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.     

岩石粉类型对混凝土长龄期耐久性能的影响研究

研究了4种岩石粉对不同水胶比混凝土长龄期(1080 d)耐久性能的影响。结果表明,岩石粉混凝土的干燥收缩变形在1～180 d处于快速发展阶段,在180～1080 d处于缓慢发展阶段,90 d收缩率为1080 d收缩率的78%～87%,双指数模型可用于预测岩石粉混凝土干燥收缩变形;岩石粉混凝土的电通量随龄期延长逐渐减小,玄武岩石粉混凝土的抗氯离子渗透性能稍强于其它岩石粉混凝土;加速碳化下岩石粉混凝土的28 d碳化深度和自然碳化下1080 d碳化深度接近;掺石灰石粉有利于提高混凝土150次干湿循环后的抗压强度耐蚀系数。     

干旱灌区混凝土劣化影响因素试验研究

针对西北干旱灌区水工混凝土建筑物受碳化、侵蚀、干湿循环等"超叠加效应",致使建筑物提前出现开裂、剥落等危害的问题,采用现场调查、X光衍射、室内加速试验等方法,以质量损失率和相对动弹性模量为材料性能评价指标,研究了环境因素及混凝土自身因素对混凝土材料劣化过程的影响,分析了干旱灌区水工混凝土在多因素作用下的材料损伤劣化规律。研究表明,碳化、干湿循环会加速硫酸盐对混凝土的侵蚀作用,且后者作用更为明显,三因素的叠加作用对混凝土劣化的影响最为显著;减小混凝土水灰比或适量掺加粉煤灰可以提高混凝土抵抗碳化、硫酸盐侵蚀以及干湿循环等叠加作用的能力。     

初始损伤混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能EI北大核心CSCD

通过外观形貌、抗压强度损失率、硫酸根离子含量的变化,系统研究了干湿循环与硫酸盐耦合作用下初始损伤混凝土的劣化规律,建立了混凝土累积损伤模型;同时,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线计算机断层扫描仪(X-CT)揭示了混凝土的劣化机理.结果表明:随着初始损伤度的增大,试件破坏等级明显加剧;当干湿循环270次时,初始损伤程度为0%、10%和20%的混凝土抗压强度损失率分别达到34.6%、48.6%、67.5%,其表观硫酸根离子含量分别为1.87%、2.63%和3.83%;混凝土损伤速率随着干湿循环次数的增加而增大,且初始损伤混凝土的损伤速率增长幅度明显大于完整混凝土;干湿循环与硫酸盐耦合作用下混凝土的劣化表现为物理侵蚀和化学侵蚀,其中物理侵蚀为硫酸钠晶体的结晶析出,化学侵蚀为在孔隙及微裂缝中生成腐蚀产物而产生的膨胀破坏.     

不同劣化作用对混凝土力学性能的影响

为探讨混凝土力学性能在不同劣化作用下的变化规律,对3种类型混凝土分别在冻融循环、干湿循环、碳化和氯盐侵蚀条件下的抗压强度和动弹性模量进行了试验研究,结果表明:不同劣化作用对混凝土力学性能的影响机理不同,冻融循环对混凝土力学性能损伤较大,冻融循环300次时,3种混凝土抗压强度损失率依次为30.1%、51.4%、23.3%,动弹性模量损失率依次为2.8%、10.1%、21.6%,氯盐侵蚀和短期内的干湿循环对混凝土的力学性能损伤不明显,而碳化对混凝土力学性能有促进作用。标准养护条件下混凝土抗压强度与动弹性模量具有较好的相关性,但在不同劣化因素作用下,这种相关性随混凝土类型、劣化因素类型而发生改变。     

干湿循环作用下碳酸盐对混凝土腐蚀规律的试验研究及建议

试验研究了干湿循环机制下碳酸盐对混凝土的腐蚀规律试验,通过分析碳化深度、抗压强度及混凝土质量的变化,讨论了碳酸盐对混凝土碳化的腐蚀影响,并对混凝土碳化程度评定提出了建议。研究结果表明,混凝土的碳化速度在NaHCO_3溶液的作用下加快。随着干湿循环次数的增加,NaHCO_3溶液浓度从0.3%增加到0.5%时,混凝土碳化深度明显增加;混凝土的抗压强度在NaHCO_3溶液的作用下影响较大。结合在失效干湿循环次数时,混凝土试块的质量损失率的统计,其平均质量损失率为6.24%,可以参照混凝土试块的质量损失率对混凝土试块是否失效进行初步的判断。     

不同种类轻骨料混凝土的耐久性能比较

为探讨轻骨料混凝土强度指标与耐久性能指标的影响因素相互关系,以全轻混凝土为基准,通过单掺石灰石粉和短切玄武岩纤维的方法,以及通过适量取代陶砂、陶粒的方法,形成相应的砂轻、石轻和混轻混凝土及其对应的自密实混凝土,并进行抗压强度试验和碳化、氯离子渗透和硫酸盐侵蚀试验。结果表明:不同轻骨料混凝土的耐久性能指标与混凝土种类和强度等级密切相关,但强度与耐久性能指标不同步,其中,石灰石粉、纤维和普通骨料均能有效提高混凝土的抗碳化性能,并以自密实混凝土为更好;同时,改进的普通混凝土碳化预测模型适于轻骨料混凝土; 28 d龄期试件的电荷通过量表现出极大差异性,56 d龄期试件的电荷通过量接近,大幅度降低,并以纤维和砂轻自密实混凝土的抗氯离子性能为最好;在相同干湿循环次数条件下,不同混凝土抗压强度损失率和耐蚀系数均分别相近并具有同步性和强相关性,只有自密实混凝土随干湿循环次数增大呈先提高后降低的变化趋势。     

干湿-冻融交替作用下混凝土受硫酸盐侵蚀研究

冻融循环、干湿循环及硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性能的重要因素。分别采用单一干湿循环、单一冻融循环、干湿-冻融交替循环3种方法,研究混凝土在水和不同浓度硫酸盐溶液(1%、5%、10%)中的耐久性能指标,包括质量损失率和相对动弹性模量。研究发现,干湿循环和冻融循环作用效应并非简单叠加,而是超叠加效应,两者相互促进,共同作用,干湿-冻融交替作用下混凝土劣化最快。硫酸盐浓度对混凝土耐久性能影响显著,硫酸盐浓度越大,干湿-冻融后混凝土相对动弹性模量越低,混凝土损伤越严重。     

冻融和干湿循环对废玻璃混凝土耐久性能的影响研究

研究了冻融循环、干湿循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环对不同替代率废玻璃骨料混凝土耐久性能的影响。结果表明：与未冻融、未干湿试件相比,经历冻融循环、冻融循环+干湿循环、冻融-干湿耦合循环试件的抗压强度降低、质量损失率增大,而经历干湿循环试件的抗压强度提高、质量损失率减小;不同损伤机制对废玻璃混凝土耐久性能的影响程度由小到大顺序为干湿循环<冻融循环+干湿循环<冻融循环<冻融-干湿耦合循环。     

应力和氯盐环境下海工混凝土的碳化性能

配制两种水胶比的海工高性能混凝土试件,开展了氯盐-碳化干湿循环试验以及拉应力-氯盐-碳化干湿循环试验,通过测试分析混凝土抗压强度和碳化深度,研究了应力和氯盐环境下海工混凝土的碳化性能。试验结果表明:氯盐-碳化干湿循环条件下,混凝土抗压强度呈现先增大后降低的现象,长期的碳化作用会引起抗压强度的降低;存在一个与抗压强度有关的临界碳化深度,碳化作用在达到临界碳化深度之前可以提高抗压强度,达到临界碳化深度之后则会降低抗压强度。在拉应力-氯盐-碳化干湿循环条件下,拉应力和氯离子侵蚀均会增大混凝土的碳化速度,两者同时作用时,对碳化速度的增大作用会相互叠加。     

粉煤灰细度对混凝土劣化性能的影响

研究了粉煤灰细度对混凝土初始坍落度、抗压强度、碳化性能、干湿循环损伤的影响。结果表明粉煤灰细度提高,混凝土初始坍落度降低,抗压强度增大;碳化时间相同时,随着粉煤灰细度的增加。混凝土碳化深度不断减小;粉煤灰细度的提高加剧了混凝土干湿循环损伤的程度。     

寒旱-盐渍土环境下风积沙混凝土的制备及性能研究

针对沙漠腹地与近沙漠区农业工程、基础设施建设原材料短缺、服役环境差、混凝土耐久性能差等问题，采用西部寒旱-盐渍地区的风积沙为原材料制备了C25风积沙混凝土（ASC），得到了最优配合比，并基于微观分析研究了盐冻、干湿循环耦合作用下ASC的耐久性能。结果表明：随着风积沙掺量从0增加到100%,ASC的损伤速度越慢，其抗盐冻、干湿循环耦合作用的能力也越好；高掺量（≥60%）ASC试件抗盐冻、干湿循环耦合作用的性能良好；高掺量ASC在寒旱-盐渍土地区道路与水利工程中具有较好的适用性。     

清水混凝土抗碳化及氯离子侵蚀性能试验研究

通过采用大掺量矿物掺合料制备清水混凝土,系统研究了胶凝材料与混凝土龄期对混凝土耐久性能的影响,并对混凝土耐久性能的优劣性进行评价。试验结果表明:在碳化作用的早期(碳化作用28 d以前),不同胶凝材料体系下的清水混凝土抗碳化能力的优劣为CDAB,在碳化作用的后期(碳化作用28 d及以后),不同胶凝材料体系下的清水混凝土抗碳化能力的优劣为DCBA;不同系列清水混凝土在28 d龄期下氯离子渗透系数的大小顺序为:CDAB,到84 d龄期时氯离子渗透系数大小顺序为BADC。对于地铁等要求使用年限在100年左右的重大工程,清水混凝土可以达到混凝土结构耐久性的要求。     

水泥细度对混凝土劣化性能的影响

研究了水泥细度对混凝土初始坍落度、抗压强度、碳化性能、氯离子扩散性能、干湿循环损伤的影响.结果表明:水泥细度提高,混凝土初始坍落度降低,抗压强度增大;碳化时间相同时,随着水泥细度的增加,混凝土碳化深度不断减小;水泥细度对混凝土氯离子扩散系数影响不大;水泥细度的提高加剧了混凝土干湿循环损伤的程度.     

高掺量粉煤灰混凝土在干湿循环-碳化耦合作用下的耐久性研究

对适用于河道护岸的高掺量粉煤灰混凝土在干湿循环-碳化耦合作用下的耐久性能进行了研究。与单一因素作用相比,在多因素耦合作用下粉煤灰混凝土的质量增加,相对动弹性模量下降,碳化深度也明显大于标准快速碳化试验值。采用环境扫描电镜(ESEM)对粉煤灰混凝土的微观结构进行了分析。试验结果表明,多因素耦合作用对混凝土造成了更进一步的损伤;粉煤灰掺量对混凝土在多因素耦合作用下的质量损失及相对动弹性模量有较大影响;掺入粉煤灰后混凝土的抗碳化性能下降。     

粉煤灰加气混凝土的耐久性研究

研究了不同环境条件对粉煤灰加气混凝土耐久性的影响,认为碳化、冻融循环和干湿循环是引起粉煤灰加气混凝土长期性能劣化的主要原因。粉煤灰加气混凝土抗冻融循环能力较差,在碳化和干湿循环作用下,抗压、抗拉和抗折强度有不断降低的趋势;无论自然碳化还是人工碳化,碳化后的粉煤灰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。     

媒体重头文章概览

正《粉煤灰综合利用》05/2019掺粉煤灰建筑混凝土在冻融-干湿循环作用下的碳化性能研究为了探究复杂环境下粉煤灰混凝土的碳化性能,对掺0、10%、20%以及30%粉煤灰混凝土进行了基准碳化、冻融-碳化、干湿-碳化和冻融-干湿-碳化耦合损伤试验。研究结果表明:动弹性模量随循环次数的增加逐渐减小,相同环境和循环次数下,20%粉煤灰掺量时的动弹性模量最大;干湿循环对粉煤灰动弹性模量的影响大于冻     

水泥品种对混凝土劣化性能的影响

对纯硅酸盐水泥(S)、普硅水泥(PS)、矿渣水泥(KS)、江南粉煤灰水泥(FS)对混凝土碳化、氯离子侵蚀、干湿循环破坏影响程度进行研究.相同碳化时间内粉煤灰水泥混凝土的碳化深度最大,纯硅酸盐水泥混凝土的碳化深度最小,普硅水泥、矿渣水泥混凝土碳化深度很相近;水泥品种对混凝土抗氯离子渗透性能为矿渣水泥>普硅水泥>粉煤灰水泥>纯硅酸盐水泥;研究了纯硅酸盐水泥(S)、普硅水泥(PS)、矿渣水泥(KS)、粉煤灰水泥(FS)混凝土在淡水中干湿循环损伤(质量损失、相对抗压强度比、相对动弹性模量)规律;综合考虑普硅水泥(PS)混凝土比纯硅酸盐水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥混凝土具有更好耐久性能.     

碳化高温后混凝土力学性能的试验研究

通过对混凝土试件进行碳化高温试验,研究混凝土碳化深度、质量损失及碳化高温后抗压与抗折强度的变化规律,分析碳化高温后混凝土力学性能衰减机理,建立基于碳化高温后混凝土质量损失率的抗压强度及抗折强度计算式。研究表明：随着碳化的不断进行,混凝土碳化深度和质量损失随之增大;碳化龄期为7,14,28 d时,混凝土抗压强度随温度升高先减小后增大然后再减小,碳化龄期为14,28 d的抗压强度峰值出现在400℃;混凝土抗折强度总体趋势是随温度升高而降低,但在碳化龄期14,28 d、温度200℃时,其抗折强度略有升高。利用基于碳化高温后混凝土质量损失率的抗压及抗折强度计算式,可预估不同碳化龄期、不同温度下混凝土的抗压、抗折强度。     

地铁混凝土硫酸盐腐蚀研究

C45混凝土在地铁施工现场养护和标准养护,测试混凝土强度发展,并研究混凝土在硫酸盐浸泡环境和干湿循环条件下的强度演变与硫酸根离子渗透。研究结果表明:相比标准养护,地铁现场养护降低混凝土28d抗压强度10%左右,硫酸盐浸泡环境下二者强度演变差别很小,干湿循环120d后现场养护混凝土强度下降2MPa,养护制度对混凝土抗硫酸盐腐蚀能力影响较小。混凝土在硫酸盐环境下强度先增加后下降,硫酸根离子随深度增加而下降,随腐蚀龄期增加而增加,符合扩散规律。相比浸泡腐蚀,干湿循环加速了混凝土的硫酸盐腐蚀速度。