钢纤维和膨胀剂对混凝土抗碳化和抗盐冻性能的影响

采用快速碳化试验和单面冻融试验,研究了在高水胶比下相同强度等级的普通混凝土(C40)、钢纤维混凝土(CF40)和掺膨胀剂混凝土(CP40)的抗碳化和抗盐冻性能.结果表明:三者14d的碳化深度大小顺序为CF40CP40C40,即钢纤维混凝土和掺膨胀剂混凝土的抗碳化性能均低于普通混凝土.对于三者抗盐冻性能,用不同评判指标得到的评判顺序不同:若用单位测试表面面积剥落物总质量评判,抗盐冻性能优劣次序为C40CF40CP40;若用相对动弹性模量评判,其优劣次序为CF40C40CP40.在不同评价指标下,掺膨胀剂混凝土的抗盐冻性能均低于普通混凝土和钢纤维混凝土,而钢纤维混凝土的抗盐冻性能高于或低于普通混凝土.     

西宁盐渍土地区混凝土劣化机理试验研究

对不同组混凝土试件在多种情况下进行了耐久性试验,结合试验数据选取试件的相对质量评价参数和相对动弹性模量评价参数作为评价指标,探究了混凝土的表观损伤特征、相对质量及相对动弹性模量的变化规律,同时对不同组混凝土试件取样进行电镜扫描、EDS能谱分析及化学成分测定,以揭示混凝土的微观结构及损伤劣化机理.研究结果表明,相对质量评价参数和相对动弹性模量评价参数能直观地表征混凝土的劣化过程;西宁盐渍土地区混凝土的破坏形式为盐分的化学腐蚀和物理结晶,化学腐蚀对混凝土劣化具有加速效应,二者相互作用使混凝土发生了严重的破坏,主要的腐蚀产物有石膏、碳酸钙及硅灰石膏,特别地在西宁盐渍土地区混凝土发现了更为危害的硅灰石膏型硫酸盐侵蚀;西宁地区现场暴露混凝土已经受到盐渍土的侵蚀,其评价参数波动性变化,经过1 230d的试验还处于劣化初期.     

提高铁路混凝土在盐类结晶环境下的抗侵蚀能力研究

为提高铁路混凝土在盐类结晶环境下的抗侵蚀能力,以隧道衬砌部位混凝土为研究对象,考察了掺入不同加量的纳米SiO2和引气剂GEM对混凝土质量损失率、相对动弹性模量以及抗压强度耐蚀系数的影响。结果表明：在硫酸盐干湿循环实验条件下,纳米SiO2的加入能够有效降低混凝土试件的质量损失率,并使相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数得到提高,纳米SiO2可以有效提高铁路混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力,并且纳米SiO2的加量越大,效果越好。当SiO2的加量20kg/m3时,随着引气剂GEM加量的不断增大,混凝土试件的抗硫酸盐侵蚀能力进一步增强,当引气剂GEM的加量为0.05kg/m3时,混凝土试件在经过180次干湿循环后的质量损失率最小(仅为0.26%),相对动弹性模量(95.9%)和抗压强度耐蚀系数(0.919)最大。纳米SiO2和引气剂GEM的加入能够显著改善铁路混凝土在硫酸盐结晶环境下的抗侵蚀能力。     

氯盐侵蚀和冻融循环耦合作用下保温混凝土的耐久性

通过混凝土抗冻性能试验,对保温混凝土(TIC)进行氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下的耐久性能研究。本文以质量分数3.5%的氯化钠溶液为冻融介质,对保温混凝土的相对动弹性模量、质量损失率、抗压强度、劈裂抗拉强度及氯离子侵蚀情况进行了测试分析。结果表明:氯盐侵蚀加剧了冻融循环的破坏程度,250次冻融循环后TIC的相对动弹性模量降低至60%以下。随着冻融循环次数的增加,TIC的抗压强度和劈裂抗拉强度与冻融次数呈线性关系。氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下,TIC中氯离子扩散规律满足Fick第二定律。     

酸雨-冻融侵蚀下透水混凝土性能损伤

为探究酸雨和冻融共同作用对透水混凝土性能的影响,采用酸雨-冻融侵蚀试验,分析不同橡胶掺量(0%、3%、6%和9%)下透水混凝土的质量、动弹性模量、超声波波速、抗压强度和透水系数等指标的变化规律,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)和X射线衍射分析(X-ray diffraction, XRD)试验,从微观角度分析酸雨-冻融侵蚀机理。结果表明,透水混凝土的质量损失率、超声波波速损失率、透水系数和抗压强度损失率均呈不断上升趋势,相对动弹性模量呈不断降低趋势。掺入适量橡胶,会改善透水混凝土抗侵蚀性能。此外,利用灰色聚类分析得出透水混凝土的动弹性模量、超声波波速、抗压强度和透水系数等指标可以归为一类进行研究;结合SEM和XRD分析图谱分析得出酸雨-冻融循环试验的主要侵蚀产物为钙矾石晶体。     

氯盐环境下钢纤维混凝土冻融试验研究

为了研究复合因素下钢纤维混凝土耐久性能,采用快冻融法研究氯盐环境下两种类型不同掺量钢纤维混凝土的外观形貌、质量损失率、相对动弹性模量以及抗折强度.结果表明:端勾型钢纤维能降低冻融循环过程中混凝土质量损失率以及冻融后期相对动弹性模量与强度的损失率,且端勾型钢纤维掺量越大,混凝土质量损失率越小;而波浪型钢纤维对混凝土冻融性能没有影响.     

粉煤灰复合抗硫水泥混凝土的性能及应用

为了探究抗硫水泥或粉煤灰复合抗硫水泥混凝土的性能,本文采用抗硫水泥和粉煤灰来配制混凝土。结果发现:粉煤灰能改善混凝土的性能,特别是混凝土拌合物流动度、力学性能和抗侵蚀性能。当粉煤灰掺量为20%或不掺时28d的抗压强度满足C25的要求。但是纯抗硫酸盐水泥的抗侵蚀性能是有限的,在早期时,浆体孔隙中就被侵蚀产物所占据,侵蚀系数逐渐低于0.85。当粉煤灰掺量为20%时,24个月的侵蚀系数均在1.0以上。经过205次冻融循环后,混凝土质量损失(4.86%)和相对弹性模量(91.0%)的降低都相对较小,满足抗冻等级高于F200和抗渗高于W6的要求。     

混凝土高负温冻融损伤特性研究

为研究(-5±2)℃～(5±2)℃高负温冻融循环温度下混凝土盐冻融和水冻融的抗冻性,采用质量损失率、相对动弹性模量和超声波速损失率三种指标对混凝土试件在水冻、盐冻、盐浇水冻和盐浇盐冻环境下进行测试,结果表明:各类试件经历150次冻融后,评价指标值远未达到混凝土试件停止试验时的最初设计标准;盐与水冻融间的差距也要比标准冻融循环温度下小.同时提出了一种新的混凝土冻融损伤评价指标—氯离子侵蚀面积占比,利用该指标测试表明,在(-5±2)℃～(5±2)℃的冻融循环温度下,混凝土氯离子侵蚀进程较同时长常温下浸泡后并不会加快.     

多因素下地铁混凝土耐久性试验

综合考虑地铁沿线复杂的气候特点和腐蚀环境,在室内设计了考虑紫外线照射、干湿循环、冻融循环、硫酸盐及镁盐腐蚀的大循环试验,对3种水胶比和3种粉煤灰掺量共5种配合比的混凝土进行了耐久性试验,通过试件表观现象、抗压强度值、相对质量评价参数、相对动弹性模量评价参数及考虑质量和动弹性模量的综合损伤评价参数等评价指标,对地铁混凝土耐久性能进行了评价,同时,结合X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了多因素下混凝土损伤劣化机理,结果表明:在室内大循环下混凝土试件发生了复杂的物理化学反应,生成膨胀性产物钙矾石、石膏晶体及无胶结性能的M-S-H,受到温度应力、胀缩应力、膨胀压力及盐结晶压力等复合力的共同作用,整个循环周期内呈现出初期强化、初步劣化及后期加速劣化的侵蚀特点,考虑质量和超声波波速的综合损伤评价指标,能够客观准确地反应混凝土宏观性能和内部微观结构,结果显示,水胶比为0.35,粉煤灰掺量30%的混凝土耐久性最佳。     

基于复合交变冻融环境下橡胶混凝土的性能分析

目的研究橡胶混凝土在盐冻环境作用下的抗冻耐久性并分析冻融后橡胶混凝土的抗弯强度变化,为完善橡胶混凝土抗冻耐久性.方法采取三种不同粒径、三种不同掺量的橡胶粉等体积取代细骨料砂制作橡胶混凝土试件,对其进行质量分数为5%Na_2SO_4溶液侵蚀下的冻融循环试验.结果试验结果表明,随着橡胶掺量的不断增加,橡胶混凝土的相对动弹性模量、抗冻性和抗弯强度都会不断下降.掺量10%、粒径0.18 mm的橡胶混凝土相对动弹性模量降低最少,100次冻融循环后降至96.1%,且高于基准混凝土的92.8%.掺量30%、粒径0.38 mm的橡胶混凝土相对动弹性模量降低最多,降至85%.在抗弯方面,100次冻融循环后基准混凝土的抗弯强度最高,为3.77 MPa,降幅5.51%.橡胶混凝土中,掺量10%、粒径0.25 min的混凝土强度最高,强度为3.55 MPa,降幅10.17%.结论掺入橡胶粉能改善混凝土的抗冻性,但是会降低混凝土的抗弯强度,橡胶混凝土的抗硫酸盐冻融性能和抗弯强度的最佳取代率为10%.     

浅析混凝土短期深度碳化的原因及预防措施

混凝土碳化是影响其耐久性的重要原因,短期深度碳化大大降低了混凝土的耐久性。本文通过对某工程短期混凝土深度碳化现象,分析碳化原因从而找到解决的办法,以提高混凝土的质量。     

混凝土抗硫酸盐侵蚀试验方法

为配合《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GBJ82-85)的修订工作,编制组对国内外混凝土抗硫酸盐腐蚀的研究和试验方法进行了充分的调研.对该调研分析报告进行梗概性介绍,旨在促进对外部硫酸盐侵蚀机制的了解和对混凝土试验方法标准的研究.列举了目前我国混凝土抗硫酸盐腐蚀研究的自然试验、室内加速试验以及浸泡方式对混凝土腐蚀性能的影响,并对中美两国相关试验方法标准作了对比.调查结果表明:我国广大地区混凝土受硫酸盐腐蚀现象普遍、问题严重.基于目前的研究现状和水平,室内加速腐蚀试验——全浸泡试验和干湿循环试验可为相关研究和实际工程提供参考依据.建议将这2种方法纳入《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》.     

混凝土渗透性及引气作用对耐久性的影响

论述了混凝土渗透性与耐久性,引气与耐久性的关系;探讨了引气改善混凝土耐久性的作用机理.混凝土渗透性与Cl-离子侵入、碳化、硫酸盐化学侵蚀有一定相关性.渗透性与其他一些耐久性如抗冻性、硫酸盐结晶破坏、碱集料反应等关系不大.在保证混凝土具有一定强度的前提下,引气可显著改善混凝土综合耐久性能.在同强度条件下,引气可改善混凝土的抗渗性能,有利于混凝土抗Cl-离子侵入、硫酸盐化学侵蚀、碳化等化学侵蚀引起的破坏,引气还可显著改善抗冻、碱集料反应和盐结晶等因膨胀引起的破坏.     

城市垃圾熔渣再生混凝土耐久性能的试验研究

为了研究城市垃圾熔渣细骨料以及废弃混凝士粗骨料再生利用的可能性,着眼于城市垃圾熔渣再生混凝土的耐久性能,试验以100%再生粗骨料以及垃圾熔渣细骨料替代天然碎石和砂子制备再生混凝土,探讨了城市垃圾熔渣再生混凝土的耐久性能之一抵抗冻融循环的能力.冻融循环试验用混凝土以水灰比O.45、0.65为变动因素.试验结果表明,城市垃圾熔渣再生混凝土(简称RS混凝土)试件的冻融循环抵抗性与粗、细骨料置换率为0%的普通混凝土(简称NN混凝土)试件相比,水灰比0.45、0.65时的耐久性指数分别降低5.3%和7.9%,但都能满足评价冻融循环抵抗性的最低指标.     

SO_4~(2-)存在下水泥基复合材料力学性能研究

以内掺复合掺合料、中砂、细石、普通硅酸盐水泥以及抗硫水泥制成的细石高性能混凝土作为研究对象,在硫酸盐溶液中进行一百次干湿循环后,以抗折强度和抗压强度的变化来说明硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性的影响.结果说明:混凝土试件的抗折强度比抗压强度更敏感,能够更好地反映混凝土试件的破坏程度;在干湿交替的水侵蚀环境中,不宜采用普通水泥混凝土和抗硫酸盐水泥混凝土;在干湿交替的硫酸盐侵蚀环境中,不宜采用普通水泥混凝土.在硫酸跟浓度小于5000mg/L的硫酸盐侵蚀环境中,可以选择使用抗硫酸盐水泥混凝土;在干湿交替的水侵蚀和硫酸盐侵蚀环境中,加入复合掺和料的混凝土能够更好地发挥抵制恶劣环境的作用.通过硫酸盐侵蚀机理分析说明:加入辅助胶凝材料能够有效的提高盐渍土地区混凝土抵抗硫酸盐侵蚀的能力.     

SO2-4存在下水泥基复合材料力学性能研究

以内掺复合掺合料、中砂、细石、普通硅酸盐水泥以及抗硫水泥制成的细石高性能混凝土作为研究对象,在硫酸盐溶液中进行一百次干湿循环后,以抗折强度和抗压强度的变化来说明硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性的影响.结果说明混凝土试件的抗折强度比抗压强度更敏感,能够更好地反映混凝土试件的破坏程度;在干湿交替的水侵蚀环境中,不宜采用普通水泥混凝土和抗硫酸盐水泥混凝土;在干湿交替的硫酸盐侵蚀环境中,不宜采用普通水泥混凝土.在硫酸跟浓度小于5000mg/L的硫酸盐侵蚀环境中,可以选择使用抗硫酸盐水泥混凝土;在干湿交替的水侵蚀和硫酸盐侵蚀环境中,加入复合掺和料的混凝土能够更好地发挥抵制恶劣环境的作用.通过硫酸盐侵蚀机理分析说明加入辅助胶凝材料能够有效的提高盐渍土地区混凝土抵抗硫酸盐侵蚀的能力.     

机场道面自密实碱激发混凝土性能研究

针对机场道面混凝土强度、耐久性高性能化的要求,采用"优质矿渣+复合碱激发剂"的技术路线,配制出坍落度≥160 mm,抗折强度7 d达7.6 MPa、28 d达8.5 MPa的自密实碱激发胶凝材料混凝土,并研究了碱激发胶凝材料混凝土的耐久性能、变形性能、施工和经济性.与目前机场道面施工中采用的水泥混凝土进行对比试验,结果表明:其抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性和耐磨性远优于传统水泥混凝土,抗渗等级达到S40以上,抗冻等级达到F300以上,耐硫酸盐和耐磨性能优异;碱激发胶凝材料混凝土属低收缩混凝土,但早期收缩略高,应采取措施加强早期养护.自密实碱激发胶凝材料道面混凝土的和易性、强度、耐久性可以满足机场道面铺筑要求,且具有良好的施工和经济性,可用于机场道面的建设.     

硫酸盐介质腐蚀混凝土灌注桩的质量与强度演变

为模拟混凝土灌注桩在硫酸盐渍土环境中侵蚀劣化规律,开展了现浇混凝土试件硫酸盐侵蚀试验,并研究了现浇混凝土试件硫酸盐侵蚀劣化机制.与预制混凝土试件劣化机制进行对比,分析现浇混凝土试件与预制混凝土试件硫酸盐侵蚀劣化的异同.分析水灰比、硫酸盐溶液浓度对现浇混凝土试件耐久性的影响,通过质量变化率、抗压强度相对值分析现浇混凝土试件劣化规律.结果表明:混凝土质量和抗压强度均呈现先增加后减少的趋势;同一条件下,现浇混凝土试件最先出现了质量和强度损失,损失率分别为0.4%和15%;硫酸盐溶液浓度的增加对现浇混凝土试件劣化规律不明显,而混凝土水灰比越大,现浇混凝土试件更易趋于劣化.     

纳米SiO2提高不同龄期混凝土力学性能试验

 以实际工程项目为背景,用纳米SiO₂等量替换水泥制作混凝土试块,分别进行龄期为7、28、56d的立方体抗压强度试验、弹性变形试验、耐久性试验。采用线性回归的分析方法,对混凝土抗压强度试验数据进行分析,研究纳米SiO₂的掺入量与提高混凝土强度之间的数值关系,建立了以纳米SiO₂掺量为自变量,混凝土龄期分别是7、28、56d的抗压强度计算表达式。对弹性变形试验数据进行统计分析,研究不同纳米SiO₂的掺入量对混凝土各龄期弹性模量的改善和提高、纳米SiO₂对混凝土微观结构的改变、对抗渗标号和抗氯离子渗透能力的提高的影响,得出纳米SiO₂的最佳掺入量,指导纳米SiO₂混凝土的生产。     

氧化石墨烯/微胶囊混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

为解决西北地区输变电工程对于混凝土材料耐久性和导电性的特殊需求，以硅酸钠和膨润土作为囊芯、乙基纤维素作为囊壁，物理法合成微胶囊。外掺氧化后石墨烯充当导电介质，制备混凝土复合材料标准试件。随后对试样进行硫酸盐浸泡和干湿循环试验，分析了硫酸盐侵蚀后混凝土的表观特征、质量损失率和力学性能。结果表明：微胶囊的加入显著提高了抗硫酸盐性和自愈性，含有乙基纤维素包封的胶囊混凝土表现出良好的抗硫酸盐性和自愈性。