高寒地区冻融混凝土配合比设计及施工过程控制

针对高原寒冷地区混凝土冻融问题,从配合比入手,探讨了如何利用掺入外加剂改善混凝土抗冻耐久性,并通过增加一些施工过程控制措施提高混凝土抗冻性。     

掺CWCPM混凝土的冻融损伤机理及演化模型

建筑垃圾的大量堆积和冻融破坏作用导致的混凝土耐久性衰减是目前土木建筑工程领域面临的两大严峻挑战。为提高建筑垃圾再生利用率,并从本质上揭示掺建筑垃圾(废砖粉)复合粉体材料(CWCPM)混凝土的冻融损伤演化机理,采用室内加速试验和理论分析相结合的研究方法,分析不同因素对混凝土宏观抗冻性能劣化规律的影响,并采用多因素分析方法建立掺CWCPM混凝土的冻融损伤演化模型。借助微细观测试手段,分析冻融过程中掺CWCPM混凝土微观形貌及孔结构的损伤演化规律,揭示混凝土冻融损伤演化机理。结果表明:随水灰比、冻融循环次数的增加和盐溶液的加入,混凝土冻融损伤破坏程度增加;CWCPM的掺入提高了混凝土的抗冻性能,与基准试件相比,50次冻融循环后,掺30%CWCPM混凝土的单位面积剥蚀量降低27.1%,抗压强度提高6.2%;基于宏观试验结果建立的冻融损伤演化模型可较好地预测混凝土抗冻性能。由混凝土微细观试验结果可知,掺CWCPM混凝土的冻融损伤的实质是其内部微观结构逐渐松散、孔结构逐渐劣化的物理变化过程,是试件内部裂纹、孔隙等缺陷产生、扩展直至破坏的损伤积累过程。     

基于BP神经网络的混凝土抗冻耐久性预测

本文在分析混凝土抗冻耐久性预测研究现状的基础上,结合BP人工神经网络的特点,利用MATLAB软件建立了预测混凝土冻融环境下相对动弹性模量的模型,并对预测结果进行了分析。结果表明运用人工神经网络的预测方法操作简便、实用性强且在精度上能满足要求,该模型的建立也可为混凝土抗冻性设计、施工管理和建成后工程的运行维护提供参考。     

钢纤维煤矸石混凝土冻融后本构关系试验研究

为探讨钢纤维煤矸石混凝土的抗冻性能和冻融后的力学性能,及推广应用钢纤维煤矸石混凝土这一绿色建筑材料,通过快速冻融试验和单轴受压试验,研究了冻融环境下不同钢纤维掺量的煤矸石混凝土的质量、动弹性模量以及应力-应变曲线随冻融循环次数和钢纤维掺量的变化规律,并提出了钢纤维煤矸石混凝土冻融后单轴受压本构关系。发现相比普通煤矸石混凝土,钢纤维煤矸石混凝土的抗冻性能有一定程度的改善,主要表现为其冻融后的峰值应变和极限应变增加、耗能能力增加,但强度并无显著提升。研究结果表明,钢纤维煤矸石混凝土不宜直接用于严寒地区,但对寒冷地区和夏热冬冷地区而言,其力学性能和耐久性能都已满足工程要求。最后基于已有的混凝土损伤力学理论,考虑钢纤维在煤矸石混凝土单轴受压过程中的作用,以及冻融损伤对钢纤维煤矸石混凝土力学性能的影响,提出了具有较高精度的钢纤维煤矸石混凝土单轴受压本构关系,这为煤矸石混凝土抗冻性能的进一步研究提供了参考,也对其推广应用过程中的实际工程的结构计算有一定参考价值。     

浅谈对提高路面混凝土抗冻性能的探讨

混凝土的冻融破坏和除雪剂的腐蚀是使公路提前老化的主要问题之一,混凝土的抗冻性能已成为影响混凝土路面耐久性以及其他混凝土构造物耐久性方面的主要因素,根据工程实际情况选择配合比控制指标,保证混凝土原材料质量,掺入外加剂、纤维物质、矿粉作为解决混凝土抗冻性和耐久性的有效措施。     

浅析混凝土冻融破坏机理及防治对策

混凝土冻融破坏是我国北方高寒地区混凝土结构产生的主要病害。通过对混凝土冻融过程中破坏机理分析,在此基础上提出了混凝土冻融破坏防治对策,并结合耐久性规范对冻融混凝土结构耐久性设计进行了归纳和总结。     

有机飞机除冰液作用下普通混凝土的抗冻性微观机理分析

结合现有的冻融破坏理论,研究了以乙二醇为主要成份的飞机除冰液作用下普通混凝土冻融损伤失效规律与特点.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪,进行试件冻融后的物相组成、微观结构变化以及微区元素分析.实验结果表明:低质量分数乙二醇对混凝土抗冻剥蚀性比水严重,高质量分数乙二醇对混凝土的冻融破坏比水轻微.飞机除冰液质量分数越低,对混凝土的冻融破坏作用越严重;低质量分数乙二醇对普通混凝土的冻融破坏以表面剥落破坏为主,质量损失首先达到破坏标准.高质量分数乙二醇对普通混凝土的冻融破坏以相对动弹性模量首先达到破坏标准,主要表现为端部的严重冻疏.在乙二醇飞机除冰液冻融过程中普通混凝土内没有新物质生成,水化硅酸钙凝胶与氢氧化钙晶体未发生变化.普通混凝土在乙二醇飞机除冰液中的冻融破坏机理与水中一样,以结冰压破坏为主.     

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。     

粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能影响初探

随着科学技术的发展和人类活动范围的扩大,结构物超高大和复杂程度增加,混凝土已成为人们生活中必不可少的建筑材料。在我国东北的寒冷地区,大量的混凝土建筑物遭受了不同程度的冻融循环破坏,尤其建筑物处于水位变换处使用寿命一般在30年左右,有的甚至在施工过程中就遭受了大面积的冻融破坏。研究表明在混凝土中加入一定量粉煤灰能够提高混凝土抵抗冻融循环破坏作用。为此有必要研究粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能的影响以及冻融循环等恶劣环境对混凝土抗压强度的影响。     

浅谈混凝土冻融破坏机理及防治措施

阐述国内外关于混凝土的冻融破坏机理,结合当前研究成果,介绍提高混凝土抗冻性的措施。     

盐碱溶液对混凝土抗冻性能的影响

基于盐碱寒冷地区的工程环境与混凝土的配制特点，模拟配制了SA溶液，采用正交方案试验研究了SA溶液及水灰比、含气量和粉煤灰掺量3个参数对混凝土抗冻性能的影响．结果表明，由于产生渗透压和结晶压，盐碱溶液对混凝土的抗冻性能有严重的影响．水灰比为0．40的混凝土，置于SA溶液中的最大冻融次数比相应的置于水中的最大冻融次数平均减少22．5％；含气量对混凝土抗冻性能的影响最大，水灰比次之，粉煤灰掺量最小；随着含气量增加，最大冻融次数增大，当含气量从3．0％增大至6．0％时，最大冻融次数的增加幅度较小；随着水灰比和粉煤灰掺量的增大，最大冻融次数减小；孔结构是影响混凝土抗冻性能的最根本因素，优化孔结构是改善混凝土抗冻性能的核心技术措施．     

南水北调中线工程C50抗冻混凝土配合比试验研究

南水北调中线一期工程总干渠Ⅳ渠服役环境较为恶劣,混凝土冻融破坏问题突出.立足工程区域的地材特点,开展了原材料性能指标测试、混凝土试配以及抗冻性能检测等试验研究工作,配制出工作性能优异、耐久性能好的C 50F 200混凝土,并提出了相应的施工质量控制措施.     

水工混凝土建筑物冻融破坏的防治技术研究

冻融破坏是寒冷地区或者高海拔地区混凝土建筑物常见的一种冻害形式,也是施工混凝土建筑物的一种老化特征和主要病害之一、严重的陈融破坏、将威胁水工建筑物的正常运行.本文首先分析了混凝土冻融破坏的原因与特征,然后详细对混凝土建筑物冻融破坏的防治技术进行了探讨.     

粉煤灰对混凝土抗冻性能的试验研究

为了研究不同掺量粉煤灰对混凝土抗冻性的影响,试验考虑三种不同强度等级的混凝土,这三种强度级别混凝土对应的水灰比分别为0.45、0.39和0.31,通过快速冻融试验,对冻融过程中混凝土动弹性模量的结果分析发现:掺加粉煤灰能够提高混凝土的抗冻性,并且当粉煤灰掺量为胶凝材料的15%时,混凝土的抗冻性最佳.     

青海高寒地区某双曲线冷却塔检测评定分析

青海高寒地区某双曲线冷却塔通风筒混凝土渗水、冻融破坏严重,基于该项目设计资料调查、现场勘察、双曲线冷却塔的通风筒混凝土钻芯取样等工作,同时在实验室进行冷却塔通风筒混凝土抗压强度、抗冻性和抗渗性能的相应试验,对冷却塔通风筒混凝土耐久性进行评定和分析,根据冷却塔通风筒混凝土鉴定分析结果,提出处理措施及加固意见,为以后同类别的鉴定工作和相关研究提供实际工程经验.     

持载和冻融循环对CFRP-高强混凝土界面的影响

目的研究持续荷载与冻融循环共同作用下CFRP-高强混凝土的界面粘结性能.方法利用自制的持续加载装置对CFRP-高强混凝土试件施加不同等级的持续荷载并经过100次冻融循环后,通过双面剪切试验对界面的粘结性能进行研究.结果100次冻融循环作用后混凝土强度增长了1.4%.持载冻融作用下,CFRP片材的弹性模量最大差值没有超过4%.在12 kN的持续荷载和100次冻融循环共同作用下,破坏荷载与常温环境下的对比试件相比降低了1.6%,而极限端部滑移增加了1.5%,持载冻融条件并没有对破坏荷载和极限端部滑移产生显著影响,但在靠近加载端附近产生损伤区域,此区域内界面的剪切模量降低,界面破坏形态也发生了明显的变化.结论高强混凝土和CFRP片材有良好的抗冻性,在持载冻融环境下,CFRP加固高强混凝土结构具有较好的耐久性.     

盐冻耦合作用对掺CWCPM混凝土性能的影响及其机理分析

为研究建筑垃圾复合粉体材料(CWCPM)掺量、水灰比对小型混凝土预制构件抗冻性能的影响以及小型混凝土预制构件在不同盐溶液质量分数下的冻融损伤规律,借助XRD和压汞试验,对CWCPM改善混凝土抗冻性能的微观机理进行分析.分析结果表明:CWCPM提高了混凝土的抗冻性能,且存在最佳掺量30%;盐冻耦合作用加剧了混凝土的冻融破坏,存在最不利盐溶液质量分数3.5%;CWCPM的掺入降低了混凝土内部Ca(OH)2的含量,改善了混凝土水化产物组成细化了混凝土内部孔结构,降低了孔隙水的渗透和结冰速率,减小了孔隙内部静水压力和渗透压,宏观上表现为抗冻性能得到提高.     

PVA-纳米SiO2混凝土经冻融循环后的动态抗压特性

为研究PVA纤维和纳米SiO₂对混凝土抗冻性的影响，对经历过冻融循环的PVA纤维混凝土、纳米SiO₂混凝土和PVA-纳米SiO₂混凝土施加动态压缩试验，测得抗压强度和峰值应变，以及质量损失率和相对动弹性模量，以此评价三种混凝土的抗冻性能，并以试验测得抗压强度劣化值构建了纤维混凝土冻融损伤的演化模型。研究结果表明：PVA纤维的掺入降低了混凝土冻融损伤的质量损失率，并使混凝土的延性有所提高，纳米SiO₂的掺入则明显提高了混凝土的抗压强度。掺加PVA纤维或掺加纳米SiO₂均可提高素混凝土的抗冻性，且PVA-纳米SiO₂混凝土的抗冻性优于PVA纤维混凝土，而PVA纤维混凝土的抗冻性优于纳米SiO₂混凝土。本文建立的纤维混凝土冻融损伤模型可较好地反映冻融损伤后混凝土抗压强度的劣化情况。     

骨料嵌锁型混凝土的长期力学性能及抗冻性

骨料嵌锁型混凝土是一种高骨料含量混凝土,具有良好力学性能、体积稳定性以及抗渗性.为了探明较长龄期对骨料嵌锁型混凝土力学性能及抗冻性的影响,采用抛填骨料工艺制备了3种强度等级的骨料嵌锁型混凝土,研究了抛填骨料工艺所制备的骨料嵌锁型混凝土与普通混凝土的长期力学性能以及冻融后的差异.结果表明：骨料嵌锁型混凝土的长期抗压强度和劈裂抗拉强度普遍优于普通混凝土,但抛填骨料工艺对低强度等级混凝土的抗压强度提升效果更为显著.根据不同侵蚀溶液环境下的质量损失和相对动弹性模量,骨料嵌锁型混凝土的冻融破坏速率大于普通混凝土,但提升浆体的抗冻性可减少骨料体积分数变化对混凝土抗冻性的影响程度.     

冻融对混凝土强度的影响

通过试验分析了冻融循环对混凝土抗压、抗折、劈拉强度的影响,并从微观结构探讨了混凝土冻融破坏机理。结果表明普通低标号混凝土抗冻性能较差,冻融循环对混凝土强度影响较大。