粉煤灰引气混凝土冻融循环后性能的试验研究

研究了粉煤灰引气混凝土在冻融循环后的性能,主要测定了其不同冻融循环次数下的质量损失、动弹性模量和抗压强度。通过快速冻融的方法,对在水中的混凝土试件进行了300次冻融循环试验研究,探讨了混凝土引气剂掺量、粉煤灰掺量和水胶比等因素对混凝土抗冻性能的影响。对试验结果进行了分析,为在冻融环境下混凝土水胶比、粉煤灰掺量和引气剂掺量的选择提出了建议,这些结论也为有抗冻要求的混凝土结构进一步的研究提供了试验依据和参考。     

冻融环境下沙漠砂对混凝土轴心受压力学性能的影响

为研究沙漠砂对混凝土抗冻性能的影响,采用快速冻融方法,进行掺沙漠砂混凝土冻融后轴心抗压强度试验,得到不同冻融循环作用下掺沙漠砂混凝土破坏特征和应力-应变曲线,分析不同冻融循环下掺沙漠砂混凝土表面损伤特征、质量损失率、动弹性模量损失率和超声波波速损失率的变化规律.结果表明:随着冻融循环次数增加,掺沙漠砂混凝土质量损失率变化较小,动弹性模量损失率、超声波波速损失率、相对峰值应变和极限应变均增大,相对峰值应力和横向变形系数均减小,弹性模量先增大后减小;在相同冻融循环次数下,掺沙漠砂混凝土弹性模量损失率、超声波波速损失率和相对峰值应变均小于普通混凝土,相对峰值应力、横向变形系数和弹性模量比普通混凝土高.采用过镇海提出的单轴受压本构模型拟合得到应力-应变全曲线方程,分析冻融循环对应力-应变曲线控制参数的影响,可对沙漠砂混凝土结构的抗冻性能进行分析.     

干湿-冻融交替作用下硅灰混凝土耐久性分析

为探究硅灰混凝土在冻融条件下硫酸盐腐蚀抗压强度损失规律，在水胶比(W/C=0.37)相同的条件下，对硅灰掺量为0%、5%、10%、15%的混凝土分别进行5%硫酸盐干湿侵蚀、清水冻融循环及5%硫酸盐干湿侵蚀+冻融循环各75 d,研究不同试验条件、不同天数下的抗压强度变化。结果表明：3种试验中，强度损伤度由大到小为干湿+冻融>冻融>干湿，干湿+冻融双重作用对混凝土强度的劣化有促进作用；且随着天数的增加混凝土抗压强度损失速率加快，在0%和5%硅灰掺量60 d、干湿+冻融双重作用下混凝土强度损失出现超叠加效应，硅灰掺量的提高使混凝土强度的损失速率变慢。     

废旧沥青混合料为骨料的碱激发矿渣混凝土制备与性能研究

以废旧沥青混合料(RAP)为骨料,采用氢氧化钠和水玻璃复合激发剂,制备了碱激发矿渣混凝土,研究了激发剂掺量(碱当量)、矿渣粉用量和表面活性剂对RAP骨料碱激发混凝土性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)观察了冻融前后RAP骨料碱激发混凝土的微观结构。结果表明,随激发剂掺量增加,RAP骨料碱激发混凝土抗压强度升高,但激发剂掺量过多,会降低混凝土的和易性,适宜的碱当量为6%,所制备的RAP骨料碱激发混凝土的28 d抗压强度达到33.1 MPa;采用表面活性剂可有效提高RAP骨料碱激发混凝土抗压强度和抗冻性,SEM观察发现,表面活性剂明显减少了RAP骨料碱激发混凝土冻融循环过程中裂缝的形成,这表明表面活性剂有效改善了RAP骨料与碱激发胶凝材料的界面粘结。     

钢纤维混凝土抗冻性能试验研究

为了研究钢纤维混凝土的抗冻性能,采用快冻法进行了0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%五种不同钢纤维掺量的混凝土在水中和3.5%氯化钠溶液中冻融试验。通过分析冻融循环次数和钢纤维体积率对钢纤维混凝土冻融后质量损失、劈裂强度损失和相对动弹性模量变化的影响,分析了冻融环境下钢纤维对混凝土的增强机理。并且用压汞法和SEM从微观上研究了钢纤维混凝土的孔径分布特征,讨论了微观结构对其抗冻性能的影响。研究表明,在冻融循环作用下掺入适量的钢纤维能够减小混凝土内部的孔隙率、增加密实度,有效阻止混凝土内部微裂缝的产生与发展,提高混凝土的抗冻性能。钢纤维掺量对混凝土抗冻性影响显著,掺量为1.5%时,钢纤维对混凝土抗冻性能改善效果最好。     

冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土的粘结性能

通过对内贴应变片钢筋的直接拔出试验,分析冻融作用下粉煤灰掺量对钢筋与粉煤灰混凝土间粘结性能的影响,得出冻融循环作用对钢筋与粉煤灰混凝土之间粘结性能的影响规律。试验结果表明：钢筋与粉煤灰混凝土的粘结强度随粉煤灰掺量的增加而降低;当粉煤灰掺量一定时,随着冻融循环次数的增加,混凝土强度有所下降,钢筋与粉煤灰混凝土间极限粘结强度降低;当粉煤灰掺量较大,达到40%时,随冻融次数的增加,钢筋粉煤灰混凝土试件极限粘结强度的下降幅度明显减缓,极限粘结强度对应的滑移量增大。表明掺入较多粉煤灰可使试件的冻融损伤现象得到缓解,冻融环境下钢筋混凝土的粘结性能得到提高。     

C30再生粗骨料混凝土的抗冻耐久性试验研究

为了研究再生粗骨料混凝土的抗冻耐久性,以C30再生混凝土为试验材料,对比分析了再生粗骨料掺量为0,25%,50%,75%和100%的再生混凝土在冻融循环试验中质量损失、动态弹性模量、超声波波速和立方抗压强度4项性能的演变规律,以及在单轴压缩试验中的应力-应变曲线。结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土的质量先增加后减小,动弹性模量、立方体抗压强度和超声波波速逐渐减小;粗骨料掺量为50%的再生混凝土和普通混凝土的抗冻耐久性能相当,优于其他掺量再生混凝土抗冻耐久性。     

普通混凝土抗冻耐久性研究

以水灰比为0.60,0.55,0.50,0.45和0.40的普通混凝土抗冻耐久性为研究内容,用混凝土相对动弹性模量和质量损失率来表征冻融过程中性能劣化状况.通过试验得出：随着冻融循环次数的增加,相对动弹性模量基本上呈直线变化,而质量损失率在循环初期,随水灰比不同,呈不同变化趋势,后期质量都减小.     

钢纤维混凝土冻融后的力学性能研究

为了研究钢纤维混凝土的抗冻性能,通过对比不同钢纤维体积率和冻融循环次数的混凝土,测定各种掺量钢纤维混凝土冻融后的质量损失及相对动弹模损失率,分析钢纤维掺量及冻融循环次数对混凝土的抗压、抗折强度的影响,进行了钢纤维混凝土在冻融循环作用后的力学性能研究。试验结果表明,掺入钢纤维后对冻融循环作用下的混凝土的抗压强度影响较小。当冻融循环次数较少时,掺入钢纤维后混凝土的抗折强度有较明显的提高;当冻融循环次数增多时,钢纤维对混凝土的增强作用较小。     

盐沼泽区冻融作用下桥梁桩基腐蚀损伤模拟试验

为探究高寒盐沼泽区冻融循环作用下桥梁桩基的腐蚀损伤,采用室内模拟试验,模拟在养护冻融循环条件下不同桩基混凝土配合比与不同复合盐溶液体积浓度对桩基混凝土抗侵蚀性能的影响,通过对桩基混凝土外观、质量、抗压强度、动弹性模量以及微观SEM测定的方法,分析桩基础的腐蚀损伤机理。结果表明:不同桩基混凝土配合比对桩基础的抗侵蚀性能有严重影响,当在桩基混凝土中加入粉煤灰、硅灰和膨胀剂（配比Ⅲ）时,其相对动弹性模量减小不到10%,抗侵蚀系数稳定大于0.9,质量损失小于5%,桩基混凝土表面只有轻微脱落现象,能够提升桩基础抗侵蚀性能;在不同体积浓度的复合盐溶液中浸泡,桩基混凝土在冻融循环的条件下表现出不同程度的腐蚀情况,体积浓度越大,复合盐离子相互抑制作用越明显,桩基混凝土腐蚀情况减弱,当体积浓度达到15.4%时,质量损失出现负增长。由微观SEM测试结果,钙矾石、硅灰石膏、Friedel盐是导致桩基混凝土腐蚀损伤的主要产物;建议选用桩基础的设计年限折减系数为0.6,可防止冻融循环对基准体积浓度溶液腐蚀下的桩基础设计年限的不利影响。     

包浆再生粗骨料对自密实混凝土力学性能及抗冻性的影响

通过自密实包浆再生骨料混凝土力学性能及快速冻融循环试验,从试件的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及冻融后试件的质量损失率、抗压强度损失率及相对动弹性模量角度研究了再生粗骨料包浆对自密实再生混凝土性能的影响,结合SEM电镜试验从微观上分析了骨料包浆对混凝土抗冻性能的改善机制.结果 表明:普通混凝土和再生混凝土的劈裂抗拉强...     

Freeze-thaw Resistance of Concrete in Seawater

The effect of freeze-thaw cycles in seawater on the performance of concrete was studied in this paper. Concrete samples with different water binder ratio and different component were prepared,and were then put into fresh water and synthesized seawater. After the experiments of freeze-thaw cycles,the mass loss,relative dynamic elastic modulus (RDEM) and compressive strength of each sample were tested. The results obtained reveal that with the increase of the water binder ratio,the resistance ability of freeze-thaw impact in seawater of concrete decrease dramatically. When the concrete contain 15% fly ash and 20% slag,its resistance ability to the freeze-thaw impact in seawater is the optimal. Compared to the seawater corrosion,the impact of freeze-thaw cycles to the properties of concrete is severer.     

机场道面除冰液作用下大掺量粉煤灰混凝土的抗冻性

通过大掺量粉煤灰混凝土（HFCC）试件在质量分数为3．59／6,12．5％,25％机场道面除冰液（CMA溶液）、质量分数为3．5％的NaC1溶液、质量分数为3．5％的飞机除冰液（AD溶液）、质量分数为25％的商品飞机除冰液与水中快速冻融试验,获得了冻融过程中HFCC的质量损失率和相对弹性模量的变化规律。结果表明：在质量分数为3．5％的介质中,HFCC在NaCl溶液中的冻融破坏以表面剥落为主,在AD,CMA溶液中以内部冻融损伤为主;与水中冻融条件相比,质量分数为3．5％的CMA溶液延缓了HFCC的冻融破坏作用;HFCC在CMA溶液作用下的冻融破坏与其质量分数密切相关,CMA溶液质量分数越高,HFCC的冻融破坏作用越小,当CMA溶液的质量分数在12．5％以上时,即使经受600次快速冻融循环,其质量损失率和相对动弹性模量损失均很小;在质量分数为25％的冻融介质中,HFCC在商品飞机除冰液中的抗冻性较差,在机场道面除冰液中抗冻性较好;HFCC完全能够应用于较高质量分数CMA溶液进行冬季除冰雪作业的水泥混凝土机场跑道。     

Deterioration of dynamic mechanical property of concrete with mineral admixtures under fatigue loading

The dynamic mechanical property of concrete is one of the key parameters, which greatly influences durability of infrastructures subjected to continuous heavy loading, such as girder and track slab of high-speed railway foundation structure. This paper reports serials of experiments designed to investigate the deterioration of dynamic mechanical properties of different concretes under fatigue loading condition. Four parameters including relative dynamic elastic modulus (RDEM), relative dynamic shear modulus (RDSM), relative compressive strength (RCS) and water absorption (WA) of concrete were evaluated to assess the dynamic properties and microstructures of concretes. Results show that the fatigue stress levels and fatigue cycle durations significantly influence the dynamic mechanical properties of concrete including dynamic elastic modulus and dynamic shear modulus. Addition of proper mineral admixture can improve the dynamic mechanical characteristics of concrete and increase its resistance against the fatigue loading effect. Keeping the amount of mineral admixture in concrete constant, its dynamic mechanical property with fly ash is lower than that with fly ash and silica fume. The water absorption in concrete, which is an indirect parameter reflecting capillary porosity, increases evidently after bearing fatigue-loading. There is a close correlation between the deterioration of dynamic mechanical property and the increasing of water absorption of concrete. This indicates that the damage of microstructure of concrete subjected to fatigue loading is the indispensable reason for the decay of its dynamic mechanical performance.     

动荷载下粉煤灰土冻融损伤特性试验

为研究粉煤灰土作为路基填料的动力特性,通过粉煤灰土冻融循环后的动三轴试验,得出了动强度与冻融循环次数的关系,动模量与冻融循环次数的关系及动模量损伤数学模型,与试验对比结果表明:冻融循环次数与初始动模量预测粉煤灰土路基的动力性能指标的变化,模型具有较高的精度.有助于评估冻融循环对粉煤灰土路基使用寿命的影响.     

冻融循环对粉煤灰土动强度的影响

根据粉煤灰土和粉质黏土经过冻融循环后动强度的对比试验,对粉煤灰土和粉质黏土的动强度做出了定量分析。试验发现,冻融循环影响粉煤灰土的强度特性,经过1次冻融循环后,粉煤灰土的强度明显降低,但是粉煤灰土的动强度下降率低于粉质黏土的下降率。随着冻融循环次数的增加,粉煤灰土的动强度逐渐衰减,经历4~5次冻融循环的粉煤灰土的动剪强度趋于稳定,且高于粉质黏土,在季节性冻土地区可以减轻公路的冻害。     

Grey clustering theory to assess the effect of mineral admixtures on the cyclic sulfate resistance of concrete

Concrete specimens made with ordinary portland cement or ordinary portland cement incorporating fly ash with the replacement of 10% or 20%, ground blast furnace slag with the replacement of 15% or 30%, or 15% fly ash and 15% ground blast furnace slag were made and exposed to a cyclic sulfate environment. Concrete properties including relative dynamic elastic modulus, chloride ion diffusion coefficient, compressive strength and flexural strength were measured. Effect of mineral admixtures on the cyclic sulfate resistance of concrete was assessed based on the grey clustering theory. The experimental results indicate that the cyclic sulfate resistance of concrete incorporating ground blast furnace slag belongs to the higher grey grade, which exhibits that it possesses excellent cyclic sulfate resistance. With increasing addition of fly ash, the cyclic sulfate resistance of concrete changes from the medium grey grade to the lower grey grade, which shows that incorporation of fly ash is disadvantageous for the cyclic sulfate resistance of concrete.     

冻融作用对混凝土跨海大桥桥墩稳定性影响研究

北方海域海水冻融作用对混凝土跨海大桥的安全稳定性具有重要的影响,针对该问题,通过室内冻融试验研究得出了青岛海湾大桥桥墩混凝土在冻融循环作用下的极限抗压强度及其峰值应变、极限抗拉强度、弹性模量等力学性能指标随不同冻融循环次数的衰退规律,并推导出混凝土冻融损伤本构方程.根据室内外试验的对比关系,得出了桥墩混凝土结构各力学性能指标随结构服役时间的退化规律及不同服役期内混凝土的冻融损伤本构方程.建立了青岛海湾大桥沧口段航道桥过渡墩基础的3维有限元模型,应用非线性理论对过渡墩基础进行了数值分析,得出了不同服役期内该混凝土过渡墩基础的最大应力与最大竖向位移的产生位置及其随时间的变化趋势,并分析了其安全性规律,得出了若干结论,可为工程前期设计及后期维修加固提供一定的参考依据.