干湿循环次数对氯离子扩散系数的影响

研究了4种混凝土干湿循环次数与氯离子扩散系数的关系.通过测定各混凝土在盐湖卤水-干湿循环环境下的氯离子含量,应用三维扩散理论模型计算氯离子扩散系数.结果表明:各混凝土的氯离子扩散系数(Dcx)与干湿循环次数呈幂指数函数关系,Dcx值与干湿循环次数、粉煤灰和矿渣的掺量呈正相关关系;与硅灰的掺量呈负相关关系.     

粉煤灰掺量对氯盐环境下高性能混凝土服役寿命的影响

鉴于粉煤灰掺量对混凝土的抗氯离子侵蚀及服役寿命有显著影响,开展了粉煤灰混凝土的氯离子快速扩散实验和解析研究,分析了粉煤灰掺量对混凝土的扩散系数、氯离子结合能力,进而得到对混凝土服役寿命的影响规律。通过建立敏感系数模型,开展了混凝土结构服役寿命对氯离子Freundlich等温结合模型的敏感性分析。据此研究粉煤灰掺量对混凝土服役寿命的影响机理。实验结果表明,粉煤灰掺量为50%时混凝土氯离子扩散系数最小,粉煤灰掺量为30%时氯离子结合能力达到最大。模型计算和分析进一步表明:尽管粉煤灰掺量既可以通过混凝土扩散系数,也可以通过氯离子结合能力对混凝土服役寿命产生影响,但前者的影响更显著。通过对Freundlich等温结合模型的敏感性分析发现,较之于混凝土的初始结合能力,混凝土对氯离子的远期结合能力对混凝土结构服役寿命的影响更大,但随着粉煤灰掺量的增加,该影响会不断下降。     

氯盐、硫酸盐溶液长期腐蚀下混凝土组成的生态控制

为解决材料与腐蚀溶液的相适应性,用3.5%NaCl溶液、3.5%NaCl与5.0%Na2SO4两种不同的腐蚀溶液对掺有不同工业废渣的生态混凝土进行长期浸泡,测试矿物掺合料含量的变化对混凝土依时扩散系数的影响.以混凝土的服役寿命为目标,确定混凝土中矿物掺合料的最佳掺量.结果表明,材料的种类和掺量以及腐蚀溶液的变化对混凝土服役寿命具有非常显著的影响,矿物掺合料掺量可以用3次多项式进行材料参数的表征;在腐蚀溶液相同,且当掺量均为30%时,粉煤灰混凝土的抗氯离子能力好于矿粉混凝土的抗氯离子能力;在3.5%NaCl溶液中,选用30%粉煤灰混凝土抗氯离子侵蚀能力较好;在3.5%NaCl和5.0%Na2SO4复合溶液中,选用30%粉煤灰和20%矿粉复掺的混凝土更能使混凝土结构耐久.     

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。     

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。     

冻融循环作用下混杂纤维粉煤灰混凝土力学性能试验

为了研究混杂纤维和粉煤灰增强混凝土在冻融循环作用下的损伤程度,通过对基准混凝土、混杂纤维混凝土和混杂纤维粉煤灰混凝土试样在冻融循环条件下进行抗压强度试验及超声波检测试验,得到冻融破坏后混凝土的抗压强度和相对动弹性模量,分析抗压强度损伤量、相对动弹性模量损伤量和内部结构破坏机制,建立了基于相对动弹性模量的强度衰减方程。试验结果表明：基准混凝土、混杂纤维混凝土和混杂纤维粉煤灰混凝土的抗压强度和相对动弹性模量均随着冻融循环次数的增加而减小;经历60次冻融循环时,其抗压强度和相对动弹性模量都有不同程度的下降;混杂纤维粉煤灰混凝土抗压强度和动弹性模量的损伤量在粉煤灰掺量小于10%时整体小于基准混凝土,而在粉煤灰掺量为20%和30%时大于基准混凝土;通过对冻融循环作用下混凝土相对抗压强度与相对动弹性模量的关系拟合,得到相关系数良好的相对抗压强度与相对动弹性模量的指数函数关系表达式;分析了混凝土冻融损伤、纤维和粉煤灰增强混凝土抗冻融机理。掺入适量纤维和粉煤灰能增强混凝土的抗冻融破坏能力。     

粉煤灰混凝土的多因素寿命预测模型

通过快速碳化试验,研究了不同粉煤灰掺量(0～60%)、不同养护龄期(1,3,7,28,90 d)、不同弯曲荷载率(0,25%,50%)对m(W)/m(C)=0.34混凝土的碳化影响,并建立了综合考虑粉煤灰掺量、养护龄期、荷载率、环境温度、结合能力以及混凝土的CO2扩散系数时间依赖性的多因素寿命预测模型.结果表明:混凝土的CO2扩散系数与粉煤灰掺量成二次函数关系,粉煤灰掺量30%左右最佳.混凝土的CO2扩散系数随养护龄期的增加而降低,随荷载率的增加而增加.其关系分别符合指数关系和乘幂关系.使用多因素碳化寿命预测模型对大桥的箱梁和索塔进行预测,箱梁的运营寿命为211年,索塔为167年.增加养护龄期或提高保护层厚度是提高大掺量粉煤灰结构混凝土寿命的重要途径.     

冻融环境下混凝土中氯离子传输特性研究

冻融损伤和氯盐侵蚀是寒区海洋环境中混凝土耐久性失效的主要原因.通过模拟寒区海洋环境,设计满足一定抗冻要求的引气混凝土,围绕冻融循环次数对混凝土氯离子扩散系数的影响和冻融后氯离子在混凝土中的传输特性进行了试验研究.结果表明:氯离子扩散系数随冻融循环次数的增长呈指数型上升;冻融后混凝土表层氯离子质量分数随侵蚀时间的增长也呈...     

矿物掺合料对混凝土强度和抗氯离子扩散性能的影响

就单掺粉煤灰、单掺矿渣微粉,以及粉煤灰与矿渣微粉双掺对混凝土强度和氯离子扩散系数的影响进行了试验研究。结果表明：粉煤灰和矿渣微粉的掺入明显降低了混凝土的早期强度和氯离子扩散系数,但混凝土后期强度发展良好,且两者以适当的比例复掺更有利于混凝土后期强度的增长和氯离子扩散系数的降低;就改善氯离子扩散的效果而言,矿渣微粉较粉煤灰好。     

冻融循环作用下玄武岩纤维混凝土抗压和抗折性能分析

通过掺加纤维的方法可有效改善混凝土在寒冷或者低温地区的冻害情况.基于此,本文通过控制变量法设计了5组不同冻融循环作用次数和4种玄武岩纤维掺量下的正交试验,并以此探究了不同冻融循环作用和不同玄武岩纤维掺量下混凝土的力学性能.研究结果表明：1)掺加玄武岩纤维可有效提高混凝土抗压强度、抗折强度以及抗冻融性能,且当掺量为2 kg/m³时其强度提高幅度最大;2)随着玄武岩纤维掺量的增加,混凝土抗折强度提高率增大,而抗压强度提高率则先增大后减小;3)当玄武岩纤维掺量为2 kg/m³时,不同冻融循环作用下混凝土抗折强度降低率随着冻融次数的增加而增加,抗压强度降低率则不明显.     

粉煤灰高强轻骨料混凝土抗氯离子渗透及护筋性

利用不同细度粉煤灰等质量取代水泥10％-30％,制备了粉煤灰高强轻骨料混凝土,采用ASTM快速氯离子渗透试验和电化学测试技术,研究了其抗渗性及护筋性能,并与基准试样进行了对比分析,研究结果表明,当粉煤灰掺量相同时,随着粉煤灰细度的增大,轻骨料混凝土抗氯离子渗透性及护筋性均随之增强,且高于基准试样;掺入Ⅱ级粉煤灰时,随着粉煤灰掺量的增加,其抗氯离子渗透性随之降低;掺入超细粉煤灰且掺量为20％时,抗氯离子渗透性最优,而掺人I级粉煤灰时,抗氯离子渗透性与基准试样相差不大;而达到30％掺量时,则有下降趋势,同时,钢筋轻骨料混凝土护筋性与抗氯离子渗透性保持大致相同的变化趋势,即随着抗氯离子渗透性的提高,护筋效果随之改善。     

复合外掺料高性能混凝土的氯离子扩散性能

为研究复合矿物外掺料对高性能混凝土抗氯离子扩散性能的影响,分别制备单掺、双掺及三掺矿物外掺料的高性能混凝土试件,通过开展6 h快速氯离子扩散实验(ASTM C1202),测试高性能混凝土中不同深度处的总氯离子和自由氯离子的含量,并据此计算不同深度处固化氯离子的含量。实验结果表明,复合掺加粉煤灰、硅灰和矿渣的高性能混凝土的6 h电通量最少,且其内部的总氯离子和自由氯离子含量最低,具有最佳抗氯离子扩散能力;复合掺加矿物外掺料可以提高混凝土中固化氯离子的比例,降低混凝土结构中钢筋的锈蚀概率,延长其服役寿命。     

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。     

粉煤灰品质对混凝土性能影响研究

研究掺低钙、高钙粉煤灰对结构混凝土坍落度、抗压强度、混凝土碳化、氯离子扩散系数、干湿循环破坏等性能的影响.研究表明低钙、高钙粉煤灰对混凝土坍落度没有影响,在相同的养护龄期里掺高钙粉煤灰的混凝土抗压强度大于低钙粉煤灰混凝土.掺加低钙、高钙粉煤灰对混凝土碳化、氯离子扩散系数、干湿循环破坏有影响,掺加低钙粉煤灰混凝土具有比掺高钙粉煤灰混凝土更大碳化深度,掺低钙、高钙粉煤灰对混凝土氯离子扩散系数影响不明显,在干湿循环初始阶段掺低钙粉煤灰混凝土抗压强度、相对动弹性模量增加程度大于掺高钙粉煤灰混凝土增加程度,干湿循环超过30次后高钙粉煤灰混凝土抗压强度、相对动弹性模量劣化增加程度小于低钙粉煤灰混凝土抗压强度劣化损伤增加程度.     

高温作用后纤维素纤维混凝土渗透性试验研究

开展高温作用后纤维素纤维混凝土的氯离子渗透性试验,研究分析了温度和纤维掺量对混凝土渗透性能的影响.研究表明:高温后纤维素纤维混凝土的氯离子扩散系数随着温度的升高逐渐增大,且上升趋势随着温度的升高而减缓.温度在200℃左右时,混凝土的氯离子扩散系数提高比较明显,大约是常温下的3倍左右;温度达到400℃时,混凝土氯离子扩散系数的提高开始减缓,大约是常温下的4倍左右;当温度升高到600℃时,混凝土的氯离子扩散系数继续提高,大约是常温下的5倍左右.纤维素纤维的掺入降低了混凝土常温及高温后的氯离子渗透性,纤维掺量为0.6~0.9 kg/m3时,效果最为显著,随着纤维掺量的增加,纤维素纤维混凝土的氯离子渗透性有所增大.     

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。     

石灰石粉对混凝土耐久性能的影响

为促进石灰石粉在混凝土中的应用,研究石灰石粉的粒径、 掺量和其它辅助性胶凝材料对混凝土耐久性能的影响. 研究结果表明,石灰石粉的掺入,生成碳铝酸钙,并稳定钙矾石. 粉煤灰和矿粉中的铝相促进石灰石粉的反应,进一步增大了碳铝酸钙和钙矾石的含量. 当石灰石粉的平均粒径为19.92μm时,混凝土的氯离子扩散系数和碳化深度最小. 当石灰石粉的掺量为10%~15%时,混凝土的氯离子扩散系数和碳化深度最小. 复掺石灰石粉和粉煤灰/矿粉进一步降低了混凝土的氯离子扩散系数和碳化深度. 当水胶比为0.4时,用石灰石粉制备混凝土具有优异的抗钢筋锈蚀和抗冻性.     

PVA-纤维素混杂纤维混凝土电阻率和氯离子扩散系数试验研究

设计了强度等级为C30、C40、C50的PVA-纤维素混杂纤维混凝土,开展了纤维混凝土电阻率和氯离子扩散试验,研究了随着强度等级、龄期、纤维掺量的变化对混杂纤维混凝土的影响,建立了混杂纤维混凝土电阻率和氯离子扩散系数之间的相关关系.研究表明,PVA和纤维素混杂纤维混凝土的性能优于单掺和不掺纤维的混凝土,PVA和纤维素的合理掺量分别为1.2 kg/m~3和0.9 kg/m~3;混杂纤维混凝土的氯离子扩散系数随着强度等级和龄期的增大而减小,电阻率随着强度等级和龄期的增大而增大,氯离子扩散系数和电阻率的回归关系符合Nernst-Einstein方程.     

粉煤灰掺量对混凝土性能的影响

为探讨粉煤灰适宜掺量对混凝土性能的影响,对粉煤灰掺量w(等质量取代水泥)为0,15%,30%的3种工况混凝土进行强度与耐久性试验.试验结果表明,粉煤灰取代量w为15%时,能明显提高混凝土强度,在加强养护的情况下,对混凝土碳化深度影响不大;粉煤灰取代量w为30%时,混凝土强度增长不明显,对混凝土碳化深度影响较大;粉煤灰掺量w由0增加到15%时,混凝土的氯离子含量下降7%~17%;粉煤灰掺量w由0增加到30%时,混凝土的氯离子含量下降15%~30%.综合考虑,粉煤灰掺量w=15%对普通混凝土较为适宜.     

基于正交试验的聚合物改性再生透水混凝土抗冻性能研究

目的 研究低掺量下水性环氧树脂、粉煤灰、再生骨料对再生透水混凝土抗冻性的影响。方法 采用正交试验设计,以粉煤灰掺量、水性环氧树脂掺量、再生骨料掺量、冻融循环次数为因素设计不同水平的正交试验,参考慢冻法并采用均值极差法分析质量损失率和强度损失率,研究各因素对于再生透水混凝土抗冻性的影响规律。结果 随着冻融循环次数的增加,再生透水混凝土的强度损失率和质量损失率逐渐增大,其中低掺量(0.5%～2%)水性环氧树脂可以有效提升再生透水混凝土抗冻性能,降低再生透水混凝土的强度损失率、质量损失率;添加再生骨料(30%～50%)可以有效提高再生透水混凝土抗冻性。结论 掺量1%的水性环氧树脂及掺量40%的再生骨料对再生透水混凝土抗冻性提升效果最好;在冻融循环过程中,再生透水混凝土的强度损失率会比质量损失率先变化到破坏标准,该参数能更快判断再生透水混凝土的抗冻性能。