混杂纤维混凝土的耐硫酸盐腐蚀性能研究

为了研究混杂纤维混凝土抗硫酸盐腐蚀性能,对聚乙烯纤维(PE)与聚丙烯粗合成纤维(HPP)混凝土进行硫酸盐干湿循环腐蚀和长期浸泡侵蚀试验,采用形貌损伤、质量损失、相对动弹性模量和抗压强度等宏观测试方法研究了混杂纤维混凝土耐硫酸盐腐蚀性能,并结合SEM微观结构测试技术分析了其腐蚀机理.结果表明:不同纤维掺量的混凝土在硫酸盐腐蚀作用下均出现了不同程度的损伤,其干湿循环的腐蚀作用较长期浸泡腐蚀混凝土的腐蚀损伤更为明显;长期浸泡腐蚀作用时,450 d素混凝土抗压强度可达到60 MPa,各纤维混凝土抗压强度均可达到70 MPa,但在干湿循环腐蚀作用下,聚乙烯纤维和聚丙烯粗合成纤维以0.8%+1.2%掺入时,混凝土抗压强度也可达到70 MPa;纤维对于混凝土内部结构应力的缓解,孔隙、通道等缺陷的分散以及纤维之间的捆绑桥联都显著的提高了混凝土抗硫酸盐腐蚀性.     

碱式硫酸镁水泥混凝土在硫酸盐溶液中的损伤过程研究

采用干湿循环的试验方法研究碱式硫酸镁水泥(BMSC)混凝土抗硫酸盐腐蚀性能.以质量变化和相对动弹模量作为评价指标,研究了不掺加矿物掺合料(BMSC)、掺加30％粉煤灰(BMSC-F)碱式硫酸镁水泥和普通硅酸盐水泥(POC)混凝土抗硫酸盐腐蚀性能.结果表明:干湿循环前期,混凝土的质量缓慢增加;后期,混凝土的质量损失比较明显.在干湿循环的环境下,BMSC混凝土的Erd变化包括以下4阶段:上升段,缓慢下降段,线性上升段,加速下降段;POC混凝土的Erd随着干湿循环次数的增加,呈现先升高后下降的趋势.同等条件下,BMSC混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能优于POC混凝土;掺加粉煤灰有利于提高BMSC混凝土的抗硫酸盐腐蚀能力.     

严苛侵蚀作用对优化导电混凝土性能的影响

干湿交替和硫酸盐腐蚀引起的损伤严重影响导电混凝土服役时的长期稳定性。本研究以碳纤维、石墨作为导电相材料,掺入粉煤灰和硅灰制备导电混凝土,在干湿交替和硫酸盐腐蚀耦合作用下,讨论粉煤灰、硅灰掺量对导电混凝土力学性能与电学性能的影响。综合导电混凝土的力学性能与电学性能衰变定义了服役性能劣化指标。结果表明：掺入粉煤灰和硅灰后提升了导电混凝土在干湿交替和硫酸盐腐蚀下的耐久性和导电稳定性;当粉煤灰和硅灰的总掺量一定时,提高粉煤灰占比能够有效降低干湿交替和硫酸盐腐蚀造成的强度损失,并提高导电混凝土的导电稳定性。     

混凝土硫酸盐腐蚀加速试验制度的评价

采用同一强度等级、同一尺寸的混凝土试件进行不同干湿循环制度的加速硫酸盐腐蚀试验,寻求适合于试验室进行的快速硫酸盐腐蚀干湿循环制度。结果表明:混凝土在制度2下,ω1能反映混凝土性能劣化或失效的过程,ω2也能反映混凝土性能劣化的状态,ω1和ω2对混凝土性能劣化状态的评定结果一致性较好;在实验室进行混凝土耐久性检测时,采用制度2能够有效缩短试验时间,较早得到试验结果,推荐在实验室进行混凝土耐硫酸盐腐蚀性预测实验时使用制度2的干湿循环。     

受损混凝土抗硫酸盐腐蚀性能

采用干湿循环的实验方法研究了C30基准混凝土及损伤度为0-0．1、0．1-0．2、0．2-0．3的受损混凝土试件抗硫酸盐腐蚀性能。以质量变化率和相对动弹模量作为评价指标,分析了损伤度对混凝土抗硫酸盐腐蚀性能的影响。结果表明：受损混凝土抗硫酸盐腐蚀性能变差,与基准混凝土相比,损伤度为0-0．1的混凝土试件抗硫酸盐腐蚀性能...     

机制砂岩性与级配对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响

为了探究不同岩性、不同级配机制砂对混凝土性能的影响,对三种不同岩性机制砂混凝土及天然河砂混凝土的工作性和抗压强度进行研究。此外,对比分析了四种混凝土在干湿循环制度下的抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明,天然河砂混凝土的工作性优于机制砂混凝土,钙质机制砂混凝土的工作性略好于硅质机制砂混凝土。机制砂混凝土的抗压强度优于天然河砂混凝土,在硫酸盐侵蚀循环作用下的力学性能变化趋势与天然河砂混凝土基本一致。在相同级配条件下,机制砂混凝土的抗蚀系数高于天然河砂混凝土;机制砂岩性并不会对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能带来负面影响。级配良好的机制砂可以增强混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀性能。     

干湿交替对硫酸盐侵蚀喷射混凝土损伤层试验研究

为了研究硫酸盐侵蚀后喷射混凝土表面损伤层厚度变化,试验采用干湿交替方法,对同配合比普通混凝土、喷射混凝土及钢纤维喷射混凝土进行硫酸盐侵蚀,利用超声波平测法对试件表层声时进行测定,采用回归方法对试验数据进行拟合,得出试件损伤层厚度.同时,对不同侵蚀龄期试件相对动弹性模量、质量损失率及力学性能进行测试,研究损伤层与试件性能之间关系.结果表明:随着干湿交替次数增加,试件表层超声波波速降低,试件密实度下降,损伤层厚度增大;试件相对动弹性模量、质量损失率随着损伤层厚度增大而增大,试件力学性能随着损伤层厚度增大而减小,但均与损伤层厚度呈指数关系,用损伤层厚度表征试件硫酸盐侵蚀具有较好相关性.     

聚丙烯纤维对混凝土耐硫酸盐腐蚀性能的影响

采用一种新的混凝土耐硫酸盐腐蚀试验方法,通过测试混凝土质量腐蚀系数、抗压强度腐蚀系数和抗拉强度腐蚀系数,研究掺加不同种类聚丙烯纤维的纤维混凝土耐硫酸盐腐蚀性能.研究结果表明,相同配比纤维混凝土抵抗(NH4)2SO4溶液侵蚀能力远远低于Na2SO4溶液,而纤维的掺入明显改善了混凝土的耐硫酸盐腐蚀能力;单掺聚丙烯细纤维的混凝土质量损失最少;混掺聚丙烯网状纤维和钢纤维的混凝土抗压强度损失最少;混掺聚丙烯粗纤维和钢纤维的混凝土抗拉强度损失最少.     

钢纤维与仿钢纤维增强混凝土性能研究

本文通过在混凝土中掺加不同种类、不同掺量的钢纤维和仿钢纤维,研究其对混凝土的工作性能、抗压强度、抗折强度及抗裂性能的影响。研究表明：钢纤维和仿钢纤维均可以显著提高混凝土的抗折强度,使混凝土在受到力学破坏后的试件形态完整度更好,并且在混凝土受力变形后起到的桥接作用,混凝土没有出现完全的断裂和折断。纤维混凝土综合力学性能优异顺序为：端钩型钢纤维＞粗合成仿钢纤维＞铣削型钢纤维＞竹节型仿钢纤维,在应用中应综合考虑,选择合适的纤维种类。     

干湿循环与盐湖卤水侵蚀共同作用下喷射混凝土的劣化及其机理

通过对比普通混凝土、普通喷射混凝土和钢纤维喷射混凝土在(干湿循环+盐湖卤水侵蚀)共同作用下的外观形貌、抗压强度、物相组成和微观结构,研究了喷射混凝土的劣化及其机理.结果表明:(干湿循环+盐湖卤水侵蚀)150次时,普通混凝土外观形貌破损严重,喷射混凝土外观形貌较完整;普通混凝土抗压强度＜普通喷射混凝土＜钢纤维喷射混凝土;钢纤维喷射混凝土表层微观结构较为致密且存在CH,侵蚀产物石膏在侵蚀后期发生了二次反应;其劣化侵蚀机理包括NaCl、MgCl2、Na2SO4和MgSO4的物理结晶侵蚀及碳酸盐、硫酸盐和镁盐的化学侵蚀,但未发现氯盐的化学侵蚀产物,而喷射混凝土中还发生碳硫硅钙石型硫酸盐侵蚀.     

高性能混杂纤维增强膨胀混凝土在硫酸镁溶液中的抗腐蚀性能

采用自然浸泡和于湿循环的方法,研究了粉煤灰混凝土(FAC)、高性能混凝土(HPc)和高性能混杂纤维增强膨胀混凝土(mPHFREC)在5％硫酸镁溶液中的相对动弹性模量变化和质量损失规律.实验结果表明:硫酸镁环境对混凝土具有严重腐蚀性;干湿循环加速混凝土的表面剥落,对混凝土的抗硫酸镁腐蚀性能有劣化作用.在5％硫酸镁中自然浸泡,HPHFREC2具有优良的抗腐蚀性能,三元纤维混杂起到良好的增韧阻裂作用;在干湿循环+硫酸镁双重破坏因素作用下,HPC有较好的抗腐蚀性能,而HPHFREC的纤维增强效果不佳,表面剥落严重,抗腐蚀性能不理想.     

硫酸盐腐蚀对混杂纤维混凝土弯曲韧性的影响研究

为了研究混杂纤维混凝土经硫酸盐腐蚀后的弯曲性能,首先对不同掺量的聚乙烯纤维(PE)与聚丙烯粗合成纤维(HPP)混凝土进行了硫酸盐干湿循环腐蚀和长期浸泡腐蚀试验,然后以三分点弯曲试验为基础,结合美国ASTMC1018和奥地利ORS评价方法,对比分析了混杂纤维混凝土在硫酸盐腐蚀前后其弯曲韧性变化及最佳纤维掺量.结果表明,纤维的掺入使得混凝土的破坏类型发生了变化,破坏时的最大荷载和挠度均明显增大,混凝土I5、I10、I20、R5,10和R10,20显著提高,韧性水平也明显高于普通混凝土;在硫酸盐腐蚀作用后不同纤维掺量的混凝土其弯曲韧性均出现了不同程度的下降,其中干湿循环腐蚀条件下比长期浸泡腐蚀条件下的混凝土的弯曲韧性受损更为严重;聚乙烯纤维(PE)与聚丙烯粗合成纤维(HPP)掺量为0.8％～1.2％的混凝土在经受450d长期浸泡腐蚀作用后的I5、I10与R5,10值分别提高了32.2％、19.6％和6.8％,具有良好的耐硫酸盐腐蚀性能和弯曲韧性.     

硫酸钠和硫酸镁溶液中混凝土腐蚀破坏的机理

通过干湿循环的实验室加速腐蚀,探索混凝土在硫酸钠或硫酸镁溶液中的腐蚀破坏机理.测试了腐蚀破坏过程中混凝土的抗压强度、抗折强度、超声波在混凝土中的传播速度以及饱和面干吸水率,同时还分析了不同腐蚀阶段水化产物的微观结构.结果表明:混凝上的硫酸盐腐蚀破坏是一个复杂的物理化学过程,不同种类的硫酸盐溶液中混凝土的破坏机理不尽相同.在腐蚀后期硫酸钠溶液中混凝土各性能指标的变化幅度比在硫酸镁溶液中的大,这是经过一段时间的干湿循环之后化学侵蚀与物理作用即盐的结晶相互作用的结果.     

盐冻融与干湿作用下沥青混凝土的高低温力学性能分析

制备了沥青混凝土样品,并进行了不同次数的盐冻融干湿循环试验。在此基础上,测试了沥青混凝土的高温车辙深度、动稳定度和低温抗弯拉强度,得到了车辙深度、动稳定度和抗弯拉强度随盐冻融干湿循环次和盐浓度的变化规律,研究了盐冻融与干湿作用下沥青混凝土的高低温力学性能。研究结果表明:(1)沥青混凝土60min车辙深度随盐浓度的增加和冻融循环次数的增多而呈线性增长的趋势;(2)沥青混凝土的抗高温变形能力随盐冻融干湿循环次数的增多而逐渐弱化;(3)沥青混凝土的抗弯拉强度经历9次和15次盐冻融干湿循环后分别下降22%~26.4%和42.6%~51.5%;(4)冻融干湿循环次数一定时,沥青混凝土的抗弯拉强度随盐浓度的增加而缓慢下降,并且当盐浓度达到12%时,沥青混凝土的抗弯拉强度减小就很不明显。     

粉煤灰混凝土在硫酸盐环境中的动弹性模量研究

以内掺粉煤灰制成的混凝土作为研究对象,在水中和不同浓度硫酸钠溶液中分别进行干湿循环后,通过对相对动弹性模量损失率的测量,说明掺加粉煤灰的高性能混凝土对硫酸盐侵蚀有较好的抵抗性能。     

集料中石盐对混凝土耐久性的影响

集料中掺杂的石盐会使混凝土表面形成黑斑,通过干湿循环、碱-集料反应、冻融循环、钢筋锈蚀等几个方面的试验,研究了集料中石盐对混凝土耐久性的影响.结果表明,干湿循环过程中NaCl结晶可使混凝土表面砂浆剥落,表面的石盐逐步迁移出混凝土,试件的体积没有明显变化.内部的石盐颗粒溶解与试验条件有关,当石盐溶解使砂浆中Cl-浓度达到一定值时,混凝土的抗冻性下降,碱-集料反应过程中膨胀率增大,同时可能引起钢筋锈蚀.     

基于不同胶凝材料钢筋混凝土耐腐蚀性试验研究

针对混凝土结构中钢筋的锈蚀问题,以普通硅酸盐水泥和镁水泥作为胶凝材料,制作了钢筋裸露和涂有环氧树脂涂层的4种钢筋混凝土试件,将其浸泡在氯盐、硫酸盐及镁盐的耦合溶液中,利用电化学方法得到极化曲线和交流阻抗谱,通过塔菲尔外推法进行非线性最小二乘法拟合计算得到腐蚀电流密度、腐蚀电位、腐蚀速率等相关评价指标来衡量混凝土中钢筋锈蚀情况.结果表明:长期浸泡在耦合盐溶液中,普通硅酸盐水泥和镁水泥钢筋混凝土试件都发生了较严重的腐蚀,普通硅酸盐水泥的抗腐蚀性优于镁水泥;在钢筋表面涂有GHT涂层可极大地降低钢筋的腐蚀速率;镁水泥GHT涂层混凝土试件的抗腐蚀性能劣于硅酸盐GHT涂层混凝土试件但优于硅酸盐裸露钢筋混凝土.