝土抗压强度衰减模型,可以较好地预测相应环境条件下混凝土抗压强度发展变化。     

粉煤灰掺量和养护条件不同对混凝土力学性能及抗碳化性能研究

本文主要研究粉煤灰掺量、养护条件对不同强度等级混凝土力学性能与抗碳化性能的影响,混凝土强度等级采用C30、C40、C50,粉煤灰掺量为0%、10%、20%、30%,水胶比为0.46、0.38、0.34,养护方式为标准养护、自然养护。试验结果表明:粉煤灰在相同或不同条件养护下,粉煤灰掺量都不宜超过20%;粉煤灰混凝土的抗碳化性能随水胶比的降低而减少;标准养护下粉煤灰混凝土的碳化深度低于自然养护条件。     

冻融-氯离子整体防水混凝土复合环境下性能的试验研究

本文测定了内掺硅烷乳液制备整体防水混凝土在冻融-氯离子(盐冻)复合环境下,不同冻融损伤后的质量损失率、相对动弹模量、抗压强度及其渗透性。结果表明,在冻融-氯离子复合作用下,混凝土试件的抗冻性能、力学性能均随着硅烷乳液掺量的增加而降低,但在一定冻融循环次数下,内掺硅烷乳液混凝土仍具有良好的抗渗透性。     

养护湿度对补偿收缩混凝土碳化速率的影响

在混凝土中掺入一定量膨胀剂可以减小混凝土收缩趋势、补偿收缩,而养护湿度对膨胀剂的补偿收缩效果具有决定性的影响.研究了养护湿度对补偿收缩混凝土抗碳化能力的影响规律,并运用显微硬度分析和TG-DSC耦合分析等方法对其影响机理进行了探讨,研究四种不同的养护制度(自然养护RH=60%、标准养护RH=90%、浸水养护3d后自然养...     

高性能混凝土在卤水环境下强度变化规律的探究

试验研究了高性能混凝土试件在早龄期标准养护、水环境养护、卤水环境养护下抗压、抗折强度的变化规律,以及混凝土试件在水环境、卤水环境下腐蚀2年内其抗压、抗折强度随服役期的变化规律。研究结果表明:在低龄期下,抗折强度呈现先增后减的趋势,且28d龄期值大于3d龄期;抗压强度呈现先减后增的趋势,3~7d抗压强度降低较多,但水环境下比卤水环境下的7~28d抗压强度增长多;在卤水腐蚀环境下混凝土的抗折与抗压强度在0.5~1.0年、1.0~1.5年、1.5~2.0年这3个时间段内的变化与腐蚀影响能力同时存在,但抗折强度在服役期内表现为增强,抗压强度表现为降低;标号为Ca50z高性能混凝土试件的配合比为最佳,表现出良好的抗腐蚀性。     

提高混凝土桥梁耐久性的SPCE防腐涂料体系研究

对混凝土桥梁普遍存在腐蚀病害损伤带来的降低耐久性问题进行了分析,提出了应用高渗透抗裂、抗老化超耐候性、抗蚀耐污的涂料对混凝土桥梁表面涂装可有效的防水、防碳化、防止混凝土及其钢筋的腐蚀,从而有效地提高混凝土桥梁耐久性和装饰性。     

冻融损伤混凝土力学性能衰减规律

为研究冻融作用对混凝土力学性能的影响,采用快冻法将混凝土盐冻或水冻至不同损伤程度后,测其动弹性模量、抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度.以动弹性模量为损伤变量,分析了冻融损伤与抗折、抗压强度之间的关系,采用回归分析的方法建立了抗折强度衰减方程.结果表明,混凝土抗压、抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量均随冻融循环作用次数的增加而逐步降低;抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量的衰减速率随冻融循环作用次数的增加而不断增大,但抗压强度的衰减速率则是先增大后减小;在冻融循环次数相同的情况下,含气量越高、水灰比越低,混凝土的强度损失越小,其力学性能损失的大小顺序依次为:抗折强度和劈裂抗拉强度、动弹性模量、抗压强度;冻融损伤与抗折强度的相关性较好,但与抗压强度的相关性较差,当冻融损伤小于40%时,混凝土的抗压强度一般不低于其初始强度的70%.     

碳化-盐冻作用下风积沙混凝土损伤劣化机理及寿命预测

为评估风积沙混凝土碳化-盐冻作用后的耐久性能,以质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度为指标,分析碳化作用对风积沙混凝土抗冻性能的影响,通过扫描电镜（SEM）与核磁共振（NMR）技术分析碳化-盐冻后其内部结构和孔结构变化特征,采用Wiener随机过程概率分布预测碳化作用后风积沙混凝土盐冻循环寿命.结果表明：碳化作用提高了混凝土强度,且使得盐冻循环作用下质量损失率增加,相对动弹性模量下降;无害孔与有害孔的比值反应了混凝土内部结构损伤特征;相对动弹性模量对混凝土盐冻环境最敏感,碳化28 d混凝土经受372次盐冻循环后完全失效.     

冻融劣化作用下煤矸石陶粒混凝土力学性能衰变规律研究

为研究冻融劣化作用下,煤矸石陶粒混凝土力学性能的衰变规律,采用快冻法探究冻融次数和水灰比（0.35、0.45、0.55）对煤矸石陶粒混凝土抗压、抗折和劈裂抗拉强度等力学性能衰变规律的影响。此外,以冻融劣化下抗压强度损伤值为损伤变量,建立不同水灰比的煤矸石陶粒混凝土强度衰变模型。研究表明：煤矸石陶粒混凝土的力学性能与冻融次数成反比,即随着冻融次数增大,其力学性能逐渐降低。随着水灰比的增大,煤矸石陶粒混凝土的力学性能衰减幅度呈现逐渐增大趋势。建立的强度衰变模型符合性较好,精度较高。本研究成果可以为冻融劣化作用下煤矸石陶粒混凝土性能研究提供参考。     

冻融和碳化共同作用下硅灰自密实混凝土耐久性试验研究

为了研究冻融和碳化共同作用下硅灰自密实混凝土的耐久性,对不同强度等级的自密实混凝土和普通混凝土分别进行冻融试验、碳化试验和冻融碳化复合试验。试验结果表明:硅灰自密实混凝土的抗冻性能高于相同强度等级的普通混凝土,虽然前者的抗碳化性能略低于后者,但经过冻融作用后前者表现出更好的抗碳化性能;强度等级越高,硅灰自密实混凝土的抗冻性能和抗碳化性能越好。     

冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土试验研究

通过在含有100%再生粗骨料的混凝土中同时掺入20%的矿渣和0%,15%,30%掺量的粉煤灰,并进行碳化、冻融和冻融-碳化耦合试验,研究冻融和碳化环境对再生混凝土耐久性的影响,对比分析试件抗压强度、质量损失率、相对动弹性模量、碳化深度的变化规律,建立冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土抗压强度模型。结果表明:粉煤灰掺量为15%时,再生混凝土的抗冻性能最好,当冻融次数大于100次后,粉煤灰对再生混凝土抗冻性能的促进作用开始减弱;粉煤灰掺量越多,再生混凝土的抗碳化性能越弱,当粉煤灰掺量为30%时,其碳化深度是粉煤灰掺量为0试件的2倍以上;在冻融-碳化耦合环境中,冻融作用促进了碳化深度的增长,碳化作用加剧了矿渣-粉煤灰再生混凝土的冻融破坏;建立的矿渣-粉煤灰再生混凝土冻融-碳化耦合抗压强度模型能较好地反应冻融-碳化耦合环境下的抗压强度退化规律。