冻融循环下再生混凝土孔隙分布变化及其对抗冻性能的影响

为研究冻融循环下再生混凝土孔隙分布变化对抗冻性能的影响,选取再生骨料取代率为0%、50%、100%的三组混凝土进行冻融循环试验,基于核磁共振(NMR)技术,监测混凝土冻融破坏过程中内部孔隙结构的分布和变化情况.结果表明:冻融循环试验中,普通混凝土和50%取代率的再生混凝土抗冻性能相近,孔隙扩展不明显,而全取代再生混凝土内部孔隙扩展情况显著,混凝土抗冻性能明显降低;核磁共振测得的混凝土内部孔隙分布变化和孔隙体积变化率参数,能够很好的反映混凝土的抗冻性能,可以作为评判混凝土结构抗冻性的重要指标之一.     

不同掺合料的透水混凝土冻融循环性能研究

透水混凝土的冻融破坏一直是一个影响其在北方地区大规模推广的严重问题,为解决这些问题,分别用粉煤灰、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)乳胶和聚乙烯纤维作为掺合料,通过用掺合料置换透水混凝土混合物中不同比例的水泥来分析掺合料比例的影响,对透水混凝土的渗透性、抗压强度等基本物理性能作了验证试验,采用快冻法以质量损失率和相对动弹模量来评价透水混凝土的冻融循环性能.试验结果表明,不同掺合料对透水混凝土的冻融循环性能均有一定的有利作用,但影响程度和作用机理不同.     

纤维混凝土抗冻性能及损伤劣化模型研究

为了提高寒冷地区建筑的安全性和使用寿命等问题,通过分析不同纤维、粉煤灰掺量的混凝土试件在相应冻融次数下的质量损失率、相对动弹性模量及强度(抗压强度、劈裂抗拉强度)变化规律,研究掺入纤维的比例对混凝土抗冻性的影响.结果 表明:掺入钢纤维(SFs)和PVA纤维时,抗压强度、劈裂抗拉强度显著提高,在冻融次数相同的情况下,掺量与强度呈正相关;随着冻融次数的增加,质量损失率曲线先下降后上升,相对动弹性模量曲线呈下降趋势,掺入4％(质量分数)的SFs及0.05％(质量分数)的PVA纤维时,混凝土试件抗冻性能最优;掺入适量粉煤灰可有效改善混凝土质量、动弹性模量及强度损失.基于相对动弹性模量、强度数据建立冻融循环损伤模型来评价纤维混凝土的损伤程度,选用二次函数衰减模型进行数据拟合,发现建立的模型拟合程度较高,可有效反映冻融循环作用下纤维混凝土的冻融损伤程度.     

纤维掺加方式对混凝土抗冻性能的影响

为研究不同纤维掺加方式下混凝土冻融损伤的相关性能,选取钢-聚丙烯纤维混凝土进行快速冻融循环试验.试验结果表明:混凝土抗冻性能随纤维掺加方式不同而有差异,纤维混凝土损伤随冻融循环次数的增加逐渐积累,动弹性模量、抗压强度、抗折强度也不断下降,层布式混杂纤维成型混凝土抗冻损伤劣化性能更优.结合评价指标分析了纤维混凝土的劣化过程,通过SEM分析了其微观结构;对比分析,层布式混杂纤维混凝土的抗冻性较整体式混杂纤维混凝土好.     

引气纤维混凝土微观结构及抗冻性能的试验研究

采用SEM和BET试验,研究分析了聚丙烯纤维混凝土和纤维素纤维混凝土的微观结构特征.开展了混凝土冻融循环试验,研究分析了两种纤维混凝土的抗冻耐久性能退化规律,并探讨了纤维改善混凝土抗冻性能的机理.研究表明,纤维与水泥石的界面区是硬化混凝土微观结构中的薄弱环节.随着混凝土龄期的增长,纤维与水泥石的界面区逐渐致密,硬化水泥浆体的孔隙不断减少,龄期84 d时,两种纤维混凝土的总孔体积均小于普通混凝土.纤维减小了混凝土内部的静水压和渗透压,抑制了混凝土的冻融损伤,减小了混凝土冻融循环后的质量损失以及动弹模量损失.     

掺加碳纳米纤维提高桥梁混凝土抗冻防腐性能的研究

碳纳米纤维混凝土是将碳纳米纤维用分散剂分散后掺入到水泥混凝土当中经过配合比设计之后制作的混凝土材料.碳纳米纤维水泥混凝土具有良好的耐腐蚀性以及抗冻融循环剥蚀性能,适宜用于沿海以及西部盐碱地区的公路桥梁的下部结构.     

玄武岩纤维掺量对混凝土力学性能的影响

研究了掺入0．05％～0．35％的玄武岩纤维对混凝土的抗压强度,劈裂抗拉强度以及弯曲性能的影响,并采用扫描电镜对纤维在混凝土中的微观作用机理进行了分析。结果表明,当纤维的掺量在0．3％以内时,混凝土3 d、7 d、28 d的抗压、抗拉强度都有不同程度的提高,当掺量超过0．3％时,混凝土28 d的抗压、抗拉强度开始下降,且掺量越大,强度下降的也越多;弯曲试验结果表明,掺入0．05％～0．25％的玄武岩纤维后,混凝土的抗折强度平均提高7．96％,掺量为0．2％时,抗折强度提高17．0％,且掺入玄武岩纤维后,混凝土的应力-应变曲线有了明显的屈服点,混凝土的极限拉伸值增大,弹性模量降低,刚度减小,延性与柔性增加,混凝土的抗裂性增加,使用寿命延长。     

复合纤维对严寒地区混凝土抗冻性能的影响研究

为了研究严寒地区混凝土的抗冻性能,制备了5种不同聚丙烯纤维和钢纤维掺加的混凝土试件,测试了混凝土试件的抗压强度、抗折强度、质量损失率和动弹性模量,分析了不同冻融循环次数影响混凝土力学强度的变化规律.结果表明:复掺聚丙烯纤维和钢纤维能够在单掺一种纤维的基础上再进一步提高混凝土的抗压强度以及抗折强度;复合纤维混凝土的抗压强...     

橡胶混凝土抗冻性的对比研究

用3种粒径(16目、20目、40目),4种掺量(50 L/m3、75 L/m3、100 L/m3、125 L/m3)的橡胶粉设计了12种配合比的橡胶混凝土,对比分析了橡胶混凝土的抗冻性.试验结果表明:当冻融循环次数相同时,掺入橡胶粉的粒径越小,橡胶混凝土的质量损失率也越小,表面抗冻性越好,而且相对动弹模量也越大,抵抗内部损伤的能力也越强;随着橡胶粉掺量的逐渐增加,质量损失率先减小后增大,而相对动弹模量先增大后减小,掺量小于100 L/m3时,橡胶混凝土的质量损失率小于基准混凝土,而且相对动弹模量大于基准混凝土;当橡胶粉的掺量小于100 L/m3时,可以提高混凝土的抗冻性.由此可见,从提高抗冻性的角度出发,橡胶混凝土应选用40目橡胶粉,掺量应小于100 L/m3.     

玄武岩纤维对橡胶混凝土抗渗性的试验研究

文章利用评价混凝土抗渗性的电通量法,从玄武岩纤维对橡胶混凝土抗渗性影响的纤维掺量和纤维长度两个方面进行了试验研究,分析了纤维掺量和纤维长度对橡胶混凝土抗渗性影响的机理,研究了玄武岩纤维对橡胶混凝土影响的规律。研究结果表明:(1)在原生混凝土的基础上,加入橡胶粉可以大大提高混凝土的抗渗性。(2)对于橡胶混凝土,增加玄武岩纤维的掺量,其混凝土的抗渗性先增强后减弱。(3)对于橡胶混凝土,增加玄武岩纤维的长度,其混凝土的抗渗性先增强后减弱。(4)对于原生混凝土,掺入纤维和增加掺入纤维的长度都能大大提高混凝土的抗渗性,但是掺入纤维的方式,比增加掺入纤维长度的方式,效果更佳明显。     

寒冷地区硅粉增强玄武岩纤维路面混凝土抗冻性能研究

为探究硅粉对玄武岩纤维路面混凝土抗冻性能的增强效果及改性机理,采用快冻法研究了不同硅粉掺量下玄武岩纤维混凝土质量损失、相对动弹模量、抗弯拉强度随冻融次数的衰减规律;借助压汞法(MIP)以及扫描电子显微镜(SEM),分析冻融前后孔结构及界面结构的演化,从细微观层面揭示硅粉增强机理。研究结果表明:9%(质量分数)硅粉掺量的玄武岩纤维路面混凝土抗冻性能增强效果最佳,相比基准混凝土,冻融320次后质量损失率降低了62.35%,相对动弹性模量提高了14.68%,抗弯拉强度提高了43.89%;MIP测试表明,掺入硅粉能够细化混凝土内部孔结构,减少孔隙数量,优化孔的分布,阻抑最可几孔径和临界孔径的增长;SEM分析发现,掺入硅粉能够改善纤维-水泥石与骨料-水泥石的界面区结构,提高玄武岩纤维路面混凝土的抗冻性能。     

不同引发剂对应马来酸酐改性橡胶混凝土抗冻性能研究

通过不同引发剂对马来酸酐改性橡胶并制备橡胶混凝土,对不同引发剂、橡胶粒径和橡胶掺量对抗冻性能影响进行研究,并通过SEM对冻融前后橡胶混凝土界面进行分析.试验结果表明,以DCP作为引发剂抗冻效果最佳,且橡胶粉粒径为60目、掺量为15%时,橡胶混凝土抗冻性能最佳.经200次冻融循环后,橡胶混凝土内部结构相对松散,结构发生破坏.     

塑钢纤维-橡胶混凝土应力-应变关系试验研究

对3种水胶比、6种塑钢纤维掺量的橡胶混凝土进行了单轴受压试验研究,测得不同水胶比、不同塑钢纤维掺量的橡胶混凝土应力-应变曲线.根据曲线特点,提出了含有本构参数A、B的塑钢纤维橡胶混凝土单轴压缩本构模型.对应力-应变试验结果进行最小二乘法非线性回归分析,求出本构参数值和纯橡胶混凝土本构参数A、B的数学表达式,明确了立方体抗压强度、橡胶混凝土本构参数及塑钢纤维特征参数与本构参数A、B的关系,得到了塑钢纤维-橡胶混凝土的本构方程.     

硫酸盐环境下再生骨料混凝土的抗冻性能

为了探讨再生骨料混凝土在硫酸盐作用下的抗冻耐久性能,选取再生粗骨料替代率为50％、100％的两组再生混凝土和普通骨料混凝土进行硫酸盐环境中的冻融试验,以质量损失率和相对动弹性模量判别混凝土的抗冻性能.结果表明:质量损失率用于表征再生骨料混凝土的损伤劣化规律具有一定的局限性;相对动弹性模量的变化比较敏感,可以很好的表征再生骨料混凝土的损伤程度;再生骨料混凝土的抗盐冻性能明显低于普通骨料混凝土.以此为基础,建立了Weibull概率函数与冻融损伤度之间的演化方程,演化方程可以很好表述冻融循环次数与相对动弹性模量的变化规律,为后续的分析研究提供了一定借鉴.     

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.     

橡胶细集料掺量及粗细程度对混凝土抗盐冻性能的影响

以橡胶颗粒取代砂子的取代率及细度模数为变量,通过二因素、四水平的正交试验,研究橡胶颗粒掺量和粗细程度对混凝土抗盐冻性能的影响.结果表明,橡胶细集料掺入混凝土中具有引气和填充的双重功效,可显著提高混凝土表面的抗盐冻性能.橡胶颗粒的取代率对混凝土抗盐冻性能影响特别显著,细度模数对混凝土抗盐冻性能影响显著.相对动弹性模量损失最初随着橡胶颗粒取代率的递增而减小,但当橡胶颗粒体积取代率大于40％时,相对动弹性模量损失随着橡胶颗粒取代率的递增而增加.在相同的取代率下,橡胶颗粒越细混凝土的相对动弹性模量损失越小.当橡胶颗粒取代率为40％,细度模数为1.38时,橡胶集料混凝土的抗盐冻等级已达到F500.     

玄武岩纤维增强混凝土力学性能的研究

本文研究了单掺玄武岩纤维及玄武岩纤维与粉煤灰复合对混凝土力学性能的影响.结果表明,掺0.05％～0.15％的玄武岩纤维对混凝土抗压强度的改善不明显,但可以明显提高混凝土的抗折和劈裂抗拉强度;当玄武岩纤维掺量为0.10％时,与基准混凝土相比,混凝土的28 d拉压比提高了27.2％,且当纤维掺量为0.15％时,混凝土28 d折压比提高13.5％,即玄武岩纤维掺入到混凝土中能降低混凝土的脆性,提高其韧性和抗裂性;同时,当适量的玄武岩纤维和粉煤灰复合,能进一步提高玄武岩纤维混凝土的力学性能.     

海水干湿循环下玄武岩纤维增强珊瑚混凝土耐久性

测试了海水干湿循环下玄武岩纤维增强珊瑚混凝土(BFRCC)的质量和强度变化,并分析了基体的水化产物和微观结构,研究了BFRCC的耐久性。结果表明:随着侵蚀次数的增加,各BFRCC质量都逐渐增大,而抗压强度则呈现先增长后降低的趋势;同时在不同干湿循环次数下,掺入1%BF的BFRCC试样质量和强度变化幅度最小,这说明1%体积分数的BF可显著提高基体的耐久性;热重分析与扫描电镜分析得出,基体性能的变化主要是外界侵蚀离子在内部形成C-S-H、AFt和Ca(OH)₂等产物。     

基于孔结构分形的混杂纤维混凝土抗冻性能研究

为研究粉煤灰掺量对钢-聚丙烯纤维混凝土抗冻性能的影响,设计并制备6种粉煤灰替代率的混杂纤维混凝土,对其进行冻融循环及盐冻循环试验,测试其质量损失、相对动弹模量及弯曲韧性。基于热力学模型计算冻融前后混凝土孔结构分形维数,建立分形维数与混凝土弯曲韧性之间的关系。结果表明:当粉煤灰质量掺量为5%~15%时,随粉煤灰掺量增多,混杂纤维混凝土的抗冻性能明显提升;继续增加粉煤灰掺量至20%,混杂纤维混凝土的弯曲韧性开始降低。混杂纤维混凝土内部孔具有明显的分形特征,分形维数与无害、少害孔总孔隙占比及多害孔孔隙占比均有良好的线性相关性。同时,混杂纤维混凝土孔分形维数与峰值荷载、能量吸收值呈正相关,分形维数越大,混凝土所能承受的峰值荷载越高、能量吸收值越大。