混凝土多系数碳化方程的试验研究

本文通过大量的系统的试验研究,提出了在正常大气条件下,表征混凝土碳化规律的多系数碳化方程的新概念,并且根据试验资料和数理统计方法,分别提出了轻骨料混凝土和普通混凝土的碳化速度系数,及水泥用量、水灰比、粉煤灰取代量、水泥品种、骨料品种和养护方法等因素对混凝土碳化的影响系数,为混凝土碳化及其对钢筋保护作用的预测创造了良好的基础。     

基于应力状态下钢筋混凝土开始锈蚀的时间预测模型

选取混凝土强度等级、环境温度、环境相对湿度、二氧化碳浓度、结构受力状态5个参数为主要影响混凝土碳化深度系数的因素.通过研究各因素与混凝土碳化速度的关系,建立了碳化深度影响系数公式,考虑混凝土碳化残量与钢筋锈蚀的关系,最后,建立了混凝土中钢筋开始锈蚀的时间预测模型.     

粉煤灰加气混凝土碳化性能研究

碳化是引起粉煤灰加气混凝土长期抗压强度劣化的主要因素,粉煤灰加气混凝土的碳化速度较快,无论自然碳化还是人工碳化,碳化后的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。     

用红外光谱定量分析加气混凝土中CaCO_3含量

一、前言蒸压加气混凝土在使用过程中,因碳化作用而影响到制品的性能,碳化速度随加气混凝土品种不同而异。由于不同加气混凝土试件用人工碳化方法所测得碳化产物及其相对数量、碳化速率与自然碳化结果相同,故通常根据碳化前后强度的变化,用人工碳化系数来估量     

大气二氧化碳浓度升高对混凝土碳化的影响

基于Fick第一定律建立的混凝土碳化理论模型在实际预测中广泛应用.分析了该模型的可靠性,并从理论的角度探讨了大气污染引起的大气CO2浓度升高对混凝土碳化深度的影响.分析发现,随着大气中CO2浓度的升高,混凝土碳化速度系数不再是一个恒定的量,而是随时间延长不断增大,表明大气污染会加剧混凝土的碳化.该结果应当引起混凝土长期耐久性设计方面的关注.     

装配式结构混凝土结合面碳化性能试验研究

混凝土结合面是装配式结构耐久性的薄弱部位,为研究装配式结构混凝土结合面处混凝土的碳化特征和规律,考虑施工中存在后浇混凝土前不清理结合面、不洒水湿润的情况,设计制作了包括4种清理状况的混凝土叠合试件,再钻取含有结合面的圆柱体芯样进行快速碳化试验,研究不同清理状况对结合面碳化性能的影响.结果 表明:结合面碳化速度明显大于混凝土本体;按照规程要求清理的结合面碳化系数相对稳定,不随碳化时间而发生明显变化,碳化系数约为混凝土本体的1.5倍;若不清理也不洒水湿润,结合面碳化系数随碳化时间的增加有明显增大,最大可达到混凝土本体的3倍;在清理结合面的情况下,是否洒水湿润对结合面的碳化性能影响不显著,但在不清理的情况下,洒水湿润可以明显改善结合面的抗碳化能力;预制构件粗糙面处理方式会影响结合面的抗碳化能力.此外,提出了结合面混凝土碳化模型的修正方法,为装配式混凝土结构耐久性设计与评定提供参考.     

基于快速碳化试验的结构混凝土抗碳化性能研究

针对某水工混凝土结构实体,对不同部位、不同强度的不带浆层芯样（A类试件）、带自然碳化浆层芯样（B类试件）进行了快速碳化试验,分别建立了A、B类试件在自然碳化环境下的碳化深度预测方程。结果表明：A类试件的早期碳化深度小于B类试件;随着碳化时间的增长,A类试件的碳化深度会超过B类试件;混凝土的抗压强度越大,A、B类试件达到相同碳化深度所需的时间越长;A类试件的碳化速度系数大于0.50,而B类试件的碳化速度系数小于0.50,说明自然碳化浆层能在一定程度上延缓碳化;基于A、B类试件建立的试验室碳化深度预测方程可用于混凝土结构抗碳化性能的合格性判定;基于B类试件建立的自然碳化深度预测方程的精度较高。     

考虑碳化影响的纤维增强再生混凝土吸水特性研究

考虑再生粗骨料取代率与聚丙烯纤维体积率的影响,开展了再生混凝土快速碳化以及碳化后的毛细吸水试验研究。试验结果表明：混凝土碳化深度随着再生粗骨料取代率的增加而增大,随聚丙烯纤维体积率增大呈先下降后上升的趋势,纤维会降低再生混凝土的碳化深度。再生混凝土毛细吸水系数随碳化程度的增加先减小后增大;随再生粗骨料取代率增加而增大;随聚丙烯纤维体积率增加先降低后增大。碳化对再生混凝土初始毛细吸水系数的影响大于后期吸水系数,且混凝土孔隙率越大,碳化对初始吸水系数的影响越显著。最后,建立了考虑碳化影响的再生混凝土初始毛细吸水系数预测模型。     

混凝土碳化性能的试验研究

混凝土的碳化(中性化)是引起钢筋锈蚀、混凝土耐久性降低的原因之一,为提高混凝土的耐久性,必须防止混凝土的碳化或降低碳化速度。本文通过试验研究了影响混凝土碳化的因素,并提出了降低混凝土碳化或放慢碳化速度所采取的措施,为提高混凝土的耐久性提供了重要依据。     

不同应力水平作用下混凝土碳化及抗冻性能研究

研究了不同应力作用下混凝土的碳化性能及抗冻性能,探讨了混凝土应力与碳化及应力与冻融耦合的作用机理。试验中应力状态包括:0.60ft、0.45ft、0.30 ft、无应力、0.30fc、0.45fc、0.60fc。结果表明,不同应力状态对混凝土抗碳化性能和抗冻性能影响显著,拉应力会促进混凝土碳化,压应力会延缓混凝土碳化;随着碳化时间的延长,混凝土的碳化深度持续增加,碳化速度逐渐下降;拉应力状态下混凝土的抗冻性能较差,适当的压应力可以有效提高混凝土的抗冻性能,0.45fc压应力下混凝土的抗冻性能较好。根据试验统计数据,给出混凝土抗冻性能应力修正系数ψ。     

混凝土在不同应力状态下的碳化

提出了混凝土试件在不同应力水平下快速碳化试验的方法 ,通过分析应力水平对混凝土碳化速度的影响 ,建立了混凝土在应力状态下的碳化速度预测模型。研究认为预应力混凝土抗碳化能力强于普通混凝土     

基于碳化的既有钢筋混凝土桥梁耐久性的概率分析

分析讨论了混凝土碳化机理及其影响因素，并探讨了混凝土碳化深度的预测数学模型，基于既有钢筋混凝土桥梁的实测数据。对碳化系数和混凝土强度进行回归分析，建立了根据混凝土强度预测碳化深度的数学模型。将混凝土强度，保护层厚度。计算模式不确定性系数作为随机变量，以混凝土的碳化深度作为一个随时问变化的随机过程，建立了混凝土碳化到钢筋表面的时变概率随机模型．并以一座实际桥梁为例。给出了在不同使用年限时混凝土碳化到钢筋表面的预测值。结果表明，该模型可用于大气环境下基于碳化的钢筋混凝土桥梁结构耐久性评估。     

混凝土碳化深度模型对比与参数敏感性分析

根据已有的试验数据,计算了牛狄涛模型、Nagataki模型各参数在相同幅度摄动下的变异系数、敏感性系数和相对重要性系数;分析比较了各参数对混凝土碳化深度预测值的影响大小。建议在实际工程中,应用牛狄涛模型进行混凝土碳化深度的计算较为合理。     

荷载作用下粉煤灰混凝土一维、二维碳化研究

对不同粉煤灰掺量(0%,20%,40%,60%)、不同应力比(0.20,0.35,0.50,0.65,0.80)下高性能混凝土一维和二维碳化规律展开研究;建立了荷载作用下二维碳化测试方法;定义了二维碳化交互系数;研究了不同应力比对交互系数的影响规律。试验表明:一维、二维碳化深度随着应力比的提高而增加,碳化28 d时(相当于自然碳化50 a),应力比为0.8时的一维、二维碳化深度分别是应力比为0时的1.61倍、1.39倍;同时,碳化深度服从应力比的指数函数关系;混凝土二维碳化具有显著的交互作用,荷载作用下的二维交互系数明显小于不受力时的交互系数,并且随着应力比的增加,其数值有变小的趋势。混凝土加载状态下的一维和二维碳化研究对混凝土结构耐久性和寿命预测具有现实意义。     

应力作用下混凝土碳化深度预测模型

研究了应力对混凝土气渗系数和CO2扩散系数的影响,建立了气渗系数与CO2扩散系数的相关性.以Fick第一定律推导的碳化深度模型为基础,建立了基于气渗系数的应力作用下混凝土碳化深度预测模型--CDep-GPL模型,并对模型进行了验证.结果表明:混凝土碳化深度的模型预测值与试验值吻合较好,该模型可用于预测应力作用下混凝土的碳化深度.     

钢筋混凝土铁路桥梁碳化寿命预测

在对混凝土碳化的主要影响因素分析的基础上，建立了预测桥梁保护层混凝土碳化深度的随机模型和碳化寿命准则。结合长龄期铁路桥梁的检测结果，提出了北方地区桥梁混凝土的设计强度和保护层厚度的最低要求。     

真空脱水与非真空脱水混凝土的抗碳化性能比较研究

提出制作真空脱水小试件的试验方法;分析了真空脱水对混凝土抗碳化能力的影响;建立了真空脱水混凝土碳化速度的预测数学模型;推断出真空脱水技术能改善混凝土的抗碳化性能.     

应力损伤对混凝土抗碳化性能的影响

应用超声波波速来定义混凝土的损伤度,采用混凝土快速碳化试验方法研究了基准混凝土及损伤度为0.05,0.12,0.19,0.27的应力损伤混凝土的抗碳化性能.结果表明：应力损伤混凝土的碳化规律与基准混凝土相似,其碳化深度随时间的变化亦符合指数形式;混凝土的碳化深度随损伤度的增加而增大.为定量分析应力损伤的影响程度,定义损伤影响因子KD来描述应力损伤对混凝土抗碳化性能的影响,KD与损伤度D呈线性关系.通过对混凝土碳化耐久性的分析发现,应力损伤对混凝土碳化寿命影响较大,当损伤度D达到0.27时,其碳化寿命仅为基准混凝土的0.39.     

基于碳化的预应力组合箱梁桥可靠性分析

为了研究预应力混凝土结构在混凝土碳化后,结构在服役期间的可靠度,分析讨论了混凝土碳化及其影响因素.将混凝土强度、保护层厚度、计算模式不确定性系数以及荷载增长系数作为随机变量,以混凝土的碳化深度作为一个随时间变化的随机过程,建立了一般大气环境下,混凝土碳化的时变概率随机模型.在此基础上,对五跨预应力组合箱梁进行了研究,从可靠度方面给出了在服役期间结构的可靠度水平.     

Carbonation of concrete in relation to CO2 permeability and degradation of coatings

In relation to concrete carbonation as a cause of problems in concrete buildings, we have constructed a diffusion-reaction carbonation model using the finite element method to estimate the depth of carbonation. Input data for analysis using this model were obtained by measuring both the diffusion coefficient and the solubility coefficient of carbon dioxide in various coatings by studying the permeation of carbon dioxide using a differential pressure method. The validity of the model has been verified by comparing results obtained from this model with experiments on accelerated carbonation using coated concrete specimens. The diffusion coefficient of carbon dioxide in various coating materials increased in the following order: polyvinyl chloride, polyurethane, epoxy, and acrylic. The effects of the degradation of coatings and of the number of coatings have also been examined.