基于MATLAB模拟的RPC抗氯离子渗透性分析

为研究不同活性掺合料活性粉末混凝土(RPC)在不同养护龄期下的抗氯离子渗透性能,利用MATLAB进行氯离子渗透模拟和线性拟合.对3组不同养护龄期、不同活性掺合料的RPC试件,在NEL试验条件下进行抗氯离子扩散系数试验,测定数据进行验证.结果表明:MATLAB软件可以较好地模拟RPC试件中氯离子二维扩散过程及其发展趋势,并对RPC试件氯离子扩散系数与养护龄期关系进行线性拟合;在相同养护龄期下,不同活性掺合料替代硅灰比例相同时,RPC试件抗氯离子渗透能力的大小依次为粉煤灰>硅粉>石英砂;同一种活性掺合料替代硅灰比例相同时,不同养护龄期RPC试件抗氯离子渗透能力的大小依次为28d>14d>7d.     

粉煤灰与应力水平对混凝土渗透性的影响

通过氯离子加速渗透试验,测定阳极溶液中氯离子浓度,分析了粉煤灰掺量、应力水平和渗透时间的关系.结果表明:养护至28 d的未加载混凝土中,粉煤灰掺量越大,混凝土氯离子渗透性越高;较长养护龄期的粉煤灰混凝土的氯离子渗透性均比相应养护至28 d粉煤灰混凝土的氯离子渗透性有所降低;施加5次0.4fcy(轴心抗压强度)重复应力后,氯离子渗透的非稳定阶段显著缩短,粉煤灰混凝土的氯离子渗透性增大;施加5次0.8fcy重复应力后,粉煤灰混凝土的氯离子渗透性进一步增大.粉煤灰混凝土强度等级设计的龄期采用相对较长龄期为宜.     

矿物掺和料对海水海砂混凝土抗氯离子渗透性的影响研究

通过10组试验,研究了10~30﹪粉煤灰、10~30﹪矿渣、5~15﹪偏高岭土在单掺下对海水海砂混凝土抗氯离子渗透性能及化学组成的影响,并通过扫描电镜对微观结构进行分析。结果表明：海水海砂混凝土氯离子扩散系数随着粉煤灰掺量提高先减少后增大,随着矿渣掺量提高逐渐增大,随着偏高岭土掺量提高逐渐减小;偏高岭土、矿渣和20﹪以下粉煤灰掺入海水海砂混凝土后,均可见随着掺量的提高混凝土中的Friedel盐增多,自由氯离子及Ca(OH)2含量降低,混凝土孔溶液pH降低;偏高岭土对海水海砂混凝土的氯离子化学结合和物理吸附作用及微观结构的改善最佳,20﹪以内掺量的粉煤灰次之。     

用神经网络预测矿渣与粉煤灰混凝土的强度

利用目前神经网络中使用最多的BP网络的模型来预测矿渣粉煤灰混凝土的3天、28天的抗压强度。结果表明，由于神经网络具有很强的非线性表现能力，计算精度高，预测能力强．将神经网络方法应用于矿渣、粉煤灰混凝土的强度预测中，可为工程人员提供很大的方便，以指导生产，适应时代发展的要求。     

用矿物掺和料配制高性能混凝土的研究

目的配制高性能混凝土。方法利用矿物掺和料来实现配制高性能混凝土之目的。结果从高性能混凝土的特性出发,选用20%粉煤灰、30%矿渣微粉进行单独等量取代水泥。通过对各组试样的工作性能、力学性能以及耐久性能的比较,研究对高性能混凝土的影响,并对其作用特点进行初步分析。结果表明:采用定量粉煤灰、矿渣微粉及少量减水剂可配制28d强度大于73~90MPa,坍落度大于225mm的C60和C80高性能混凝土。结论粉煤灰和矿渣微粉可以用于配制高性能混凝土。     

铁路混凝土箱梁钢筋锈蚀后其挠度和 裂缝宽度取值研究

为了研究钢筋锈蚀下混凝土箱梁挠度和裂缝宽度的变化,基于梁截面平衡和变形协调,引入锈蚀钢筋混凝土梁非线性本构关系,建立了箱梁受弯挠度和裂缝宽度解析表达式。针对铁路简支箱梁算例,研究了混凝土性能退化和钢筋锈蚀对梁挠度和裂缝宽度的影响;并和铁路桥梁规范中挠度和裂缝宽度的规范值进行了对比分析。结果表明:混凝土性能的退化对梁挠度和裂缝宽度影响很小;锈蚀钢筋力学性能的退化和锈蚀黏结滑移对挠度和裂缝宽度具有较大影响。当锈蚀率小于1.5%时,挠度和裂缝宽度均小幅减小;当锈蚀率超过1.5%后,挠度和裂缝宽度随着锈蚀率的增加开始增大。针对规范中挠度和裂缝宽度公式,提出了锈蚀黏结滑移修正系数,修正后的规范值与解析解吻合良好。     

混凝土抗氯离子渗透性试验方法

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,促进对混凝土抗氯离子渗透性试验方法的了解与交流,对国内外混凝土抗氯离子渗透性试验方法及标准进行了充分的调研.详细调查了国内外混凝土抗氯离子渗透性试验方法和测试技术的标准规范,比较了各种试验方法或测试技术的原理和适用范围,并分析了各种试验方法的优缺点.混凝土的抗氯离子渗透性是其耐久性的重要指标之一,建议在《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中补充混凝土抗氯离子渗透性试验方法.     

复杂环境下钢筋锈蚀特征对混凝土强度影响

采用外加直流电场和内掺氯化钠的方法模拟杂散电流和氯离子共存的腐蚀环境,研究了杂散电流与氯离子共存环境下钢筋锈蚀特征及其对混凝土强度的影响.结果表明:二者共存时对混凝土耐久性的危害远大于杂散电流单独作用;当二者共存时,钢筋锈蚀程度明显增加,钢筋由钝化状态到严重腐蚀状态时间大幅度缩短,且受腐蚀钢筋的电化学当量和腐蚀电流密度随着电流强度增大、氯离子浓度升高以及腐蚀时间延长而增大;同时,该条件下混凝土力学性能受损较为严重,其下降程度与钢筋锈蚀程度有关.     

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W/B的减小而增大,且W/B对普通混凝土强度的影响比HPC更明显;硅灰或粉煤灰的含量对增强混凝土的抗压强度是有限的;在7.5～17.5 mm的深度范围内,W/B对氯离子浓度的影响最为显著,且氯离子浓度随着W/B的增大而减小;三元矿物组合比二元矿物组合更能有效地防止氯化物扩散﹒     

混凝土中几种无机相对钢筋腐蚀的影响

用CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3为原料,通过高温固相反应,分别制备了组成单一的无机相粉体C3-S2、C3-A1和C4-A1-F1,以此来模拟混凝土无机相的主要成分。这3种粉体被分别浸泡到含有氯离子的混凝土孔隙模拟溶液中。针对浸泡实验的固液共存体系,分别做了钢筋的极化曲线测试、溶液相的氯离子浓度测试以及过滤产物的XRD晶相分析。分析结果表明,无机相粉体对钢筋起到减缓腐蚀的作用;溶液相中氯离子浓度随时间的延长均呈下降趋势,其中C3-A1和C4-A1-F1粉体对自由氯离子都有很强的结合能力;C3-A1和C4-A1-F1粉体的过滤产物中均发现了Friedel盐相(Ca2Al(OH)6Cl.2H2O),而C3-S2粉体的过滤产物中没有发现含有氯离子的产物晶体相,表明C3-A1和C4-A1-F1粉体模拟的铝酸钙(C3A)通过离子交换结合氯离子,而C3-S2粉体模拟的C-S-H凝胶相则通过物理吸附结合氯离子。     

阳离子类型对混凝土中钢筋腐蚀临界氯离子浓度的影响

选用4种常见化冰盐KCl,NaCl,CaCl2和MgCl2,应用半电池电位法、电化学阻抗谱、电化学滴定与X射线衍射分析等方法,研究了阳离子类型对混凝土中钢筋腐蚀临界氯离子浓度的影响,利用半电池电位和腐蚀电流密度分别判定钢筋的起始腐蚀.结果表明:阳离子类型影响临界氯离子浓度,临界氯离子浓度的相对大小与其表征形式有关.以游离氯离子质量分数表征时,wf(MgCl2)＜wf(CaCl2)＜wf(NaCl)＜wf(KCl);以c(Cl-)/c(OH-)表征时,cKCl(Cl-)/cKCl(OH-)≈cNaCl(Cl-)/cNaCl(OH-)＜cCaCl2(Cl-)/cCaCl2(OH-)＜ cMgCl2(Cl-)/c MgCl2(OH-);以总氯离子质量分数表征时,wt(KCl)≈wt(NaCl)＜wt(MgCl2)＜wt(CaCl2).     

FRP加固混凝土柱钢筋锈蚀电化学特性

通过外加电流加速试验获得锈蚀钢筋混凝土柱,采用纤维增强聚合物(FRP)全裹方法对其进行加固,然后通过盐溶液干湿交替方法对FRP加固柱进行钢筋锈蚀试验,利用电化学工作站量测FRP加固柱的钢筋半电池电位和线性极化曲线,分析FRP加固柱的钢筋锈蚀电化学特性.试验结果表明:随着干湿交替次数的增加,外粘CFRP和GFRP加固柱的钢筋半电池电位呈先升高后稳定趋势,线性极化电阻呈增大趋势,腐蚀电流密度呈降低趋势;外粘CFRP和GFRP加固法均能在一定程度减缓钢筋混凝土柱的钢筋锈蚀,CFRP延缓钢筋锈蚀效果优于GFRP.     

中、高掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土抗氯离子侵入试验

测试中、高掺量Ⅲ级粉煤灰混凝土的7、28、90 d强度及抗氯离子侵入性能,并与同样配合比的等活性成分Ⅰ级灰混凝土及相同28d强度无掺灰混凝土进行比较.试验结果表明,用高掺量Ⅲ级灰同样可以配制出抗渗混凝土.在本试验条件下,其强度、抗氯离子侵入性能并不明显低于Ⅰ级灰混凝土.     

混凝土海洋平台抗氯离子侵蚀耐久寿命预测试验研究

对不同水灰比及掺加粉煤灰、硅灰的高性能混凝土氯离子扩散系数进行了试验研究,并对高性能混凝土海洋平台结构抗氯离子侵蚀耐久寿命进行了预测和分析,结果表明在一定条件下,低水灰比和增加保护层厚度均可以提高混凝土结构抗氯离子侵蚀的耐久寿命.该结论为混凝土海洋平台结构的耐久性设计与评估提供了参考依据.     

环境中氯离子浓度对耐候钢耐腐蚀性能的影响

研究海水环境中氯离子浓度对耐候钢耐蚀性能的影响,用扫描电镜和红外光谱仪等对试样耐蚀机理进行观察分析。结果表明,耐候钢在低Cl-浓度下的耐蚀性能要好于高Cl-浓度下的耐蚀性能;两组试样中均存在较致密的内锈层和疏松的外锈层,锈层成分主要为Fe3O4和γ-Fe2O3;低Cl-浓度下,合金元素容易在锈层富集,形成较致密且厚的内锈层,使材料耐蚀性能增强。     

模拟混凝土孔隙液的pH值对钢筋腐蚀的Cl~-质量分数的影响

钢筋混凝土建筑在现代建筑中最为常见,但钢筋混凝土结构建筑也有自身的缺陷,随着时间的推移,有害离子特别是Cl-的侵入,使得钢筋混凝土建筑的寿命缩短.文章研究了在模拟钢筋混凝土孔隙液中,钢筋发生腐蚀与Cl-质量分数之间的关系及pH值对腐蚀电位的影响.结果表明,随着pH值的增加,钢筋的腐蚀电位增加;钢筋被腐蚀的Cl-浓度与孔隙液的pH值有关,其中临界Cl-浓度与模拟孔隙液pH值呈半对数线性关系.     

再生混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

改变再生粗骨料掺量、粉煤灰掺量、水胶比等参数,研究不同配合比对再生混凝土抗氯离子渗透能力的影响规律。试验结果表明,降低水胶比对再生混凝土抗氯离子渗透性能有利;再生混凝土氯离子迁移系数随着再生粗骨料替代率的增大而增大,抗氯离子渗透性能下降。掺加粉煤灰可以改善再生混凝土抗氯离子渗透性能,对于早龄期再生混凝土粉煤灰掺量在10%~20%之间为宜。     

IR降对混凝土中钢筋腐蚀电化学测量结果的影响

介绍了在混凝土介质中进行钢筋腐蚀电化学测量时产生的IR降对测量结果的影响,以及由此可能造成判断上的失误或评估上的错误.通过一种新的混凝土钢筋腐蚀的电化学测量方法(称为恒电流瞬断法),不仅可以有效的消除混凝土中的IR降影响,还可同时消除混凝土中钢筋表面发生的浓差极化的影响,得到只有电化学极化作用的稳态极化曲线.通过此方法测量得到的数据,可以仿照"稳态法"来计算电化学步骤的动力学参数.     

在混凝土模拟孔隙液中癸二酸二异辛酯的缓蚀特性研究

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了癸二酸二异辛酯在模拟混凝土孔隙液中对钢筋的保护作用.癸二酸二异辛酯的加入导致混凝土钢筋的腐蚀电位正移,对钢筋的阳极电化学过程有抑制作用.其缓蚀效果随癸二酸二异辛酯浓度增加而增加,当癸二酸二异辛酯的浓度为2%时,对含有400mg/LCl-的混凝土模拟液中钢筋电极的缓蚀效率为78.5%.氯离子含量是影响钢筋腐蚀性能和癸二酸二异辛酯阻锈剂作用的重要因素.癸二酸二异辛酯能够在钢筋表面形成沉淀性保护膜.     

荷载与锂渣掺量对混凝土氯离子扩散性与气体渗透性的影响

为探讨不同压应力与锂渣掺量对混凝土氯离子电通量和气体渗透系数的影响,制作了3种不同水胶比、4种锂渣掺量的混凝土试件,并对试件分别施加极限压荷载的10%、30%、50%作为持续压应力,进行氯离子扩散性和气体渗透性试验。结果表明:混凝土的气体渗透系数、氯离子电通量与锂渣掺量、压应力比之间存在明显的相关性。氯离子电通量随着锂渣掺量的增加而减少,随着压应力比的增大而增大。气体渗透系数随着锂渣掺量的增加而增加,随着压应力比的增大而增大。综合考虑电通量与气体渗透系数,C20、C30、C40混凝土最优掺量分别为15％、20％、15％。