气泡结构特征对混凝土抗盐冻性能的影响

采用快冻法研究普通混凝土、引气混凝土和高性能混凝土在3.5%(质量分数)的NaC l溶液中的抗盐冻性能以及混凝土抗盐冻性能与气泡特征参数间的关系.结果表明:当引气剂的品种确定后,混凝土的气泡平均间距(L-)和气泡平均直径(D-)在很大程度上依赖于含气量,含气量越高,L-和D-越小;矿物掺合料对混凝土的气泡结构特征及其规律性并没有明显的影响;掺引气剂是提高混凝土抗冻融破坏能力的有效手段,同一般冻融环境中混凝土的普通抗冻性一样,含气量对抗盐冻性的影响也存在一个临界范围,在普通冻融环境中,混凝土的临界含气量为2.0%～3.0%,盐冻环境下临界含气量提高到4.5%～5.0%;高性能混凝土具有良好抗盐冻性所要求的气泡平均间距与强度等级有关,在强度等级低于C50时,混凝土的气泡平均间距必须小于250μm,当强度等级提高到C60以上时可增大到700μm.     

基于工业扫描分析混凝土气泡结构与抗盐冻性能

利用工业扫描(CT)技术对混凝土盐冻过程中气泡结构变化进行可视化表征和定量计算.研究发现引气是提高混凝土抗盐冻性能最重要的手段,建议含气量为5%~7%,同时气泡间距系数与混凝土抗盐冻性能有直接关系,气泡间距系数小于238μm时混凝土具有较好的抗盐冻性能.引气混凝土由于内部有大量小而封闭的气泡,其气泡间距系数较小,盐冻过程中气泡能够缓解结冰压,降低盐冻破坏的程度;非引气混凝土由于结冰压无法释放,当结冰压大于混凝土所能承受的膨胀力时,会在表面产生微裂缝并逐渐扩展,最终造成表面浆体剥落,形成盐冻破坏.     

掺加引气剂对道面混凝土抗盐冻性的影响

为了解决北方地区机场道面混凝土盐冻性问题,采用单面盐冻法分别研究不同种类、掺量引气剂对混凝土抗盐冻性和抗折强度的影响;以及分析掺加引气剂后道面混凝土孔间系数变化与抗盐冻性的相关性。通试过验表明,不同种类的引气剂对抗盐冻性的影响差别很微小。对于道面混凝土抗盐冻性,随着引气量的增加而增强;但当引气量超过5%后,道面混凝土抗盐冻性的增强不再明显;引气量为7.2%的道面混凝土其抗折强度相对于未掺引气剂的道面板强度下降26.4%;所以为保持道面混凝土所需的抗折强度,建议引气量掺量为3%~5%。相比平均孔径,气孔间距系数和混凝土盐冻剥蚀量程很高的相关性,最后通过Matlab计算拟合求得盐冻剥蚀量与气孔间距系数的关系式为二次幂函数。     

引气剂对混凝土气泡特征参数的影响

对比研究了掺6种引气剂混凝土的含气量、气泡间距系数、孔径分布及气泡平均直径等气泡特征参数.结果表明,除个别引气剂外,掺不同引气剂的新拌混凝土,其含气量与硬化混凝土含气量及气泡间距系数之间不存在相关性;即使新拌混凝土含气量相同,掺加不同品种引气剂混凝土的气泡间距系数、孔径分布依然有显著差别.同一品种引气剂,随含气量增加,气泡间距系数先减小后增加,小气泡和气泡总数先增加后减少;含气量过大,气泡结构变差.用含气量来评价掺不同品种引气剂混凝土的抗冻性,可能会产生较大的偏差.     

基于盐冻性能的高寒地区桥梁混凝土优化设计及机理分析

为探索改善高寒地区桥梁混凝土盐冻性能的可行性措施,设计正交试验,重点研究水胶比、用水量和引气量等因素对桥梁主塔C50混凝土、桥面板C40混凝土及大体积承台C30混凝土盐冻损伤规律,并提出高寒地区桥梁混凝土配合比设计参考值;借助SEM和压汞微观测试手段对桥梁混凝土进行微观分析.结果表明:桥梁混凝土盐冻性能显著性影响因素为用水量和引气量;用水量由156 kg·m~(-3)减至144 kg·m~(-3),桥面板C40混凝土剥蚀量降幅为13. 0%,300次冻融后抗弯拉强度损失率仅为20%;引气量控制在4. 5%～5. 0%时,300次冻融循环后,主塔C50混凝土的动弹模量相对值在87%以上,混凝土内部微裂缝较少,过渡区结构致密度较高,孔径分布最佳,宏观上表现为盐冻性能的提高.     

海洋环境下硅灰混凝土的抗冻性与氯离子扩散性

针对海洋环境条件,重点研究了硅灰混凝土的抗冻性和氯离子扩散性能的关系.试验分析了水胶比、硅灰等量替代水泥掺量大小、引气剂掺量等因素对混凝土抗冻性和氯离子扩散性能的影响,并与普通混凝土进行了对比.结果表明,掺加硅灰不能提高混凝土的抗冻性但可提高混凝土的抗氯离子渗透性;硅灰只有与引气剂共同使用,才能同时提高混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性能;硅灰掺量在10%左右对混凝土的抗冻和抗氯离子渗透综合性能影响存在一个最佳值.为评估混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性的综合性能,提出了新的评价方法--冻渗比(R值方法),并进行了试验验证.     

粉煤灰掺量对膨胀混凝土抗冻性和抗氯离子渗透性的影响

依托内蒙古上海庙镇±800kV换流站建设工程,试验研究了在相同水胶比条件下粉煤灰掺量对膨胀混凝土抗压强度、抗冻性(抗水冻和抗盐冻)、抗氯离子渗透性等性能的影响.结果表明:随着粉煤灰掺量的增大,混凝土28d抗压强度降低,抗冻性和抗氯离子渗透性等亦均变差,这主要应归因于在用水量、水胶比相同的条件下,粉煤灰掺量增大时,混凝土中因水泥用量减少而导致水化产物的数量减少、水泥石微观结构密实度下降;粉煤灰掺量20%的混凝土强度等级C35以上,抗冻等级F200以上,抗氯离子渗透性能亦较好.将这一配比的混凝土用于该换流站工程换流阀水冷系统中水池结构的建设,工程现场检测证实,混凝土各项性能均满足工程设计要求,制得的水池结构质量良好.     

橡胶粉对混凝土在水和NaCl溶液中抗冻性的影响

通过快冻试验研究了平均粒径为140μm的橡胶粉对不同水胶比混凝土分别在水中和NaCl溶液中的抗冻性.研究表明,橡胶粉体积掺量为2%～4%时,其在混凝土中的颗粒中心距为330～660μm,高于引气混凝土建议的气泡间距20～200μm,而橡胶粉对混凝土抗压强度及抗冻性的影响效果与引气剂相当.橡胶粉掺量在合适的范围内可大幅度提高混凝土在水中和NaCl溶液中的抗冻性,但在NaCl溶液中的抗冻性较在水中差.     

橡胶粉嵌锁密实水泥混凝土抗弯拉强度的影响分析

文章采用橡胶粉等体积替代砂(10%、20%、30%,分改性橡胶粉和未改性橡胶粉),分析不同纤维掺量、砂率和水灰比对橡胶粉嵌锁密实水泥混凝土抗弯拉强度的影响,根据方差分析结果,采用不同模型拟合抗弯拉强度随试验因子的变化。试验结果表明:改性橡胶粉RICC混凝土的抗弯拉强度大于未改性橡胶粉RICC混凝土;橡胶粉掺量和种类、纤维掺量和水灰比对RICC混凝土抗弯拉强度具有显著性影响;而砂率对RICC混凝土抗弯拉强度的影响不显著;采用抛物线形模型可较好拟合RICC混凝土抗弯拉强度随改性橡胶粉和纤维的变化关系;RICC混凝土抗弯拉强度与水灰比的变化关系采用线性模型拟合,线性关系良好。     

引气粉煤灰道面混凝土抗冻融性能试验研究

采用快速冻融法,测定了不同冻融循环次数下引气粉煤灰混凝土试件的质量损失、相对动弹模量和抗弯拉强度。研究了水胶比、引气剂掺量和粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能的影响规律。结果表明:提高水胶比会增大水泥石内部孔径和孔隙率,混凝土更容易遭受冻融破坏;掺加粉煤灰不利于提高混凝土抗冻耐久性,随着粉煤灰掺量的增加,混凝土冻融循环后力学性能呈下降趋势;引气剂能够改善混凝土拌和物的泌水和离析现象,减小混凝土循环冻融后抗弯拉强度的损失。     

粗集料对粉煤灰混凝土性能影响

混凝土的架构理论认为混凝土是由砂浆、粗集料和二者之间的界面构成的．试验研究了石灰石、玄武岩、花岗岩和辉绿岩4种不同类型的粗集料对不同粉煤灰掺量混凝土的坍落度、抗压强度、抗折强度和弹性模量的影响,分析了石灰石粗集料对不同粉煤灰掺量混凝土抗冻性的影响．结果表明,粗集料对混凝土的坍落度、抗压强度、抗折强度和弹性模量影响十分显著．粗集料的掺入降低了砂浆基体的扩展度和抗折强度,提高了砂浆基体的抗压强度和弹性模量,此外,粗集料改善了混凝土的抗冻性．随着粉煤灰掺量的增加,混凝土的坍落度提高,但混凝土的力学性能和抗冻性减弱．不同类型的粗集料对混凝土性能的影响相差不大,随着粉煤灰掺量的提高,不同类型粗集料混凝土性能相差也不大．     

偏高岭土混凝土抗冻性能及寿命预测

通过开展偏高岭土混凝土的力学性能及抗冻性能的试验研究,分析了不同偏高岭土掺量下试件的抗压强度及抗冻性的各项指标的变化规律,并针对内蒙古地区,对不同掺量的偏高岭土混凝土进行了抗冻耐久性寿命预测.试验结果表明,偏高岭土混凝土的抗压强度随着偏高岭土掺量的增加逐渐增大;随着偏高岭土掺量的增加,试件的抗剥落情况得到明显改善,抗冻...     

荷载作用下高强混凝土的抗冻性

混凝土的损伤是一个多因素复合作用的结果。本文研究了引气（ＡＰＣ）和非引气（ＮＰＣ）高强混凝土在三分点加荷受弯和冻融循环同时作用下的损伤过程、机理。通过０％、１０％、２５％、５０％４个荷载比例作用下混凝土的抗冻性比较，分析了荷载和引气对混凝土抗冻性的影响。结果表明，荷载和冻融循环双因素作用下，荷载比例较大时，混凝土试件的破坏主要是荷载在冻融引起的微裂缝处产生应力集中，使微裂缝迅速扩展造成混凝土破坏。     

砖粒及粉煤灰掺量对再生混凝土抗冻性能的影响

利用含砖粒建筑垃圾再生粗骨料制备再生混凝土,并在工程中推广应用;其强度和抗冻性能是亟待解决的关键性问题。以粉煤灰及砖粒掺量作为分析参数,制作粉煤灰取代率分别为0、10%、15%和20%,砖粒含量分别为0、10%、30%和50%的再生混凝土立方体试件和棱柱体试件;并通过抗压和气冻-气融循环试验,研究粉煤灰取代率及砖粒含量对再生混凝土的强度及抗冻性能的影响规律。研究结果表明:(1)在无粉煤灰掺入条件下,砖粒掺量不超过30%时,再生混凝土的抗压强度和抗冻性能均没有明显下降;当砖粒掺量为50%时,再生混凝土的抗压强度和抗冻性能均有显著下降。(2)在砖粒掺量分别为30%和50%情况下,对再生混凝土抗压强度和抗冻性来说,粉煤灰取代率分别为15%和10%时的最优。     

大掺量矿渣粉混凝土抗冻性能的研究

研究了用50%和70%(质量分数)矿渣粉替代硅酸盐水泥对混凝土抗冻性能的影响。结果表明:大掺量矿渣粉混凝土能经受175～200次冻融循环。矿渣粉掺量为50%时,其抗冻性能甚至优于硅酸盐水泥混凝土。在掺量加大为70%但不掺外加剂的情况下,矿渣粉的掺入对混凝土的抗冻性也无明显的劣化作用。另外,掺用0.5%的FDN减水剂,对大掺量矿渣粉混凝土的抗冻性具有较好的改善作用,可以配制满足大部分南方建筑工程抗冻要求的混凝土。     

多尺度聚丙烯纤维混凝土孔结构及抗冻性

选用2种尺寸聚丙烯细纤维与1种聚丙烯粗纤维,进行单掺及混掺,对9组不同纤维掺量试件进行快速冻融循环试验、抗压、劈裂试验及压汞试验,研究不同冻融次数下混凝土质量、动弹性模量变化以及冻融循环前后混凝土拉、压强度变化;研究多尺寸聚丙烯纤维对混凝土孔结构的改善情况;研究多尺寸聚丙烯纤维混凝土孔结构与抗冻性的关系,并对孔结构对混凝土抗冻性能的影响加以分析。试验结果表明:将聚丙烯纤维掺入素混凝土后,混凝土的微观孔结构和抗冻性能得到明显改善;在相同掺量条件下,聚丙烯粗纤维和多尺寸聚丙烯纤维对混凝土抗冻性有较大改善,且多尺寸聚丙烯纤维对混凝土的抗冻性改善效果最好:相比于素混凝土冻融后抗拉、压强度,单掺聚丙烯细纤维混凝土强度损失分别降低了9.95%～11.94%和4.29%～7.62%,单掺聚丙烯粗纤维混凝土强度损失分别降低了27.36%和16.67%,混掺多尺寸聚丙烯纤维混凝土强度损失分别降低了46.77%～53.23%和41.90%～50%。     

橡胶集料对混凝土抗冻性的影响

取两种不同粒径、四种不同掺量的橡胶代替等体积的细骨料砂制作橡胶混凝土试件,对其进行快冻法试验,研究橡胶集料混凝土在冻融循环作用下的耐久性.研究表明,随着橡胶掺量的不断增加,抗压强度和动弹性模量都会不断下降,但掺入橡胶能改善混凝土的抗冻性,橡胶粉比橡胶颗粒的效果好,掺入5%~10%的粒径≤0.27mm橡胶粉对混凝土的抗冻性能有明显改善作用.不过,掺入过多的橡胶则会降低其抗冻性.结果表明,运用无损检测的动弹性模量能很好地对橡胶混凝土的抗冻性作出正确评价.     

冻融循环下掺锂渣再生混凝土损伤试验

针对冻融损伤分析再生粗骨料取代率和锂渣掺量对混凝土质量、动弹性模量以及抗压强度的影响。试验结果表明:过多使用再生粗骨料不利于抗冻性的提高;适量添加锂渣可以有助减轻冻融循环给混凝土带来质量损失的影响,且随着掺入量的增加,抗冻性能呈现先提高后降低的趋势,当掺量为20%时,抗冻性能达到最优。由试验数据拟合得到用再生粗骨料取代率以及锂渣掺量两因素的混凝土冻融后抗压强度劣化方程。     

碳化硅混凝土微波加热效率及抗冻性

通过微波加热试验、冻融循环试验、SEM试验及MIP试验,对碳化硅混凝土的微波加热效率、抗冻性及冻融循环前后的微观结构进行研究。结果表明：掺加碳化硅能够提高混凝土的微波加热效率和抗冻性。随着碳化硅掺量的增加,混凝土的温升速率逐渐增大,微波加热效率提高,有效除冰范围增大。当碳化硅掺量为10%时,混凝土相对动弹性模量最大,质量损失率最小,抗冻性最佳。掺加碳化硅使混凝土内部孔隙增大,冻融循环使混凝土孔隙孔径增大,少害孔以及有害孔增多。