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.     

重复荷载下道路混凝土的抗盐冻性能研究

参照CDF混凝土抗冻性能试验方法研究重复荷载下道路混凝土的抗盐冻性能.结果表明:重复荷载作用下,混凝土的相对动弹性模量损失率随荷载循环次数及荷载水平的增加而增大,而且荷载循环次数越多,荷载水平对混凝土相对动弹性模量损失率影响越小.由于重复荷载的作用,混凝土的盐冻剥蚀量和相对动弹性模量损失率显著提高,道路混凝土抗盐冻性能明显下降.     

ECC材料的抗冻融性能试验研究

采用快冻法试验研究高韧性纤维增强水泥基复合材料(ECC)的抗冻融耐久性能,并与混凝土和砂浆抗冻融性能进行对比,分析国产与进口聚乙烯醇(PVA)纤维对ECC抗冻融性能的影响规律,探讨砂灰比对ECC抗冻性的影响.结果表明:300次冻融循环后,掺入国产和进口PVA纤维的ECC质量损失率分别控制在2.5%和1.5%以内;ECC的纵向相对动弹性模量比混凝土和砂浆提高1.62～1.87倍;ECC的横向相对动弹性模量比混凝土和砂浆提高1.61～1.79倍.随着砂灰比的增加,ECC质量损失率逐渐增加;ECC纵向与横向相对动弹性模量稍有增加.ECC抗冻等级高于F300,完全可用于寒冷地区混凝土结构的加固与维护.     

除冰盐环境下混凝土有机硅涂层防护性能研究

为了防止除冰盐环境下混凝土剥蚀破坏,自行配制有机硅涂料.并参照CDF混凝土抗盐冻试验方法,研究有机硅涂料对混凝土的防护性能,并与减小水灰比,添加引气剂及矿物掺合料对混凝土抗冻性的改善效果进行对比.结果表明:涂刷该有机硅涂料后,混凝土经56次盐冻后剥蚀量均降低了99%,相对动弹性模量损失率降低49%,混凝土表面无明显剥蚀痕迹,显著地提高了高性能道路混凝土的抗盐冻性能.3种措施对混凝土抗除冰盐性能改善的优劣次序为:涂刷有机硅涂料,添加引气剂及矿物掺合料,减小水灰比.     

极端温度冻融循环对混凝土耐久性的影响

采用飞机结构及机构环境试验系统模拟实验室内极端温度环境,对不同型号混凝土试块进行环境耐久性试验,得出了极端环境温度条件下冻融循环次数与混凝土试块的相对动弹性模量、质量损失率、抗折强度损失率和抗压强度损失率之间的变化规律,自然养护和未添加钢纤维混凝土试块在经历60次冻融循环后,其冻融特性出现明显下降.标准养护和添加钢纤维组混凝土试块的冻融特性明显优于自然养护和未添加钢纤维组的混凝土试块.     

透水混凝土的抗冻性能研究

为研究透水混凝土的抗冻性能,采用三因素三水平的正交试验,选取水胶比、浆集比和石子级配为影响因素,以质量损失率和动弹性模量衰减率为指标进行试验研究。结果表明:透水混凝土的最终冻融破坏形式表现为动弹性模量的触限衰减,因此透水混凝土的抗冻性更适用动弹性模量表征方法监测;三个主要因素对透水混凝土冻融过程质量损失和动弹性模量衰减的影响主次程度不同,就质量损失率来说,石子级配的影响最大,水胶比次之,浆集比最小,而对于动弹性模量衰减率而言,浆集比的影响最大,石子级配次之,水胶比最小;透水混凝土在寒冷环境下最佳配合比参数为水胶比0.31,浆集比0.55,石子级配4.75～9.50 mm;透水混凝土动弹性模量衰减率y与冻融次数N符合指数函数,且在显著性水平α=0.05下其相关关系显著;透水混凝土的冻融破坏以静水压破坏为主,粗大孔隙多且连通程度高的结构加剧了静水压的破坏效应,是导致透水混凝土抗冻性低的根本原因。     

道路混凝土抗盐冻性能的研究

为了配制抗盐冻的道路混凝土,自行配制内掺型抗盐冻外加剂(简称ASN),并参照CDF混凝土抗盐冻试验方法,研究掺入此外加剂混凝土的抗盐冻性能.结果表明,掺入ASN型抗盐冻外加剂后,普通混凝土剥蚀量降低了56%,相对动弹性模量损失率降低了68%;高性能混凝土剥蚀量降低了75%,相对动弹性模量损失率降低了42%.混凝土表面无明显剥蚀痕迹,经SEM观察,混凝土微观结构比较密实,没有明显的微裂缝出现.ASN型抗盐冻外加剂提高了道路混凝土的抗盐冻性能.     

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...     

冻融环境下混凝土的断裂损伤试验研究

为研究冻融作用后混凝土的断裂性能及断裂特征,依据GBJ82-85混凝土快速冻融循环试验方法,对24组共72块混凝土试件进行冻融试验.采用四点弯曲试验法分析了300次快速冻融循环条件下水灰比、引气剂对混凝土断裂韧度,断裂能及相对动弹模损失率的影响,并进行了混凝土形貌分析.结果表明,随冻融循环次数的增加,混凝土的断裂韧度、断裂能及相对动弹模损失率呈明显下降趋势,水灰比越大、混凝土随冻融循环次数增加损伤程度越大.引气剂能够大幅度降低由于冻融循环造成的混凝土结构的损伤,断裂能损失率与相对动弹模损失率之间具有良好的线性关系.     

机制砂全再生粗骨料混凝土的力学性能

为探究骨料类型、水灰比与石粉含量对机制砂全再生粗骨料混凝土力学性能的影响,制备了不同石粉质量分数（5%、10%和15%）和不同水灰比（0.50、0.37和0.32）的全再生骨料混凝土试件．以72个立方体试件用于抗压强度试验,72个圆柱体试件用于弹性模量试验．结果表明,合理的石粉含量能有效提高再生骨料混凝土的力学性能,但在不同的水灰比下,最佳石粉含量存在差异;当水灰比和石粉含量双因素交互作用时,水灰比为0.32、石粉质量分数为15%的再生混凝土力学性能达到最优．构建了机制砂再生粗骨料混凝土抗压强度、弹性模量与水灰比、石粉含量的关系模型,计算结果的标准差与离散系数均不超过5%,模型精度良好．研究成果可为提高再生骨料混凝土力学性能及其工程应用提供理论依据．     

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。     

碱激发下粉煤灰-市政污泥固废基混凝土抗冻融性能

为改善市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,在氢氧化钠及水玻璃的复合激发下,用经生石灰改性后的市政污泥取代10%细骨料,粉煤灰分别取代10%、20%与30%水泥,制备了混凝土。分析了不同冻融循环次数下,混凝土的表观现象、相对质量、相对动弹性模量、相对抗压强度及微观结构随粉煤灰掺量与碱当量的变化规律,分别以相对动弹性模量与相对抗压强度为损伤变量建立了不同的冻融损伤模型。研究结果表明：随冻融循环次数增加,混凝土表观损伤愈发严重,内部孔隙增多,相对动弹性模量及相对抗压强度显著降低;与对照组相比,粉煤灰及碱激发剂的加入可以改善市政污泥对混凝土冻融耐久性的劣化效果,降低混凝土在冻融循环作用下的质量损失、动弹性模量损失及抗压强度损失;当粉煤灰掺量10%、碱当量4%时,粉煤灰可在碱激发剂及改性污泥中残余碱的联合作用下被较充分地激发,可消纳改性污泥中的残余碱,减弱市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,此时混凝土水化程度最高,在冻融循环作用下的质量损失、动弹性模量损失及抗压强度损失最小,且服役寿命最长,约为16a以上;相对动弹性模量与相对抗压强度相关性良好,分别以两者为损伤变量的冻融损伤模型与试验结果均吻合良好。     

不同亲水性能的纤维对混凝土抗冻耐久性的影响

为了研究不同亲水性能的纤维对混凝土抗冻性能的影响规律,本文选择了3种不同回潮率的纤维,采用快冻法对纤维混凝土的抗冻耐久性进行了试验研究;分析了不同纤维混凝土的冻融损伤规律,以及回潮率对其冻融损伤的影响。利用SEM对冻融前后纤维-水泥石基体进行了观测,进一步探讨了纤维亲水性对混凝土抗冻性能的影响机理。结果表明,亲水性良好的纤维能够与水泥石更好的共同作用,有效抑制混凝土内部初期微缺陷及冻融过程中微缺陷的生长;而疏水性纤维难以与水泥石难以形成有效的共同作用体系,对于冻融循环过程中微缺陷的生长抑制能力较弱,其纤维-水泥石之间的薄弱带甚至可能会加速混凝土的冻融损伤;且随着冻融循环次数的增加,纤维的亲水性对混凝土的抗冻性能影响愈加明显。     

混合侵蚀与冻融环境下混凝土力学性能劣化试验

以质量分数为3%的NaCl和5%的Na2SO4混合溶液为侵蚀介质,采用快冻法,对设计强度等级为C30、水灰比分别为0.44、0.50、0.55的混凝土试件进行了0、50、100、150、200次冻融循环试验,测定了各组试件的质量损失、抗压强度、应力、应变等。试验结果表明,混凝土随着冻融循环次数的增多,其表观质量和力学性能均呈现出不同程度的下降趋势,且水灰比越大下降越快。建立了与冻融循环次数相关的力学性能劣化线性方程,为进一步开展混凝土结构在冻融和侵蚀离子共同作用下的劣化机理与计算模型的研究提供了依据。     

Freeze-thaw Durability of Recycled Aggregate Concrete:An Overview

The characteristics of surface appearances,mass loss,relative dynamic modulus of elasticity and strength loss of different recycled aggregate concretes(RAC) exposed to freeze-thaw cycles were analyzed.It was found that the freeze-thaw resistance of RAC could be determined by the recycled aggregate compositions and admixtures.Both the saturation degree and the air void structure were the key factors influencing the freeze-thaw damage on concrete.Some major proposed freeze-thaw deterioration mechanisms were utilized to interpret the freeze-thaw damage on recycled aggregate concrete.Meanwhile,some potential measures to enhance the freeze-thaw resistance of concrete were summarized and discussed.     

含砖粒再生混凝土基本性能研究

以再生砖粒取代率(0%~30%)和水胶比(0.40~0.50)为主要参数,通过工作性能与弹性模量试验,研究再生砖粒取代率和水胶比对再生混凝土工作性能及弹性模量的影响规律。结果表明:当水胶比相同时,再生混凝土的工作性能和弹性模量均随再生砖粒取代率的增加而降低,且在再生砖粒取代率为30%,水胶比为0.5时,再生混凝土弹性模量的降幅达17.62%;提出适合于含再生砖粒再生混凝土弹性模量估算的预测模型,该预测模型与试验值吻合较好。     

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。