浸烘与加载耦合作用下混凝土的损伤失效研究

研究了水灰比分别为0.53、0.35和0.27的普通混凝土(OPC)、高性能混凝土(HPC)和高强混凝土(HSC)在盐湖卤水浸烘、浸烘+30%荷载和盐湖现场暴露环境下盐应力腐蚀行为。试验结果表明:在不同环境作用下,混凝土在应力腐蚀作用下的相对动弹性模量要经历强化和劣化2个发展阶段,强化和劣化阶段的时间与试验环境和混凝土类型密切相关。水灰比越大,劣化速率越大强化时间越短。浸烘循环+30%荷载作用显著加速了混凝土应力腐蚀破坏进程。OPC应力腐蚀的强化段在浸烘循环+30%荷载时间与长度暴露环境条件的相应时间长度分别压缩了67%。在浸烘+30%荷载循环作用下,在强化阶段HSC发生应力腐蚀的干湿循环次数分别比OPC和HPC延长了1.8倍,因此,在中国盐湖地区,HSC表现出更强的抗应力腐蚀能力。     

盐湖地区混凝土的氯离子扩散性

在盐湖轻盐渍土现场暴露试验和试验室盐湖卤水干湿循环试验中,采取分层钻孔取样和化学分析方法,应用氯离子三维扩散理论,研究普通混凝土、高强混凝土和高性能混凝土的Cl-扩散系数Dt的变化规律。研究结果表明：混凝土的Cl-扩散系数随着暴露时间的增加而降低,混凝土的抗C1-扩散能力由大至小为高性能混凝土、高强混凝土、普通混凝土;Cl-扩散系数Dt随着水灰比的变小而变小,矿物掺合料(FA,SF和SL)可以降低Cl-扩散系数。     

碳化与盐雾共同作用下的混凝土氯离子扩散性能

为了探明海洋大气环境下混凝土氯离子侵蚀规律,从氯离子质量分数、氯离子扩散系数、混凝土孔隙结构3个方面讨论了碳化对混凝土氯离子扩散性能的影响.研究结果表明:碳化减缓了混凝土内部氯离子质量分数的衰减,增加了混凝土内部的自由氯离子质量分数,对混凝土的抗氯离子侵蚀性能造成了不利影响.当混凝土水胶比较大时或是掺加粉煤灰后,碳化引起氯离子质量分数增大的现象较为显著;碳化反应虽然造成了混凝土总孔隙率的下降,但会使临界孔径和最可几孔径增大,孔隙连通性提高,因而造成混凝土氯离子扩散系数的增大.     

考虑对流条件下氯离子在混凝土中的输运计算

将氯离子在混凝土中的输运区分为对流-扩散耦合区和扩散区,分别采用分离变量法和变量代换法对耦合区和扩散区氯离子输运进行求解,得到对流作用条件下氯离子在混凝土中输运的解析解.通过对耦合区解答稳定性分析确定了耦合区氯离子计算参数取值范围:叠加项n≥100,耦合区氯离子影响深度l≥1 000mm.算例分析表明,在对流作用条件下,对流深度、渗流速率和C0(初始自由氯离子质量与混凝土质量比)与C(混凝土中自由氯离子质量与混凝土质量比)累积呈正相关,但随计算时间增大,对流深度和渗流速率增大时,C差异增大,而C0增大时,C差异变小.通过对38年的对流区混凝土中C的拟合验证了计算模型的准确性.     

粉煤灰和硅灰高性能混凝土氯离子扩散试验研究

为了探索高性能混凝土(HPC)中粉煤灰(FA)和硅灰(SF)对其抗氯离子扩散的影响,对粉煤灰和硅灰复合材料的氯离子扩散进行了试验研究.研究了水胶比(W/B)、二元(硅酸盐水泥-粉煤灰和硅酸盐水泥-硅灰)和三元(硅酸盐水泥-粉煤灰-硅灰)矿物组合对混凝土抗压强度和氯离子扩散的影响.研究结果表明:不同混凝土的抗压强度均随着...     

碱硅酸反应作用下混凝土中氯离子扩散规律和结合能力

采用活性集料和非活性集料配成混凝土进行对比试验,研究了氯离子在同时受到碱硅酸反应(ASR)作用的混凝土中的扩散和结合特性.所用混凝土的碱含量分别为水泥质量的0.5%和1.5%,试验温度为60℃,并采用3.5%和7.5%两种不同质量分数的NaC l溶液浸泡混凝土,进行了氯离子渗透试验,测定了不同浸泡龄期下混凝土试件内部总氯离子含量和自由氯离子含量.用XRD和SEM以及压汞法对试件进行了微观结构分析.结果表明:在ASR同时作用时,混凝土的氯离子扩散速度减慢,混凝土对氯离子的结合表现为线性吸附关系,氯离子结合能力也明显降低;ASR所导致的开裂不会明显提高氯离子的侵入.由于氯离子扩散速度减慢,混凝土钢筋锈蚀时间延迟,但并不能得到抑制,并且由于氯离子结合能力的降低以及ASR的发生,孔溶液中C(C l-)/C(OH-)提高,反而会使锈蚀加快.     

模型再生混凝土二维氯离子扩散细观数值模拟

根据再生混凝土各相介质Cl-扩散率和几何参数建立了数值模型,对模型再生混凝土二维Cl-扩散性进行数值模拟,研究了再生混凝土的Cl-扩散特性.通过变化再生粗骨料取代率、新(老)硬化水泥砂浆扩散率、老硬化水泥砂浆厚度以及界面过渡区(ITZ)扩散率对再生混凝土中Cl-扩散性能进行了对比分析.结果表明:模型再生混凝土内部Cl-浓度非均匀分布,Cl-浓度沿着扩散深度波浪式下降,再生粗骨料取代率、水泥砂浆、ITZ等的变化对Cl-浓度的影响随着扩散深度的增加而逐渐变大,且在ITZ处的影响较为明显.     

既有混凝土码头的时变氯离子扩散过程

为了研究不同暴露环境(大气区、潮差区和浪溅区)对氯离子在混凝土中传输的影响,以及氯离子扩散过程的时变特性,对北部湾某码头的混凝土现场耐久性进行了检测,得到了不同深度混凝土试样的自由氯离子浓度.结果表明,在同一侵蚀深度,浪溅区的氯离子浓度最大,潮差区的次之,大气区的最小,拟合得到的表面氯离子浓度和表观氯离子扩散系数亦表现出了相同特性;浪溅区是影响临海钢筋混凝土结构耐久性的最不利暴露环境;氯离子扩散系数随侵蚀时间递减,时间参数为服从正态分布的随机变量,大气区、潮差区和浪溅区时间参数的均值分别为0.19,0.36和0.43;在钢筋混凝土结构的耐久性分析中应考虑氯离子扩散系数的时变特性.     

高原干冷、干热环境下混凝土渗透性的试验研究

采用NEL快速试验方法，研究了水灰比、外加剂以及粉煤灰和硅粉两种矿物掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明：水灰比降低，虽可以降低混凝土氯离子渗透系数，但不能有效地提高混凝土抵抗氯离子渗透能力，掺入矿物掺合料可以有效解决这一问题。硅灰与粉煤灰复合双掺能改善混凝土的抗氯离子渗透性；综合考虑，少量的硅灰与粉煤灰复合双掺是配制具有极低氯离子扩散渗透性混凝土的重要技术途径；高性能混凝土（HPC）比普通混凝土（OPC）的抗渗透性能要好。     

海洋水下区纤维混凝土中氯离子的扩散性能

采用室内长期浸泡的方法模拟海洋水下区,以纤维掺量为参数,开展了聚丙烯纤维混凝土的氯离子侵蚀试验研究.试验结果表明:海洋水下区氯离子通过毛细吸附和扩散作用在纤维混凝土中迁移,毛细吸附的影响深度为8~10 mm;纤维掺量为0.1%(体积分数)的混凝土内部致密,随纤维掺量继续增大,试件的抗氯离子侵蚀能力减弱;纤维混凝土的结合氯离子在毛细吸附影响深度之前对试件中总氯离子含量影响较大.运用Fick第二扩散定律解析解对试件中的氯离子进行非线性拟合,纤维掺量影响氯离子扩散系数,掺量为0.1%(体积分数)的纤维混凝土氯离子扩散系数最小.