冻融与硫酸盐侵蚀耦合作用下再生混凝土劣化规律

采用快冻法,对再生骨料取代率为30％的混凝土分别在3％Na2SO4,5％Na2SO4,10％Na2SO4(质量分数)溶液以及水中的冻融情况进行试验,试验过程中测试了再生混凝土质量变化、相对动弹性模量、抗压强度损失及损伤层厚度,分析了再生混凝土在冻融与Na2SO4溶液耦合作用下的损伤机理,建立了再生混凝土的冻融损伤模型,利用模型预测了再生混凝土的抗冻寿命.结果表明:再生混凝土在5％Na2SO4溶液中冻融损伤最严重;再生混凝土在10％Na2SO4溶液中的冻融损伤大于在3％Na2SO4溶液和水中的冻融损伤;再生混凝土的相对动弹性模量变化和损伤层厚度的变化相关,可以利用相对动弹性模量表示再生混凝土的内部损伤;曲线模型可以较好表征再生混凝土在硫酸盐环境下的冻融损伤,在5％Na2SO4溶液中,再生混凝土的抗冻寿命最差.     

冻融作用下活化煤矸石粉混凝土损伤劣化规律

为促进寒冷地区煤矸石在混凝土中的应用,通过机械-微波方式对煤矸石进行复合活化,从表观形貌、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和劈裂抗拉强度等方面对煤矸石粉混凝土的损伤劣化规律进行了研究,并使用扫描电子显微镜、核磁共振波谱仪和X射线衍射仪等研究了活化煤矸石粉对混凝土抗冻性能的改性机理。结果表明:20%(质量分数)掺量下活化煤矸石粉对混凝土抗冻性能改善效果最好,且经300次冻融循环后,质量损失率和相对动弹性模量分别为2.32%和91.32%,抗压强度和劈裂抗拉强度分别下降了16.40%和26.12%;活化煤矸石粉能填充、细化孔隙,且其二次水化能消耗水泥水化产物Ca(OH)₂,产生C-S-H和C-A-S-H,提升水泥石密实程度,改善孔结构,使大孔占比减少。     

冻融与氯盐耦合作用下超细粉煤灰混凝土抗碳化性能研究

为了研究氯盐与冻融耦合作用下超细粉煤灰混凝土的碳化性能,对不同掺量超细粉煤灰混凝土进行了抗压强度试验、基准碳化试验、冻融-碳化试验和盐冻-碳化耦合试验.结果表明:在标准养护条件下,混凝土试件中掺入少量超细粉煤灰会降低试件本身的抗压强度,但降低幅度不大,而掺入大量的超细粉煤灰其抗压强度下降比较明显.干燥养护下,掺入超细粉...     

混凝土氯盐盐冻的研究进展

氯盐作为最主要的除冰盐广泛运用于混凝土路面的除冰融雪。一方面氯盐有益于清除冰雪,另一方面在冻融循环下,氯盐将引起混凝土路面的破坏。本文综述了氯盐冻融对混凝土的影响并对其发展进行了展望。     

海水环境下矿渣再生混凝土的劣化规律研究

以人造海水为侵蚀介质,采用干湿循环方法对矿渣掺量分别为0、10％、20％、30％及40％的C30级再生混凝土试件进行海水侵蚀试验,研究了再生混凝土试件的质量损失、抗压强度以及相对动弹性模量的侵蚀劣化规律.试验结果表明:随着干湿循环次数的增多,再生混凝土的表观质量和力学性能呈现下降趋势;同强度等级的再生混凝土在矿渣粉掺量...     

酸雨-冻融耦合侵蚀作用下混凝土性能劣化规律

为研究冻融循环对混凝土酸雨侵蚀的影响,对比了酸雨(4A)、先酸雨后冻融(3A-F)、先冻融后酸雨(F-3A)三种侵蚀作用下混凝土的酸性化深度变化规律及其质量、抗压强度、动弹性模量等性能的劣化规律,分析了冻融循环影响混凝土酸雨侵蚀的微观机理,量化了冻融循环对酸雨侵蚀下混凝土酸性化深度的影响.结果 表明,在3A-F和F-3A侵蚀作用下混凝土的酸性化深度要远大于4A侵蚀,混凝土的质量、抗压强度与动弹性模量等性能的劣化也要比4A制度严重得多,说明冻融循环加速了酸雨对混凝土的侵蚀速率;冻融循环使混凝土内部出现连通裂纹,增大了H+的迁移速率,从而加速酸雨侵蚀;引入冻融循环对混凝土酸性化的影响系数,发现冻融循环次数越多,冻融循环对混凝土酸雨酸性化的影响越大,3A-F和F-3A两种耦合侵蚀制度下冻融循环对于混凝土酸性化深度的影响系数平均值分别为1.50和1.53.     

再生混凝土冻融损伤可靠性分析

针对再生骨料混凝土受冻融损伤的问题,选取再生粗、细骨料双掺成型再生混凝土,采用快速冻融方法研究其质量损失与相对动弹性模量变化的规律,基于Weibull概率方法以质量损失和相对动弹性模量为指标建立损伤模型进行冻融可靠度分析.结果 表明,在冻融循环下质量损失逐渐增大,相对动弹性模量逐渐变小;Weibull概率分布可有效地描述再生混凝土试件抗冻性能退化规律,可靠度指标中,质量损失较动弹性模量更敏感,基于试验数据,运用该方法建立的可靠度函数能够直观反映试件可靠性与冻融循环之间的关系,并反映试件的剩余寿命.     

冻融循环与氯盐侵蚀作用下混凝土的损伤模型

越来越多的研究学者使用残余应变表征由冻融引起的混凝土损伤。本文通过快冻法测试了冻融单因素以及冻融与3.5wt%NaCl溶液侵蚀双因素耦合(盐冻)作用下混凝土的残余应变,并结合残余应变的增长是连续的且符合阻滞模型这一特点,建立了同时符合冻融和盐冻作用的混凝土损伤模型。结果显示,混凝土的残余应变变化规律符合冻融损伤机理,它可以用来表征混凝土的冻融损伤程度;冻融损伤模型对各混凝土损伤程度变量曲线的拟合相关系数均在0.95以上,说明该模型能够较好地反映冻融或盐冻过程中混凝土的损伤程度;该模型结合更加全面系统的试验研究工作可以预测特定环境下服役混凝土的寿命,为有抗冻要求的服役混凝土耐久性设计研究提供了新思路。     

疲劳荷载与环境因素耦合作用下混凝土损伤劣化研究进展

建筑物真实的服役状态是承受的荷载与环境的同时作用.概述了目前关于混凝土在疲劳荷载与环境因素耦合作用下的损伤劣化规律的研究.从材料、结构角度对疲劳荷载和腐蚀介质的耦合作用进行了总结与分析.重点论述了严寒地区桥梁、高速铁路等在疲劳荷载和冻融循环耦合作用下的损伤劣化特征.阐述了目前广泛采用的间接耦合作用方式--交替作用存在的问题,并提出从与材料细观结构密切相关的内应力角度,同时结合疲劳效应解决这一问题的可能办法.     

冻融腐蚀共同作用下浇注式沥青混凝土劈裂抗拉强度演化规律研究

为分析冻融和腐蚀共同作用下浇注式沥青混凝土劈裂抗拉强度的演化规律,采用两种浓度的NaCl和Na2SO4溶液对浇注式沥青混凝土进行了冻融腐蚀试验并在各个冻融腐蚀循环后进行劈裂试验,在试验数据基础上分析了试验现象的机理,建立了劈裂抗拉强度比的演化方程.研究结果表明:在冻融腐蚀共同作用下,浇注式沥青混凝土劈裂抗拉强度出现了降低现象,且下降幅度与腐蚀溶液浓度正相关,Na2SO4溶液比Nacl溶液造成的劈裂抗拉强度损失更大;冻融腐蚀现象的机理是沥青混凝土冻胀、沥青老化、化学腐蚀以及盐分结晶产生的体积膨胀共同作用的结果,建立的演化方程与试验数据高度吻合,能够反映冻融腐蚀共同作用下浇注式沥青混凝土的强度演化规律.     

盐碱与冻融耦合作用下再生混凝土耐久性试验研究

通过再生混凝土在3.5%NaCl、3.5%Na2SO4、3.5%NaCl+3.5%Na2SO4和水四种溶液中的冻融循环试验,分析再生混凝土在同浓度不同种类盐碱溶液中经过不同冻融次数后(N)的质量变化(△m)和动弹性模量变化(△E) ,绘制N-△m和N-△E的曲线.同时,设置单掺10%、20%粉煤灰和2%、4%硅灰为对照组,研究粉煤灰和硅灰组分别在3.5%NaCl和3.5%Na2SO4环境下混凝土的抗冻性能规律.结果表明:氯盐环境中,随冻融次数的增加,混凝土表面剥削、开裂现象明显,质量和动弹性模量损失严重,而硫酸盐环境中,冻融前期混凝土内部生成水化产物使质量增加,表面膨胀开裂,后期质量和动弹性模量急剧下降,与浓度3.5%氯盐盐冻相比,硫酸盐盐冻动弹性模量损失更大.冻融破坏强度由强到弱排序为氯盐冻、硫酸盐冻、复合盐冻、水冻;掺入粉煤灰后,氯盐环境下的混凝土抗冻性反而下降,10%掺量优于20%掺量.掺入硅灰后,硫酸盐环境下再生混凝土抗冻性提高,破坏程度要比水冻小,4%掺量优于2%掺量;最后分析了混凝土腐蚀机理.     

C25再生骨料混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

以配制C25等级再生混凝土为目标,通过试验研究再生粗骨料替代率、粉煤灰掺量对抗压强度和抗氯离子渗透性能的影响.试验结果表明:采用水胶比0.52,砂率38％,掺入10％粉煤灰,配制的C25全再生粗骨料混凝土,可以满足抗压强度及设计使用年限50年作用等级D级氯离子侵入性指标要求.     

花岗岩废料再生混凝土路面砖抗冻融性能研究

采用慢冻法对花岗岩废料再生混凝土路面砖进行50次冻融循环试验,以质量损失与抗压强度作为依据研究影响再生混凝土路面砖抗冻融性变化规律。基于体积膨胀及渗透压理论并结合扫描电镜分析,对比冻融前后再生混凝土路面砖显微结构与水化产物组成,从细微裂缝积累与膨胀性应力作用角度揭示其冻融损伤机理,建立浆体孔隙结构变化模型和浆体浓度差所产生的渗透压模型。研究结果表明,微、细、粗集料分别以20%、30%、50%(质量分数)为最佳取代率的再生混凝土路面砖的质量损失率为1.5%,抗压强度损失率为10.0%,较基准组有所降低,但较大程度上提高了花岗石废料的利用率,且满足试验标准和路用性能的基本要求。微观分析结果表明,浆体水化产物中较高的钙矾石含量使混凝土微裂缝富集,最终形成宏观裂缝导致冻胀破坏,所建立的模型揭示了外界水的侵入引起体积膨胀、毛细孔与凝胶孔中浆体浓度差所产生渗透压引起的膨胀性应力是致使冻融损伤发生的真正原因。     

持续荷载与冻融循环耦合作用下纤维混凝土损伤性能研究

为了研究纤维混凝土在持续荷载与冻融循环耦合作用下的损伤性能,开展了不同压应力水平(0、0.3、0.5)作用下的纤维混凝土冻融循环试验,研究了不同应力水平作用下试件质量损失、相对动弹性模量和抗压强度损失等参数随冻融循环次数的变化规律。结合损伤力学,以超声波波速为损伤变量,分析了冻融损伤与荷载耦合作用的变化关系,并基于Weibull分布建立了冻融损伤预测模型,推导出冻融损伤与抗压强度的演化方程。结果表明,随着冻融循环次数的增加,冻融损伤程度表现出加剧上升的现象,应力水平为0.3的耦合作用能减小纤维混凝土的冻融损伤,应力水平为0.5的耦合作用会进一步加剧纤维混凝土的冻融损伤。建立的损伤预测模型具备较高的可行性,能够较精准预测不同冻融循环次数后的损伤,推导的演化方程相关性较好,能灵活实现损伤与强度之间的转化。     

再生骨料混凝土抗氯离子渗透性能研究进展

氯离子侵蚀是影响混凝土结构耐久性的主要因素之一,再生骨料要作结构性材料,须明确再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性能.从界面过渡区特征分析了再生混凝土中氯离子的渗透机理,综述了再生骨料取代率、水灰比、掺合料、施工工艺、应力水平等因素对再生混凝土抗氯离子渗透性能的影响,并阐述了再生骨料强化对再生混凝土抗氯离子渗透的改进效果.最后指出需进一步研究多因素耦合作用下再生混凝土的抗氯离子渗透性能.     

透水混凝土冻融剥蚀成因分析

为探究透水混凝土冻融剥蚀是否来自水泥浆体劣化,选取2.5～10.0 mm粒径骨料,制备了水灰比为0.31的透水混凝土及同水灰比的水泥石,测量二者冻融循环下质量、强度及透水混凝土相对动弹性模量变化.采用压汞法(MIP)测量水泥石冻融循环下孔结构特征参数及孔径分布变化,并通过扫描电镜(SEM)观察透水混凝土骨料水泥界面形貌...     

约束作用对再生混凝土性能改善研究

从组合结构角度出发,在文献分析的基础上对再生混凝土进行了试验验证,分析表明,再生混凝土在约束作用下的强度得到了很大的提升,变形性能也得到良好的改善,收缩和徐变也由于约束材料将内部混凝土和外界隔离而减小。     

掺合料对再生混凝土强度和耐久性的影响

对掺入磨细掺合料的再生混凝土的抗压强度及抗渗性、抗冻性、抗碳化等耐久性能进行了研究。结果表明,适量磨细粉煤灰掺入再生混凝土中对混凝土抗压强度及耐久性能影响不大;将磨细粉煤灰与矿渣混掺可以发挥复合效应,提高掺合料的活性,改善再生混凝土的性能。     

再生混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度相关性研究

通过调整水胶比、再生集料掺量、胶凝材料用量、再生集料最大粒径,根据再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度的测试结果,研究了再生混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度的相关性,并初步探讨了再生混凝土的劈裂抗拉强度计算公式。