盐冻作用下掺粉煤灰水工混凝土性能演化试验研究

开展盐冻(5%Na2SO4)作用下湿筛混凝土的试验,定量分析了试块的质量损失、相对动弹性模量、抗压强度随冻融循环次数的变化。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,盐冻作用下湿筛混凝土试件的质量损失、相对动弹性模量、抗压强度明显高于水冻作用下,且冻融后期呈指数式迅速下降,相对动弹性模量和抗压强度大致呈线性关系,并依据试验数据建立了二者的函数关系式。依据抗压强度损失率≥50%,推导出掺粉煤灰混凝土新的冻融评价标准:相对动弹性模量≤72%,为运用相对动弹性模量指标来精确评价盐冻作用下掺粉煤灰湿筛混凝土的损伤性能提供了理论依据。     

憎水化处理提升水工混凝土抗盐冻性能的研究

为了研究憎水化处理对水工混凝土抗盐冻性能的影响,选择有机硅和硅烷两种憎水剂,制作水工混凝土试件并对其进行憎水化处理,进而测试其接触角和吸水率及随盐冻循环的质量损失率和相对动弹性模量。研究结果表明:憎水化处理能够显著提升水工混凝土的憎水性,大幅度降低其吸水率,平均改善幅度达70%,同时,能够在一定程度上改善水工混凝土的抗盐冻剥蚀质量损失率和相对动弹性模量损失,起到延缓和减轻水工混凝土盐冻破坏的作用。对应200次盐冻循环,憎水化处理混凝土的质量损失和相对动弹性模量损失分别平均降低了64.4%和51.2%。但是,值得注意的是憎水化处理在水工混凝土表层所形成的憎水层会随着盐冻循环逐渐破坏,导致憎水化处理对水工混凝土抗盐冻性能的改善作用逐渐丧失。     

盐冻侵蚀作用下混凝土力学性能变化研究

针对西北寒旱灌区混凝土结构在侵蚀冻融复合作用下的破坏问题,采用快速冻融试验,分别研究了水、3%NaCl、5%Na_2SO_4作用下混凝土试件质量损失、抗压强度及相对动弹性模量的变化规律,采用损伤度来描述混凝土的损伤情况,分析了盐冻作用机理,建立了相对动弹性模量和抗压强度相关联的力学衰减模型,并利用试验数据对其进行验证分析。结果表明:混凝土试件在不同的冻融介质作用下存在不同程度的损伤,在3%NaCl溶液中冻融试件损伤度最高达到清水冻融的5倍以上,75次冻融之前5%Na_2SO_4溶液对混凝土损伤有抑制作用,冻融环境下三种介质对混凝土损伤度大小排序为3%NaCl5%Na_2SO_4水;混凝土相对剩余抗压强度和相对动弹性模量相关性良好,服役中的混凝土结构可以通过测定相对动弹性模量评估抗压强度。相关研究可为寒旱区混凝土结构维护和病害预防提供参考。     

盐冻作用下水工混凝土强度演化模型

寒区盐湖、盐渍土地区水工混凝土结构强度劣化问题突出。基于各向同性连续损伤力学理论,建立了混凝土相对动弹性模量与相对抗压强度的定量关系,提出了硫酸盐侵蚀和冻融协同作用下水工混凝土强度演化模型,并进行模型验证,最后将模型应用于引大入秦庄浪河渡槽结构性能评估。结果表明：该模型能较好地反映受盐冻侵蚀作用下混凝土强度的变化规律;渡槽数值计算结果与运行状况相符,随盐冻侵蚀劣化时间增长,槽身最大压应力和最大位移增加,最大拉应力减小;盐冻协同作用会加快渡槽劣化速率,渡槽运行59.1 a后会发生破坏。研究结果可为寒旱地区受盐冻侵蚀水工混凝土性能评估和运行维护提供理论依据。     

利用灰色残差GM(1,1)-Markov模型预测水工混凝土的劣化

我国西北地区水工混凝土建筑物经常受到低温冻害和盐渍侵蚀作用,因此混凝土劣化预测的研究对水工建筑物的寿命预测具有十分重要的意义。为模拟水工混凝土建筑物所受到的破坏,以实验室方法进行混凝土试件的盐冻试验,得到4种工况下混凝土试件随着盐冻次数的增加,其质量和抗压强度的变化情况。研究抽取了其中两种工况的原始数据,首先利用灰色残差GM(1,1)模型对原始数据进行处理,并建立预测模型;然后通过预测模型进行计算,得到质量和抗压强度的修正值;最后通过灰色残差GM(1,1)-Markov模型,对150~200次盐冻试验的试件质量和抗压强度进行预测。结果表明:试件质量和抗压强度的预测值与原始值相比误差较小,说明该模型可较好预测混凝土劣化的质量和抗压强度损失。     

基于复合盐溶液浓度的再生骨料混凝土抗冻性能试验研究

为探究不同浓度复合盐溶液对再生骨料混凝土(Recycled Aggregate Concrete, RAC)抗冻性影响,以复合盐浓度、强度等级和冻融循环次数为变量,对RAC进行冻融循环试验,并分析其表观损伤程度、质量损失率、劈裂抗拉损失率、立方体抗压强度损失率和相对动弹性模量损失率。结果表明：RAC的强度等级越高,抵抗盐冻破坏能力越强;30次盐冻循环后,RAC的质量损失率、抗压强度损失率、劈裂抗拉损失率和相对动弹性模量损失率均随复合盐溶液浓度提高而减小;90次盐冻循环后,RAC的盐冻损伤则随复合盐溶液浓度提高而增大。以复合盐浓度和强度等级为参数建立了指数函数盐冻损伤模型和Weibull分布函数盐冻损伤模型。对比后发现Weibull分布函数盐冻损伤模型衍生的生存函数图和失效率函数图能更直观地反映盐冻损伤程度及损伤效率,且模型与其他学者试验结果均吻合良好。     

硫酸盐侵蚀和冻融循环作用下粉煤灰混凝土性能分析

为探究硫酸盐侵蚀+冻融循环双重影响下粉煤灰外掺比例对混凝土性能变化情况。设计硫酸盐侵蚀+冻融循环、冻融循环两种试验条件,设定0.0%、20.0%、40.0%的粉煤灰外掺比例形成对比试验。选取试验构件质量损失、相对动弹性模量、抗压强度、抗压强度损失百分比等各指标表征混凝土性能变化。结果表明:硫酸盐侵蚀会加速混凝土冻融破坏作用;外掺粉煤灰混凝土在硫酸盐侵蚀+冻融循环双重影响时,相对动弹性模量、抗压强度和冻融数量为指函数趋势,两者为线性相关;外掺粉煤灰混凝土相对动弹性模量降幅小于抗压强度。     

钢筋混凝土的抗盐冻性能衰变评定参数的研究

为了探究寒区冻融条件下钢筋混凝土抗盐冻性能的衰变情况,拟通过盐溶液冻融实验模拟寒区钢筋混凝土的盐冻状态,测试试件质量损失、动弹性模量衰减、横向基频变化,评定其抗盐冻性能的衰变情况。研究表明：盐冻环境下钢筋混凝土的抗盐冻性能衰变曲线类似于4次幂函数曲线;cl一虽然对混凝土横向基频、动弹性模量的影响不太显著,但会加速混凝土的剥蚀进程,短时间内造成严重的剥蚀,出现露筋、麻面等混凝土病害。     

基于正交试验设计的再生骨料透水混凝土 力学性能研究

利用正交试验方法对再生骨料透水混凝土的力学性能和抗冻耐久性能进行了研究。研究了微硅粉、增强剂等外掺料和水胶比对再生骨料透水混凝土２８ｄ立方体抗压强度、透水系数和连续孔隙率的影响。采用快冻法,分析了冻融作用下再生骨料透水混凝土质量损失、动弹性模量、抗压强度、ＣＴ扫描断面平均孔隙率的变化规律。试验结果表明:设计孔隙率和水胶比对透水系数、连续孔隙率和２８ｄ抗压强度的影响最大,微硅粉与增强剂的影响次之。再生骨料透水混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、平均抗压强度与ＣＴ扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大。再生骨料透水混凝土的孔隙率与抗压强度呈负相关,二者具有良好的相关性。     

硫酸盐侵蚀与冻融循环耦合作用对水工混凝土耐久性的影响研究

文章运用试验的方法,从质量损失率、质量衰减规律、弹性模量损失和抗压强度损失的角度研究了硫酸盐侵蚀与冻融循环耦合作用下的水工混凝土耐久性.结果表明:试验初期硫酸盐侵蚀能够在一定程度上抑制水工混凝土冻融损伤,有利于提升其各项耐久性指标;而试验后期,硫酸盐与冻融循环耦合作用明显增大了各项耐久性指标的下降速度.水工混凝土表面摩...     

早期受冻对混凝土耐久性劣化的影响研究

在寒冷地区的混凝土建筑物常常因早期受冻导致耐久性的劣化,且劣化程度难以测定,故通过实验探究不同受冻温度和不同养护龄期对早期受冻混凝土耐久性劣化的影响。从受冻温度和养护龄期两个角度进行分组试验。通过测量质量损失率、动弹性模量和抗压强度来反映耐久性劣化程度。结果表明:养护龄期是混凝土耐久性的主要影响因素,终凝前受冻的混凝土耐久性劣化程度高于终凝后受冻的混凝土。受冻温度的影响较小,总体呈现温度越低劣化程度越高。建立了函数模型并用试验数据进行验证,证明相对动弹性模量与抗压强度损失率相关,可通过测量相对动弹性模量来推测抗压强度损失情况。相关研究可为寒冷地区混凝土建筑物更新维护与改造工程提供理论依据。     

硫酸盐干湿循环作用下混掺纤维橡胶混凝土抗冻性试验研究

为了研究混掺纤维橡胶混凝土在硫酸盐干湿循环环境下的抗冻性,以玄武岩与聚丙烯纤维掺量、冻融干湿循环周期为试验参数,将六种不同纤维掺量的混掺纤维橡胶混凝土试件放入5％硫酸钠溶液中干湿循环后再进行抗冻性研究,从外观形貌变化、立方体抗压强度变化、质量损失、相对动弹性模量以及混凝土损伤角度分析了混掺纤维橡胶混凝土的抗冻性随纤维掺量、冻融干湿循环周期的变化规律。结果表明:随着冻融干湿循环周期延长,混掺纤维橡胶混凝土的质量损失逐渐增加,相对动弹性模量逐渐降低;纤维掺量过大时,纤维对混凝土的抗冻性起到“负效应”;纤维和橡胶粉的加入会提高混凝土的密实性,从而阻断部分侵蚀产物产生。当混凝土损伤度相同时,冻融－干湿循环损伤速率更快,是单一冻融循环的1．17倍,采用相对动弹性模量来评价混凝土损失程度切实可行。     

冻融环境下混凝土耐久性试验及寿命预测

为研究经历冻融作用后混凝土的耐久性,选取混凝土的相对动弹性模量和抗压强度作为衡量指标,依据混凝土快速冻融循环试验方法,对5组混凝土试件展开冻融试验,并利用SPSS软件进行了相应预测。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土的相对动弹性模量损失率及抗压强度损失率上升;冻融循环次数与相对动弹性模量损失率之间具有良好的幂函数关系,与抗压强度损失率之间具有良好的二次函数关系;水灰比越大、混凝土随冻融循环次数增加的损伤程度越大。     

硫酸盐和干湿循环耦合作用下混凝土性能研究

试验主要研究了粉煤灰与矿渣粉掺量以及新拌混凝土含气量对混凝土在硫酸盐和干湿循环耦合作用下质量损失、抗压强度、相对动弹性模量等性能变化的影响。研究结果表明:经过3个干湿循环周期后,掺有矿物掺合料的混凝土试件强度增长大于基准组混凝土;从第4个干湿循环周期开始,掺矿物掺合料的混凝土试件的质量损失均小于基准组混凝土,且试件质量损失大大减少;掺加矿渣后,混凝土试件经过6次干湿循环周期,相对动弹性模量仍保持在60%以上;粉煤灰和矿粉复掺对混凝土的抗硫酸盐干湿循环破坏能力有所提高,当粉煤灰与矿粉比例为3∶1时,采用复掺对改善干湿循环过程中混凝土试件的抗压强度的效果最好。并且,混凝土中适当引气也可提高其抗硫酸盐干湿循环性能。     

聚脲提高海工和水工混凝土抗冻性研究

冻融破坏是导致混凝土耐久性下降的重要因素。本文采用快冻法,结合某跨海大桥和青藏高原某水利工程,研究了聚脲涂层对提高海工和水工混凝土抗冻性的影响,并与环氧涂层进行对比研究。研究结果表明,无涂层高性能混凝土经275次冻融循环后,质量下降了5%以下,相对动弹性模量也下降到60%,产生冻融破坏;环氧涂层混凝土100次冻融循环后,涂层出现裂纹,250次时出现大面积脱落,425次后相对动弹性模量下降到60%。聚脲涂层混凝土600次冻融循环后,表面仍完好无损,质量及相对动弹性模量几乎不变。从聚脲涂层在某跨海大桥和青藏高原某水利大坝应用情况来看,聚脲涂层具有很好的抵抗海工和水工环境腐蚀的能力和抗冲击性能,即使在-45℃～25℃这样的大温差环境下,仍具有很好的适应性。     

气候变化条件下水工混凝土的抗冻性能

为了提高气候变化条件下水工混凝土的抗冻耐久性,采用自制的气候模拟系统,设定了-5℃、-10℃、-17℃、-30℃、-40℃等5个冻融过程降温终了混凝土试件中心温度,研究冻融温度对F50、F100、F300等3种抗冻设计等级水工混凝土的质量损失、动弹性模量的影响。试验结果表明:随着冻融过程中降温终了试件中心温度的降低,F50、F100、F300等3种抗冻设计等级的水工混凝土的质量损失、动弹性模量损失逐渐增大,水工混凝土能经受的最大冻融循环次数也逐渐减少。降低冻融过程中混凝土试件的中心温度可引起水工混凝土抗冻耐久性的降低。     

渗透结晶材料对水工混凝土性能影响的试验研究

针对不同渗透结晶掺量的水工混凝土开展性能试验研究,分析渗透结晶掺量对水工混凝土抗压强度、抗拉强度、压拉弹性模量、极限拉应变值、渗水高度、冻融质量损失率、相对动弹模等性能参数的影响规律。结果显示：渗透结晶对水工混凝土性能有显著改善作用;渗透结晶掺量在1.2%时,水工混凝土抗压强度、抗拉强度、压拉弹性模量的增幅达到最大;渗透结晶掺量在0.6%时,水工混凝土极限拉应变值的增幅达到最大;渗透结晶掺量在0%～1.2%范围内增大时,混凝土渗水高度、质量损失率有不同程度的降低,相对动弹模有不同程度的提升。研究成果可为渗透结晶型水工混凝土配合比设计及工程应用提供参考。     

基于硅粉对钢纤维水工混凝土力学性能试验研究

考虑严寒地区水工混凝土抗冻性及抗压强度要求,试验研究了不同硅粉掺量的钢纤维混凝土,在满足和易性要求的情况下设计三个等级的混凝土配合比,采用压力试验机、快速冻融试验机和动弹性模量测定仪,测试混凝土抗压强度、抗冻性能和动弹性模量。试验表明,掺10%硅粉+0.8%钢纤维的混凝土力学达到最优,可为混凝土配合比的优化设计提供一定参考。     

聚合物改性闸底板硅粉混凝土抗盐冻试验研究

为提升闸底板硅粉混凝土的抗盐冻侵蚀性能,采用室内试验方法,对不同聚灰比下硅粉混凝土的抗盐冻力学性能进行研究.结果表明,聚合物可以明显改善硅粉混凝土的内部孔隙结构,使混凝土密实性得到提升,从而对强度、抗冻和抗渗性能起到明显的改善作用;随着聚灰比的增大,混凝土的强度下降幅度、质量损失率、电通量逐渐减小,相对动弹性模量逐渐增...     

玄武岩纤维混凝土快速冻融试验的力学性能研究

为了满足玄武岩纤维混凝土在寒冷地区的使用要求，在冻融环境下，对素混凝土和玄武岩纤维混凝土的力学性能进行研究。结果表明：(1)50次冻融循环前，纤维掺量分别为0.09%、0.135%、0.18%的玄武岩纤维混凝土，其相对动弹性模量均变化较小；50次冻融循环后，其相对动弹性模量均快速减小。(2)在不同介质冻融环境下，50次冻融循环前，素混凝土和玄武岩纤维混凝土的抗压强度均缓慢降低；50次冻融循环后，其抗压强度快速降低。(3)相同冻融循环条件下，素混凝土相对动弹性模量和抗压强度降低最快，纤维掺量0.135%的玄武岩纤维混凝土的相对动弹性模量和抗压强度降低最慢。研究成果可供类似混凝土工程参考与借鉴。