海洋环境下混凝土的碳化与钙的溶出

从暴露26 a和21 a的实际混凝土工程中钻取了一批直径为100 mm的混凝土芯样,利用干磨技术和化学分析方法测量了其Cl-,CaCO3和Ca(OH)2含量.结果表明,在潮湿环境下混凝土碳化进展缓慢,混凝土碳化深度最终趋于一个极限值.对比CaCO3和Ca(OH)2的含量,发现与海水长期接触的混凝土存在Ca(OH)2的溶出和C-S-H的进一步脱钙,这会加剧Cl-对其的侵蚀作用.当存在Ca(OH)2的溶出时,以CaCO3含量来评价混凝土碳化的方法将变得不可靠.     

碳化与冻融交替作用下的混凝土抗压强度

通过室内单一碳化、单一冻融,以及碳化与冻融交替作用下的混凝土耐久性循环试验,对比分析了混凝土相对抗压强度、相对动弹性模量和碳化深度等指标的变化规律.结果表明:在碳化与冻融交替作用下,混凝土相对抗压强度要比单一冻融作用时大,但增加程度有限;混凝土相对动弹性模量要比单一冻融作用时小,碳化深度则比单一碳化作用时大.碳化与冻融交替作用下的混凝土抗冻耐久性较之单一冻融作用下有所下降,抗碳化能力较之单一碳化作用下有所减弱.最后建立了碳化与冻融交替作用下以碳化时间和冻融循环次数为变量的混凝土抗压强度拟合模型.     

高性能混凝土讲座 第九讲 耐久性(四)——碳化

本讲介绍碳化的基本概念,以及高性能混凝土和普通混凝土加速碳化试验,并进行碳化深度对比.     

大掺量矿物掺合料对预拌混凝土碳化的影响

为探明造成预拌混凝土碳化现象严重的原因,着重研究了较大程度地掺入各种矿物掺合料对其抗碳化性能的影响.结果表明:总胶凝材料量为380 kg/m3的混凝土,当大量掺入矿粉、Ⅱ级粉煤灰、高钙灰时,混凝土的28 d加速碳化深度是无矿物掺合料的3倍以上,即大量掺入矿物掺合料,会使混凝土抗碳化的能力大幅降低.     

冻融前后混凝土碳化性能试验研究

通过对四种不同配合比的混凝土先后进行冻融循环试验(0、50、150次)和加速碳化试验(0、1、2周),研究冻融前后混凝土碳化性能变化情况.结果表明:冻融循环增大了混凝土孔隙率,加速了碳化进程,循环次数越多,加速作用越大;在冻融和高浓度CO2环境下,粉煤灰的掺入增加了混凝土碳化量,并造成较大强度损失,对混凝土结构不利;碳化使混凝土抗压强度略有提高,但不足以弥补冻融造成的强度损失,水灰比越大,强度损失越大.对混凝土结构进行耐久性设计和使用寿命预测时,必须考虑冻融、碳化及其它因素的复合作用.     

机制砂混凝土的酸雨中性化

对碳化及酸雨与碳化复合作用下,机制砂混凝土、河砂混凝土的碳化深度进行对比.结果表明,碳化或酸雨与碳化复合作用下,混凝土的碳化深度随强度等级提高而降低,且机制砂混凝土的碳化深度均小于同强度等级的河砂混凝土;与单一碳化相比,酸雨与碳化复合作用时,由于酸雨中H·和SO42-的共同影响,加速了混凝土中性化进程.     

钢纤维混凝土碳化性能的研究

钢纤维混凝土(SFRC)是一种以混凝土为基体的新型复合材料,其抗碳化性能优于普通混凝土.通过改变钢纤维掺量和碳化龄期,对钢纤维混凝土的碳化性能进行了试验研究,得出了钢纤维对混凝土抗碳化性能的增强机理,以及钢纤维体积掺量、混凝土强度、二氧化碳浓度和碳化龄期对混凝土碳化深度的影响,并提出了钢纤维混凝土碳化深度的计算公式.     

暴露26年后的混凝土的碳化和氯离子分布

对北海船厂码头的不同构件钻取了一批直径100mm的混凝土芯样。在实验室测量了芯样碳化区域的CaCO3的含量,芯样中的氯离子分布,分析了材料因素和环境因素对碳化和氯离子分布的影响。试验结果表明,在极度潮湿环境下混凝土碳化进展缓慢,且碳化区域以未完全碳化区为主导,混凝土碳化的深度最终趋于一个极限值。氯离子分布受局部环境条件的影响显著,并可导致芯样表面对流区深度发生较大变化。     

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。     

钢筋混凝土桥梁碳化深度计算方法分析比较

混凝土碳化深度预测是结构耐久性评价的重要组成部分.文中讨论了钢筋混凝土结构的混凝土碳化机理及碳化速度的影响因素,总结了混凝土碳化深度的多种计算模型.以一座实际桥梁为例,运用各碳化模型进行计算分析找出较为符合实际工程的碳化模型,再将保护层厚度代入模型估算出碳化前沿达到钢筋的时间.     

现浇护堤植生型生态混凝土耐久性的试验研究

生态混凝土是指有助于降低地球环境的负荷,同时,能谋求和生态系统的调和或共生、创造舒适的环境,具有实用性的混凝土。探讨了配有SR-3无机质混合材料的护堤植生型生态混凝土(孔隙率一般在20%左右),在冻融循环和碳化作用下的耐久性能,用试块质量和横向基频的变化情况以及试块的碳化深度和碳化后的强度来对其冻融和碳化耐久性进行评价。试验结果表明,在生态混凝土中加入SR-3后,增强生态混凝土的抗冻疲劳性能,降低了此种生态混凝土的强度损失,使得具有较好的抗冻性;此种生态混凝土的碳化后仍然能够满足工程所需要的性能要求。     

高强混凝土抗冻性的研究

从宏观和微观两方面研究了Ｃ６０,Ｃ８０,Ｃ１００高强混凝土的抗冻性。宏观研究表明,Ｃ６０高强混凝土的抗冻性不能满足Ｆ３００的要求,而Ｃ６０引气高强混凝土的抗冻性能却很好,快冻可达Ｆ１２００以上。Ｃ８０,Ｃ１００高强混凝土具有非常高的抗冻性,快冻可达Ｆ１２００以上,但高强混凝土经过一定冻融循环后,抗折强度会出现明显的降低。微观研究表明,当高强混凝土的气泡平均半径小于０．０１ｃｍ左右时,混凝土将具有超抗冻的特性。Ｃ６０高强混凝土在冻融过程中微孔结构的破坏主要是毛细孔物破坏,而Ｃ８０,Ｃ１００高强混凝土在冻融过程中,可能是非常细的毛细孔和较大凝胶孔的破坏。     

混凝土冻融循环的交流阻抗研究

研究了３种混凝土在冻融循环过程中交流阻抗谱的变化,据此以对混凝土在冻融循环过程中微结构的变化和混凝土经冻融循环而遭受破坏的机制有所了解,交流阻抗方法还可用于经少量冻融循环次数后对混凝土长期抗冻性能进行推测。     

混凝土盐冻破坏机理(Ⅱ)：冻融饱水度和结冰压

研究了冻融循环条件下NaCl浓度(质量分数)对混凝土内部吸入溶液量和饱水度、溶液结冰膨胀率和结冰压的影响,继而对混凝土盐冻破坏机理进行分析.结果表明:随着NaCl浓度的增加,溶液结冰膨胀率和结冰压平衡值显著降低,但溶液结冰产生结冰压的临界饱水度显著提高;在NaCl溶液中进行冻融循环时,混凝土内部饱水度明显高于水中,且饱水度的增长主要取决于冷冻阶段吸入溶液量,与融化阶段关系很小;2%～6%NaCl溶液将产生最大结冰压,因此中低盐浓度引起的混凝土盐冻破坏最严重.     

钢纤维活性粉末混凝土抗冻性能试验研究

通过试验以钢纤维0%,0.5%,1%,2%,3%五种不同掺量掺入活性粉末混凝土中,研究了钢纤维对混凝土抗冻性能的影响规律,试验冻融循环次数和钢纤维体积率对钢纤维混凝土冻融后相对动弹性模量变化、质量损失和劈裂强度损失的影响,分析了冻融环境下钢纤维对混凝土的增强机理。结果表明,活性粉末混凝土在冻融循环作用下,掺入钢纤维可以改善活性粉末混凝土的抗冻性能。钢纤维以2%的掺量与粉煤灰、硅灰复合掺入混凝土中,可以配制高抗冻性能的活性粉末混凝土。     

表面渗透性对混凝土耐久性的影响

本文通过渗透性、碳化、钢筋锈蚀和冻融试验以及一些重要工程实例分析，论述了混凝土表面渗透性对混凝土耐久性的影响。同时也讨论了一些改善混凝土表面性能的技术措施，对混凝土施工具有指导意义。     

The effects of air entrainment and pozzolans on frost resistance of 50–60 MPa grade concrete

An experimental investigation was conducted using an air-entraining agent and pozzolans such as silica fume and fly ash, to meet the design strengths 50 and 60 MPa, as well as frost resistance to 300 cycles of freezing and thawing. Among a series of concretes of grade 50 or 60 MPa, only a small part could resist 300 cycles of freezing and thawing. It was demonstrated that frost resistance might be independent on strength of concrete. By means of mercury intrusion porosimeter, the pore structure characteristics of six concretes were identified. Air entrainment, no matter whether the pozzolans were used, caused an increase in cumulative pore volume, and also an increase in the mean pore size. It is revealed that, as to concrete at a 0.32 water/binder ratio, air entrainment should be a main approach to enhance frost resistance, although the pozzolans could be used to increase long-term strength of concrete.     

路面基层多孔混凝土抗冻性研究

多孔混凝土作为新型的排水基层材料,抗冻性是其耐久性的重要体现,良好的抗冻性是多孔混凝土用于冰冻地区的前提.在分析现有普通混凝土抗冻性试验方法与评价指标的基础上,针对多孔混凝土自身的结构特点及工作状态,采用快冻法,使冻融循环次数分别为25,50,75和100次进行4种级配多孔混凝土的抗冻性试验,并采用抗冻系数作为评价多孔混凝土抗冻性的指标.结果表明,级配1与级配4,级配2与级配3具有类似的抗冻性,前者冻融循环50次后抗冻系数约为40%,后者冻融循环100次后抗冻系数仍大于70%,前者明显低于后者,且抗冻系数分别随着冻融循环次数的增加而降低.可见,对于北方冰冻地区,宜采用级配2或级配3多孔混凝土.