重复压应力和高水压作用下混凝土氯离子渗透性试验研究

本文研究了不同高水压荷载和重复压应力荷载对高性能混凝土氯离子渗透性能的影响。研究结果表明,40%的重复压应力荷载对混凝土抗氯离子渗透性能影响不大,而60%和80%的重复压应力荷载对混凝土氯离子渗透性能有明显的影响,并且不同荷载方向的氯离子渗透性能也不同,平行于混凝土压应力方向的混凝土抗氯离子渗透性比垂直方向的抗氯离子渗透性差。1MPa或2MPa的水压力对混凝土氯离子渗透性能有明显的影响,水压力越大,氯离子渗透深度越大。水压力对氯离子渗透深度的影响更多的集中于混凝土表层渗透,并且压力不同,所影响的深度不同。不同荷载作用后混凝土内部的微观结构值得进行更深入的试验研究。     

荷载损伤后纤维轻骨料混凝土氯离子侵蚀研究

为研究荷载损伤对纤维轻骨料混凝土抵抗氯离子侵蚀性能的影响,设计了掺加聚丙烯纤维、钢 聚丙烯纤维、钢纤维3种轻骨料混凝土,开展了抗拉和抗压试验。分别在40%,60%,80%极限荷载3种拉、压应力水平下持续加载60 s,并测量加载后的残余应变。卸载后将试件切割成直径100 mm、厚50 mm的圆柱体,通过NEL法测定氯离子扩散系数。研究结果表明:混凝土残余应变随着拉、压荷载等级的增大而增大,纤维对轻骨料混凝土极限强度和变形能力提高显著;未施加荷载时,随着纤维的增加,单掺聚丙烯纤维组氯离子扩散系数变小,混掺纤维组基本保持不变,钢纤维组显著增加;施加荷载后,纤维的增加没有显著改善轻骨料混凝土抗氯离子侵蚀能力;残余应变与氯离子扩散系数间存在正相关特性,残余应变越大,氯离子扩散系数越大。     

再生骨料对混凝土的抗氯离子渗透性能影响

利用III级再生粗、细骨料制备C30和C40两种强度等级再生骨料混凝土,并分别掺加0和30%粉煤灰。测定该混凝土电通量,并分析再生粗、细骨料对混凝土抗氯离子性能影响规律。试验结果表明:随着再生骨料替代率增加,混凝土抗氯离子渗透性能逐渐减低,且对C40混凝土抗氯离子渗透性能影响较小;再生骨料混凝土中掺入30%粉煤灰,可有效改善其抗氯离子渗透性能。     

粉煤灰对再生混凝土氯离子渗透性的影响

采用氯离子自然扩散试验和氯离子渗透快速试验(ASTM C1202),研究了粉煤灰对再生混凝土氯离子渗透性的影响.试验结果表明:掺粉煤灰能有效提高再生混凝土抗氯离子渗透能力;随粉煤灰掺量的增加,再生混凝土抗氯离子渗透能力是先增强后减弱,粉煤灰的最佳掺量为20%;定量评价再生混凝土氯离子渗透性时,宜采用氯离子自然扩散试验法...     

氯离子在轴向受压混凝土内的输运试验

设计水灰比为0.55的素混凝土棱柱体试件,研究加载中和加载后不同压应力水平下的氯离子在混凝土内的侵蚀。对试件在8%浓度的氯化钠溶液中浸泡180 d后的取样进行测试,测试结果表明,当施加的压应力小于抗压强度的70%时,持续荷载与瞬时荷载下混凝土内同一深度的自由氯离子质量分数变化很小,且没有一定的规律性。而当压应力施加到95%的抗压强度后卸载时,混凝土内的氯离子质量分数明显增大。施加不大于70%抗压强度的压应力后,混凝土表观氯离子扩散系数有所减小,持续荷载下回归得到的表观氯离子扩散系数比相同应力水平下瞬时荷载时的要小,顺着荷载施加方向的氯离子质量分数和表观扩散系数要小于垂直荷载施加方向的值。根据试验数据及所需满足的边界条件建立了相应的计算公式。     

铜尾矿砂对C50混凝土力学性能和耐久性的影响

用铜尾矿砂替代部分天然砂配制C50混凝土,研究其掺量对C50混凝土力学性能、抗氯离子渗透性、干燥收缩性能及抗冻性的影响。结果表明:当铜尾矿砂掺量为10%～30%时,混凝土各龄期抗压和抗折强度均随铜尾矿砂掺量的增加而逐渐提高;当铜尾矿砂掺量为40%时,混凝土的7 d、28 d抗压和抗折强度与天然砂混凝土相当。铜尾矿砂的掺入能提高混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性;随着铜尾矿砂掺量的增加,铜尾矿砂混凝土各龄期的干燥收缩率显著增大。     

持续压荷载作用对锂渣混凝土气体渗透性的影响

为了考察持续荷载作用对锂渣混凝土气体渗透能力的影响,设计了水灰比为0.4、0.45、0.62,锂渣掺量为0、10%、20%,30%的混凝土,研究对锂渣混凝土试件施加极限荷载的10%、30%、50%的持续压应力下试件的气体渗透性能情况。利用Autoclam渗透性测试仪研究发现:随着龄期的增长,混凝土的透气性指数降低,密实度增大;当水灰比范围在0.45～0.62时,存在一个临界值使混凝土的气体渗透性急剧增大;当应力比大于0.3时,试件的气体渗透系数的增长趋势加大;在压应力阀值出现之前,掺入10%锂渣能够有效改善混凝土的渗透性。     

矿物掺合料混凝土抗氯离子渗透性能及时变规律

以非稳态氯离子迁移系数(D值)为指标,研究了复掺粉煤灰和矿粉的混凝土抗氯离子渗透性能及其时变规律.结果表明:降低水胶比,延长龄期(180 d以内)都能使混凝土的抗氯离子渗透性能增强;一定范围内,抗氯离子渗透性能均随矿粉掺量的增加而增加,随粉煤灰掺量的增加而降低,当矿粉掺量分别为37.5％、31.9％时,C30、C45混...     

荷载作用下珊瑚混凝土中氧气扩散系数试验研究

试验设计测定多组C30珊瑚混凝土的抗压强度,得到珊瑚混凝土的极限抗压强度,并对研究试件施加0、25%、45%、65%的极限荷载值,后通过超声波速对试件损伤进行量化表征,测定荷载作用下珊瑚混凝土的氧气扩散系数。结果表明：最优配合比C30珊瑚混凝土极限抗压强度为32.9 MPa;通过超声波速对试件横截面的不同位置进行测量,发现荷载对珊瑚混凝土的损伤有较大的影响,且随着施加荷载的增加,超声波速也逐渐降低。且荷载对珊瑚混凝土两端边缘造成的损伤较为接近;对比珊瑚混凝土试件和砂浆试件的氧气扩散系数,发现珊瑚混凝土试件孔隙率更大,致使氧气扩散系数更大。且珊瑚混凝土预先施加荷载值越大,试件的损伤就越重,产生的微裂缝越多,氧气传输速率越快,最终氧气扩散系数越大,氧气浓度传输遵循先快后缓的规律。     

高寒地区桥梁混凝土抗氯离子渗透性能研究

依托新疆果子沟特大桥工程,针对高寒区域的气候特征及材料性状,通过正交试验,重点研究了水胶比、粉煤灰掺量、用水量和引气剂掺量等因素对桥梁混凝土抗氯离子渗透性的影响规律;通过深入分析桥梁不同部位及不同配合比混凝土的抗氯离子渗透机理,提出基于抗氯离子渗透性能的高寒区域桥梁混凝土配合比设计参数范围.研究表明：水胶比与用水量对桥梁混凝土的抗氯离子渗透性能影响显著,C30混凝土水胶比（质量比）由045减小到039时,混凝土56d电通量降低约50%;粉煤灰掺量（质量分数）由10%增加到30%时,混凝土电通量总体呈下降的趋势;控制桥梁混凝土中适宜含气量也有利于改善其抗氯离子渗透性能.     

单向荷载及冻融循环对氯离子渗透性的影响

采用快速氯离子电迁移法(RCM法)测定了不同单向荷载、冻融循环次数和养护龄期条件下C30高性能混凝土的氯离子扩散系数,研究了氯离子扩散系数与各影响因素之间的函数关系.结果表明:单向荷载、冻融循环次数和养护龄期均对氯离子渗透性能产生显著影响.氯离子扩散系数与单向荷载加载等级之间近似呈二次多项式函数关系,与冻融循环次数之间近似呈线性函数关系,与养护龄期之间近似呈幂函数关系.     

应力作用下纤维混凝土抗渗特征研究

通过试验研究了聚丙烯(PP)纤维和植物纤维素(UFPP)纤维对受荷混凝土渗透性能的影响.结果表明:在一定荷载范围内,纤维混凝土的抗渗能力有所提高,当荷载超过混凝土破坏荷载30％左右时,其抗渗能力随之下降.同时研究了纤维对各龄期混凝土抗氯离子渗透性能及抗冻融循环耐久性能的影响,并分析了其机理.     

龄期对负温下混凝土抗渗性能的影响

为了研究不同龄期对混凝土抗氯离子渗透性影响的规律与程度,采用了加速渗透法中的ASTM C1202直流电量法,对标准养护条件和-3℃养护条件下,不同龄期(28d和56d)的混凝土电通量和初始电流进行了测试。试验结果表明:-3℃养护条件下混凝土的电通量随龄期的增长而逐渐降低,即抗氯离子渗透性逐渐增强,与标养下规律相同;随着龄期的增长,-3℃养护条件对混凝土电通量的影响随着龄期的增大而增强,从而对混凝土抗氯离子渗透性能的发展产生更大影响;-3℃养护条件下,混凝土的初始电流随着龄期的增长而减小,同时随着龄期的增长,-3℃养护对混凝土初始电流的影响程度增大,对混凝土抗氯离子渗透性能的发展影响也更大,这与电通量反应规律一致。     

疲劳荷载与海水侵蚀作用下钢筋混凝土梁耐久性试验

沿海地区的钢筋混凝土桥梁结构在服役期间,受到疲劳荷载和氯离子侵蚀的综合作用,其使用寿命缩短。为模拟桥梁的实际工作状态,首先对钢筋混凝土梁施加疲劳荷载20万次(疲劳荷载上限分别为0.16 P _u、0.24P _u、0.32P _u、0.40P _u,P _u为梁受弯极限荷载),然后经历海水浸泡和空气环境干湿循环100 d,最后静力加载获得钢筋混凝土梁受弯承载力。共完成5组10根钢筋混凝土梁试验。研究结果表明：在疲劳荷载上限不大于0.24P _u时,试件性能劣化不明显;疲劳荷载上限大于0.24P _u时,梁试件的初始刚度、屈服荷载和极限荷载随着疲劳荷载上限的增大而快速降低;当疲劳荷载上限为0.40P _u时,梁试件的初始刚度、屈服荷载和极限荷载分别降低51.80%、21.78%、15.07%。     

风积沙混凝土与钢筋的黏结性能试验研究

为研究风积沙混凝土与钢筋之间的黏结性能,制作了28个试块进行中心拉拔试验,研究了风积沙掺量、钢筋形状、钢筋直径和龄期对黏结性能的影响规律,并基于试验结果拟合出风积沙混凝土与带肋钢筋之间的黏结强度-滑移本构关系曲线。研究结果表明,风积沙掺量小于30%时,极限黏结强度随着风积沙掺量、钢筋直径、龄期的提高而提高;风积沙掺量分别为10%、20%和30%时,带肋钢筋对应的极限黏结强度分别比光圆钢筋提高了61.2%、58.5%、56.1%。     

缓黏结预应力混凝土连续梁试验裂缝间距统计分析

基于缓黏结预应力混凝土两跨连续梁的受弯试验研究,将4根缓黏结预应力混凝土两跨连续梁分为30 d龄期与90 d龄期两组进行加载,并与无黏结预应力混凝土连续梁和有黏结预应力混凝土连续梁进行对比。通过对裂缝间距进行统计分析,得出结论:不同龄期缓黏结预应力混凝土连续梁其裂缝间距不仅基本相同呈现正态分布,而且不同龄期分别表现出与无黏结预应力混凝土构件和有黏结预应力混凝土构件相同的受力特性。     

预制高强混凝土薄壁钢管桩力学特性与生产工艺

预制高强混凝土薄壁钢管桩(TSC桩)是在钢管内浇筑混凝土,经离心成型,混凝土抗压强度不低于80MPa,能够承受较大竖向荷载和水平荷载的新型基桩制品。在公称直径、钢管厚度、混凝土厚度相同时,TSC-Ⅱ型的桩身极限弯矩高于TSC-Ⅰ型,二者比值不变;公称直径、钢管材质相同时,随着钢管厚度的增大,桩身极限弯矩显著增大,并且随着TSC公称直径的增大,差值也增大。当钢管采用该规格中的最大壁厚时,TSC-Ⅰ型桩的极限弯矩是同规格C型PHC管桩的2.1~2.7倍,TSC-Ⅱ型桩的极限弯矩是同规格C型PHC管桩的2.7~3.4倍,TSC桩轴向承载力设计值是同规格C型PHC管桩的1.4~2.6倍。TSC桩的生产工艺主要包括钢管成型、混凝土搅拌和布料、离心成型、养护、检验等工序,其特殊的构造形式对钢管成型、布料和养护制度均提出了较高要求。     

偏压荷载与海水干湿作用后钢筋混凝土柱滞回性能及微观结构试验研究

为研究沿海地区在役钢筋混凝土(RC)柱的滞回性能及混凝土的微观结构和氯离子含量,对不同前期偏压荷载（0、0.20、0.35倍峰值偏压荷载）作用下,经历100次海水浸泡与大气环境干湿循环后的RC柱进行低周反复加载试验,并对混凝土的微观结构和氯离子含量进行量测。结果表明：前期偏压荷载作用后RC柱的滞回曲线呈现出明显的不对称。当水平反复加载与前期偏压荷载产生的截面应力分布同向时,其峰值荷载、延性及耗能能力随着前期偏压荷载的增加而降低;当前期偏压荷载为0.35倍柱峰值偏压荷载时,其峰值荷载、延性及耗能能力较前期未受偏压柱试件的降幅较大,分别达到26.1%、22.0%和44.6%;当水平反复加载与前期偏压荷载产生的截面应力分布反向时,各参数变化无明显规律。另外,在距受拉区混凝土表面20 mm和40 mm深度处,前期受偏压柱试件的氯离子含量分别是未受偏压柱试件的4.7倍和1.5倍以上,同时前期受偏压柱试件的受拉区混凝土裂缝数量和宽度明显多于未受偏压柱试件。按照现行混凝土结构设计规范计算截面受弯承载力,由于前期偏压荷载造成的滞回曲线不对称,水平反复荷载与前期偏压荷载产生的截面应力分布同向时,试验值小于计算值。由此可见,前期偏压荷载对RC柱的滞回性能劣化、受拉混凝土的氯离子含量和微观结构均有较大影响,进而缩短结构使用寿命。     

Experimental study on fatigue behavior and chloride diffusivity of fatigue damaged RC beams after chloride attack

对于沿海地区具有疲劳损伤的在役钢筋混凝土(RC)桥梁结构，其在氯腐蚀后的疲劳性能和氯离子扩散性对于结构耐久性设计和评估至关重要。为此，通过试验研究15根不同初始疲劳损伤程度RC梁在氯腐蚀后的疲劳性能和混凝土中氯离子含量，试验参数包括荷载水平(疲劳荷载上限与静载极限荷载之比，取0.2~0.5)、初始疲劳加载次数(1×104~120×104)、氯腐蚀时间(90、180d)和受拉纵筋配筋率(1.06%、1.59%和2.91%)。试验结果表明：疲劳损伤RC梁在氯腐蚀后进行疲劳加载时，梁挠度和混凝土应变等呈现典型的三阶段变化特征；荷载水平、初始疲劳加载次数、氯腐蚀时间和受拉纵筋配筋率均对其剩余疲劳寿命影响显著，荷载水平(不小于0.4)、初始疲劳加载次数(第一疲劳阶段)和氯腐蚀时间的增加均引起剩余疲劳寿命迅速降低，当配筋率增加到42%界限配筋率时，寿命有所增加；受拉混凝土氯离子扩散性的增加与RC梁剩余疲劳寿命的降低相关联，而受压混凝土的扩散性随荷载水平、初始疲劳加载次数和配筋率的增加而增加。     

养护剂对道床板现浇混凝土收缩开裂性能的影响

为解决道床板现浇混凝土养护难、易开裂的问题,研究了自制高效养护剂对道床板现浇混凝土的强度、塑性收缩变形和抗裂性的影响。结果表明,采用养护剂养护有利于提高混凝土的抗压强度,其早期(7d)抗压强度高于标准养护下的抗压强度,后期(28d和56d)抗压强度与标准养护下的抗压强度相近,但其7d和28d抗折强度略低于标准养护下的抗折强度。在混凝土浇筑成型后立即喷涂养护剂,可有效降低混凝土塑性收缩。72h后,TJ-A、TJ-B和C型3种养护剂分别降低混凝土塑性收缩率为42%、27%和27%,同时,这3种养护剂养护下的混凝土表面水分蒸发量比自然养护下分别降低了60%、54%、60%。养护剂养护有效地防止了混凝土早期裂缝的产生,提高了混凝土的抗裂性能。