高吸水树脂内养护混凝土的氯离子渗透及碳化性能

针对高吸水树脂(SAP)影响混凝土的渗透性及耐久性的问题,通过测试盐水浸泡-干燥循环条件下混凝土中氯离子含量、加速碳化条件下碳化深度,研究了预吸水SAP凝胶颗粒、预吸1%(质量分数)硝酸银溶液的SAP凝胶颗粒对混凝土氯离子渗透及碳化性能的影响规律。研究结果表明:在干湿循环条件下,混凝土中的SAP与SAP-Ag颗粒分别起到了“水泵”与“氯泵”的作用,加速了Cl-在混凝土中的积累和传输,对海工环境下混凝土的抗氯离子侵蚀能力有负面作用。但适量掺加SAP或SAP-Ag颗粒,由于其吸湿膨胀封堵孔隙的作用,阻塞了CO2的扩散路径,一定程度上提高了混凝土的抗碳化能力。     

高吸水树脂内养护混凝土的氯离子渗透及碳化性能

针对高吸水树脂(SAP)影响混凝土的渗透性及耐久性的问题,通过测试盐水浸泡-干燥循环条件下混凝土中氯离子含量、加速碳化条件下碳化深度,研究了预吸水SAP凝胶颗粒、预吸1%(质量分数)硝酸银溶液的SAP凝胶颗粒对混凝土氯离子渗透及碳化性能的影响规律。研究结果表明:在干湿循环条件下,混凝土中的SAP与SAP-Ag颗粒分别起到了"水泵"与"氯泵"的作用,加速了Cl~-在混凝土中的积累和传输,对海工环境下混凝土的抗氯离子侵蚀能力有负面作用。但适量掺加SAP或SAP-Ag颗粒,由于其吸湿膨胀封堵孔隙的作用,阻塞了CO_2的扩散路径,一定程度上提高了混凝土的抗碳化能力。     

疲劳载荷作用下超高程泵送钢纤维混凝土的耐久性

研究了疲劳载荷作用下的超高泵送钢纤维混凝土(SFRC)的氯离子扩散规律,对相应临界疲劳循环次数作用的SFRC试件的碳化性能进行了分析.通过对疲劳试件的不同深度自由氯离子浓度和表面氯离子扩散系数的研究表明:只要疲劳次数超过某一临界值时,SFRC试件内部的氯离子含量和表面扩散系数就会随着疲劳次数的增加而增大;在相应临界疲劳循环次数作用下,SFRC试件具有较强的抗碳化能力;该SFRC具有优异的抗氯离子扩散性能和抗碳化能力.这不仅拓展了SFRC的应用领域,也为动荷载作用下的混凝土耐久性研究提供了很好的参考和依据.     

冻融和碳化作用对混凝土氯离子侵蚀的影响

对4种不同配比混凝土先后进行冻融循环(0,50,150次)、加速碳化(0,1,2星期)和氯离子侵蚀,以研究冻融、碳化作用对混凝土氯离子侵蚀的影响.通过压汞法和选择电极法分别测定不同作用后混凝土的孔径分布和氯离子含量及其毛细吸收变化情况.结果表明:冻融循环增大混凝土孔隙率,作为混凝土损伤的动力源,为氯离子侵蚀创造更为有利的条件;冻融次数越多,造成的氯离子侵蚀越严重;碳化反应破坏混凝土基体原有的过滤机制,并促进Friedel盐分解,使氯离子含量增多;冻融与碳化均不同程度增大混凝土毛细吸水性能,两者共同作用较单独作用时的氯离子侵蚀严重得多.对混凝土结构进行耐久性设计和使用寿命预测时,必须考虑和引进冻融、碳化及其他因素的复合作用.     

受冻融混凝土表面处理后的暴露试验研究

采用硅烷凝胶对受冻融混凝土进行表面处理,通过室外暴露试验研究受冻融混凝土表面处理后的的抗氯离子侵蚀和抗碳化性能,并对防护机理进行分析。结果表明:表面处理能明显提高受冻融混凝土抗氯离子侵蚀能力,其效果与混凝土冻融损伤程度、渗透型涂料用量有关;由于受到混凝土冻融损伤程度和环境气候的影响,受冻融混凝土的抗碳化性能有所差异。基于试验结果,引入渗透型涂料影响系数δs与冻融损伤因子ω对碳化模型进行了修正。     

高效减水剂对结构混凝土长期性能影响

研究了聚羧酸(PCA)、高浓、低浓萘系(H-PNS,L-PNS)3种高效减水剂对混凝土浆体初始流动度、抗压强度及碳化、氯离子渗透扩散系数、干湿循环破坏性能影响.结果表明,PCA高效减水剂与H-PNS,L-PNS高效减水剂相比,具有掺量低、混凝土坍落度保持性好、早期强度发展快的特点.掺加3种高效减水剂混凝土中,相同碳化时间里,掺加L-PNS减水剂混凝土碳化深度>掺加H-PNS减水剂混凝土碳化深度>掺加PCA减水剂混凝土碳化深度,掺加L-PNS减水剂的混凝土氯离子渗透扩散系数>掺加H-PNS减水剂的混凝土氯离子渗透扩散系数>掺加PCA减水剂的混凝土氯离子渗透扩散系数.掺加3种高效减水剂的混凝土受干湿循环劣化损伤(相对抗压强度比、相对动弹性模量、质量损失)影响不大.     

基于DLA的氯离子侵蚀与碳化耦合作用下桥梁性能演变模拟

氯离子侵蚀和碳化是影响混凝土结构耐久性的主要因素,各自的理论公式已比较完善,但考虑二者耦合作用的定量分析和模型较少,影响混凝土结构耐久性分析的精度和水平.扩散限制凝聚模型(Diffusion-limited Aggregation,DLA)能够较完善地模拟气体的扩散凝聚,且具有随机性和分形特征,适合细致反映氯离子侵蚀、碳化及二者耦合作用下混凝土性能演变过程.本文基于DLA原理,考虑到扩散深度、混凝土特性及暴露条件等对氯离子扩散的影响,并考虑到混凝土特性及暴露条件等对碳化的影响,以及碳化与氯离子侵蚀的耦合作用,建立DLA模型,可获得任意时刻、任意位置处二氧化碳与氯离子的浓度.针对桥梁耐久性分析需求,提出利用DLA模型预测考虑疲劳效应的混凝土和钢筋性能退化方法.算例表明该方法能够动态细致地模拟桥梁耐久性演变过程.     

干湿循环作用下风积沙混凝土中氯离子扩散研究

目的 探究不同风积沙替代率的混凝土在干湿循环作用下对其内部氯离子扩散的影响,研究氯离子在干湿循环中的传输特性。方法 通过制备0%、25%、50%、75%、100%风积沙替代河砂的混凝土,采用磨粉滴定的方法测定不同干湿循环周期下混凝土中不同深度处的总氯离子和自由氯离子浓度,并就4种结合机制探讨氯离子结合规律。结果 自由氯离子浓度随风积沙替代率的增大先减小后增大,并且干湿循环作用对混凝土表层氯离子浓度影响较大。风积沙混凝土氯离子结合规律均符合线性结合类型,随着风积沙替代率的增大,混凝土氯离子结合能力先增大后减小。风积沙替代率为25%时混凝土自由氯离子浓度最低,结合能力最好,其结合能力为基准混凝土的1.20倍,而替代率100%的风积沙混凝土反而不利于混凝土抵抗氯离子侵蚀。结论 风积沙替代率小于50%时,风积沙混凝土的氯离子结合能力和抗氯离子侵蚀能力较好,对钢筋的保护能力比普通混凝土更强。     

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.     

废旧橡胶混凝土抗碳化性能的试验研究

以废旧橡胶混凝土抗碳化性能为研究目标,试验研究了体积分数为5%、10%、15%等三种橡胶颗粒掺量和2~4mm、30~40目、60~80目等三种橡胶颗粒粒径对混凝土抗碳化性能的影响规律.试验结果表明:橡胶颗粒的掺入对混凝土早期抗碳化性产生了不利作用,但使混凝土后期抗碳化能力有所提升;不同橡胶颗粒粒径、掺量对抗碳化性能影响不同,橡胶颗粒最佳掺量的体积分数为10%,且颗粒粒径越小效果越好.     

干湿循环作用对非饱和锂渣混凝土氯离子扩散性能的影响

针对经受干湿循环作用下氯离子侵蚀致使混凝土耐久性劣化的问题,采用在不同环境相对湿度条件下浸泡和喷淋的方式模拟干湿循环作用,通过测定侵入混凝土试件内部不同深度的自由氯离子含量和氯离子总含量,借鉴生长曲线函数中的Hill模型,探讨了干湿循环作用下,锂渣的掺量、环境相对湿度以及侵蚀氯盐质量分数等因素对混凝土氯离子扩散性能的影响。研究结果表明:干湿循环作用下,随着环境相对湿度的降低和侵蚀氯化钠溶液质量分数的增大,侵入混凝土内部的氯离子总含量达到阀值所需要的时间逐渐延长。锂渣替代水泥20%时,Hill系数n值最小,侵入混凝土内部氯离子总含量达到阀值所需要的时间最长。锂渣混凝土内部取样深度1～5 mm时,自由氯离子含量排序为(RH=40%条件)(RH=80%条件)(RH=60%条件)(RH=100%条件)。干湿循环作用下,混凝土内部的氯离子总含量并不随着相对湿度的递减而单调增加。     

干湿循环作用对非饱和锂渣混凝土氯离子扩散性能的影响

针对经受干湿循环作用下氯离子侵蚀致使混凝土耐久性劣化的问题,采用在不同环境相对湿度条件下浸泡和喷淋的方式模拟干湿循环作用,通过测定侵入混凝土试件内部不同深度的自由氯离子含量和氯离子总含量,借鉴生长曲线函数中的Hill模型,探讨了干湿循环作用下,锂渣的掺量、环境相对湿度以及侵蚀氯盐质量分数等因素对混凝土氯离子扩散性能的影响。研究结果表明:干湿循环作用下,随着环境相对湿度的降低和侵蚀氯化钠溶液质量分数的增大,侵入混凝土内部的氯离子总含量达到阀值所需要的时间逐渐延长。锂渣替代水泥20%时,Hill系数n值最小,侵入混凝土内部氯离子总含量达到阀值所需要的时间最长。锂渣混凝土内部取样深度1~5mm时,自由氯离子含量排序为(RH=40%条件)(RH=80%条件)(RH=60%条件)(RH=100%条件)。干湿循环作用下,混凝土内部的氯离子总含量并不随着相对湿度的递减而单调增加。     

干湿循环作用对非饱和锂渣混凝土氯离子扩散性能的影响

针对经受干湿循环作用下氯离子侵蚀致使混凝土耐久性劣化的问题,采用在不同环境相对湿度条件下浸泡和喷淋的方式模拟干湿循环作用,通过测定侵入混凝土试件内部不同深度的自由氯离子含量和氯离子总含量,借鉴生长曲线函数中的Hill模型,探讨了干湿循环作用下,锂渣的掺量、环境相对湿度以及侵蚀氯盐质量分数等因素对混凝土氯离子扩散性能的影响。研究结果表明:干湿循环作用下,随着环境相对湿度的降低和侵蚀氯化钠溶液质量分数的增大,侵入混凝土内部的氯离子总含量达到阀值所需要的时间逐渐延长。锂渣替代水泥20%时,Hill系数n值最小,侵入混凝土内部氯离子总含量达到阀值所需要的时间最长。锂渣混凝土内部取样深度1~5mm时,自由氯离子含量排序为(RH=40%条件)(RH=80%条件)(RH=60%条件)(RH=100%条件)。干湿循环作用下,混凝土内部的氯离子总含量并不随着相对湿度的递减而单调增加。     

提升粉煤灰混凝土抗碳化性能试验研究

为提升大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化性能,提出了一种预碳化再碱化的养护处理方法.采用快速碳化试验,对普通混凝土和质量分数为20%、30%和40%的粉煤灰混凝土进行了碳化3、7、14、28 d的碳化深度测试,对比分析了不同养护方法对粉煤灰混凝土抗碳化能力的影响.结果表明:粉煤灰混凝土的碳化深度随着碳化时间和粉煤灰掺量的增加而增加;与延长养护时间和水养护一样,提出的碳化试验之前预碳化再碱化养护处理可以有效地降低混凝土的碳化深度.对于质量分数为30%的粉煤灰混凝土,预碳化1 d再碱化1 d处理后的抗碳化能力与标准养护下的普通混凝土相当.对于普通混凝土,预碳化3 d再碱化1 d,提升抗碳化能力的效果最佳.     

应力状态对RC梁混凝土碳化损伤及承载力的影响

为研究应力状态对钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁碳化损伤及承载力的影响规律,制作了7根RC梁进行加速碳化环境与荷载耦合作用试验研究。将RC梁放入环境箱中,进行三点弯曲静力持荷条件下的7 d、14 d、28 d加速碳化试验,得到不同持荷时间下的RC梁受拉、受压不同区域的混凝土碳化深度,进一步开展加速碳化作用、加速碳化与荷载耦合作用后的RC梁三点弯曲试验,探讨应力状态时碳化深度对RC梁极限承载力的影响机制。结果表明:通过对RC梁受压、受拉区的混凝土碳化深度分析,发现压应力状态会抑制碳化反应的进行,而拉应力状态会促进碳化反应的进行,28 d后受拉区混凝土碳化深度比受压区增加了34.7%。混凝土碳化损伤导致抗压强度降低、钢筋锈蚀影响了试验梁的极限承载力,加速碳化作用28 d后RC梁的极限承载力下降了10.7%,加速碳化与荷载耦合作用28 d后RC梁的极限承载力下降了14.9%。     

低真空条件对混凝土中介质迁移性能的影响

为探索低真空条件对混凝土中介质迁移性能的影响规律,保障低真空管道等严酷环境下混凝土结构服役性能,首先,通过模拟低真空环境条件,研究了经低真空条件处理的混凝土气体渗透性、毛细吸水性和氯离子渗透性能;其次,分析了粉煤灰、硅灰、消泡剂和吸水树脂(SAP)等外加剂对低真空条件下混凝土中气体、离子、水介质迁移性能的影响规律;最后,基于灰色关联理论,探讨了各因素与混凝土中介质迁移性能的关联度。研究结果表明：低真空条件对混凝土气体渗透性和毛细吸水性产生显著不利影响,复合掺入粉煤灰、硅灰及消泡剂可较好地降低混凝土气体渗透性和毛细吸水性,并且提高混凝土抗氯离子渗透性能,但复合掺入SAP对混凝土抗渗性改善作用较低;低真空条件处理会显著增加混凝土的水分蒸发量,扩大孔结构,从而导致其抗介质迁移性能比标准养护的差。复合掺入粉煤灰、硅灰及消泡剂可制得适用于低真空条件的高抗介质迁移性能的混凝土。     

橡胶集料混凝土渗透性能的研究

混凝土的渗透性是影响混凝土耐久性的最主要的因素之一.抗渗性能的高低不仅表征了混凝土耐水流穿过的能力,而且对混凝土的抗碳化,抗冻,抗氯离子穿透的能力也有重要的影响.混凝土的渗透性高低影响液体(或气体)渗入的速度,而有害的液体或气体渗入混凝土内部后,将于混凝土组成成分     

碳化对混凝土中氯离子扩散的影响

混凝土与静浆快速碳化0,14,28d后浸泡到3.5% NaCl溶液中650d,测试了混凝土不同深度的自由氯离子、总氯离子含量,计算出混凝土的表观氯离子扩散系数和氯离子结合能力;采用压汞法测试了不同腐蚀制度下静浆表层的孔结构,利用DSC分析了静浆的腐蚀产物.结果表明:混凝土碳化后浸泡到腐蚀溶液中,增加了混凝土中的氯离子含量,提高了混凝土表观氯离子扩散系数,降低了混凝土对氯离子的结合能力;且随碳化时间的增加,变化幅度变大.快速碳化粗化了混凝土的孔结构,其大于30nm的毛细孔数量增加了11%,最可几孔径增加了17nm;降低了混凝土中Friedel'S生成量,以及混凝土对氯离子的化学结合能力.     

海洋大气环境下混凝土耐久性的研究

本文初步建立了模拟海洋大气环境作用下混凝土耐久性的加速试验方法,并采用10倍水溶解钢筋周围混凝土粉末的方法制取混凝土孔溶液,研究了在氯离子侵蚀和碳化共同作用下使钢筋锈蚀的游离氯离子与氢氧根离子的含量的变化。并对不同水胶比的普通混凝土与掺工业废渣混凝土损伤失效过程进行了试验研究,根据试验结果建立了基于[Cl-]和[OH-]浓度的钢筋锈蚀临界状态方程,研究结果对海洋大气环境下盐雾和碳化共同作用的混凝土的使用寿命预测和耐久性设计具有参考意义。     

荷载-干湿交替-硫酸盐耦合作用下混凝土损伤过程

研究了弯曲荷载-干湿交替-硫酸盐三因素耦合作用下的混凝土损伤劣化过程,采用环境扫描电镜(ESEM)观察了耦合作用下的混凝土微观结构演变过程.结果表明,与单一硫酸盐侵蚀相比,弯曲荷载和干湿循环都加剧了混凝土在硫酸盐溶液中的损伤程度,但干湿循环的加速损伤作用更加明显.三因素耦合作用时,当荷载率低于40％时,干湿循环是加速混凝土损伤劣化的主要因素;而当荷载率达到60％时,荷载引起的力学损伤是导致混凝土劣化的主要因素.试验还表明,在荷载-干湿交替耦合作用下,混凝土强度等级越高其抗硫酸盐侵蚀能力越强,硫酸盐浓度越大混凝土损伤越明显,粉煤灰和矿粉等矿物掺合料可显著提高混凝土抗硫酸盐侵蚀能力.