-3℃养护下引气混凝土孔结构与抗渗性研究

采用Auto Pore IV 9500全自动压汞仪和智能型多功能混凝土耐久性综合试验仪,分别研究负温(-3℃)及标准养护条件下,引气混凝土净浆孔结构特性和混凝土电通量随龄期增长的变化规律。研究结果表明:龄期越长,混凝土总孔体积、平均孔径、临界孔径、最可几孔径、孔隙率和电通量减小,而骨架密度增大。掺加0.01%引气剂,可以使混凝土平均孔径、临界孔径、最可几孔径、骨架密度和电通量减小,总孔体积和孔隙率增大。负温养护条件下,含气量为4.1%的混凝土渗透性与标准养护条件下相比,在28,56,84,112和140 d龄期内渗透性增长率在70.77%~114.35%之间波动。研究结果具有一定的实用价值和参考意义。     

-3℃养护条件下矿物掺合料对混凝土性能的影响

研究-3℃和标准养护条件下,矿物掺合料的掺加对混凝土抗压强度、抗氯离子渗透性及孔结构的影响,对比分析矿物掺合料对混凝土性能的影响规律。试验结果表明:在-3℃条件下养护时,各个龄期掺加矿物掺合料的混凝土强度均低于不掺加的,这与标养条件下的强度增长规律不一致;-3℃养护下矿物掺合料的掺加对混凝土抗氯离子渗透性能有一定程度的改善,也可以细化混凝土的孔结构,但改善效果没有在标养条件下的显著。     

含气量和养护龄期对混凝土抗氯离子渗透性能影响的试验研究

通过对不同含气量、不同养护龄期的混凝土进行试验,对混凝土的电通量试验结果进行分析,研究含气量和养护龄期对混凝土抗氯离子渗透性能（电通量）的影响,探讨现场新拌混凝土的含气量应控制的范围与减少抗氯离子渗透性能测试龄期的可行性。     

蒸汽养护对高速铁路轨道板混凝土渗透性的影响

为探明蒸汽养护对采用水泥-矿渣粉复合胶凝材料的轨道板混凝土渗透性的影响规律,研究了不同养护条件下(蒸汽养护和标准养护)轨道板混凝土表面吸水率和抗氯离子渗透性能(6 h电通量和氯离子扩散系数),并分析了不同蒸汽养护最高恒温温度对复合胶凝材料水化程度的影响。试验结果表明:蒸汽养护能有效提高轨道板混凝土材料早期(28 d)和后期(56 d)抗水渗透能力,而对其抗氯离子渗透能力的改善作用则主要表现在早期,对混凝土后期抗氯离子渗透能力影响不明显;在对复合胶凝材料水化程度的影响方面,蒸汽养护会显著加快水泥-矿渣粉复合胶凝材料体系的水化进程,有利于提高水化产物密实度,蒸汽养护最高恒温不超过60℃对提高水泥基胶凝材料抗渗性更加有利。     

基于碳化环境下地铁车站混凝土性能评估与寿命预测

通过对现场同条件养护试块力学性能、碳化性能和抗氯离子渗透性能的测试,评价车站混凝土结构在碳化环境下的耐久性能,并对车站顶板、底板和侧墙混凝土结构进行了使用寿命预测.结果表明:现场同条件养护试块的抗压强度和抗渗透性能满足设计要求,电通量值处于较低水平;不同配合比的混凝土抗碳化性能有一定差别,随着龄期的增长混凝土的碳化速度系数呈逐渐降低的趋势;碳化环境下地铁工程车站混凝土能满足100年的设计使用寿命.     

养护条件对矿物掺和料混凝土吸水率和电通量的影响

采用粉煤灰和矿渣粉复掺取代50%水泥,研究养护时间、养护湿度以及覆膜养护对混凝土吸水率和电通量的影响。试验结果表明:复掺矿物掺和料混凝土的标准养护时间越短、养护湿度越低、拆模前覆膜养护温度越高,混凝土吸水率越大,抗氯离子渗透性越差。在相同养护条件下,复掺粉煤灰-矿渣粉的混凝土吸水率比单掺煤灰的小,比单掺矿渣粉的大,抗氯离子渗透性能比单掺粉煤灰的好,但是比单掺矿渣粉的差。     

保温养护方式下水化硅酸钙晶种对混凝土性能的影响

研究了保温养护方式下掺入水化硅酸钙晶种对混凝土水化放热、力学性能、抗冻性能和抗氯离子渗透性的影响,并分析了晶种对水化产物孔结构和微观形貌的影响。结果表明:在保温养护方式下掺入晶种会加速水泥早期水化,增大混凝土温升速率,提高混凝土早期抗压强度,但对混凝土后期强度影响不大;与蒸汽养护方式相比,保温养护方式下掺入晶种提高了混凝土的抗冻性,降低了混凝土的抗氯离子渗透性。这是由于水化硅酸钙晶种的掺入优化了水泥水化产物的孔结构,改善了水化产物微观形貌。     

矿物掺合料对高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用ASTM C1202推荐的快速试验方法——直流电量法,研究了水灰比以及粉煤灰和硅粉两种矿物掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明：水灰比降低,虽然可以降低混凝土6h库仑电量,但并不能有效地提高混凝土抵抗氯离子渗透能力,只有掺入矿物掺合料才能有效解决这一问题。单掺粉煤灰可以降低氯离子在混凝土中的渗透性,且随着粉煤灰掺量的增加,混凝土渗透性降低;粉煤灰的细度对混凝土28d龄期前的渗透性有较大的影响,而对后期的影响较小。单掺硅灰显著降低混凝土6h库仑电量,而且硅灰与粉煤灰复合双掺可进一步改善混凝土的抗氯离子渗透性。综合考虑,少量的硅灰与粉煤灰复合双掺是配制具有极低氯离子扩散渗透性混凝土的重要技术途径。矿物掺合料改善混凝土抗氯离子渗透性的机理主要是其在混凝土中的密实填充效应和火山灰效应。     

内养护技术对不同强度等级高性能混凝土性能的影响

使用多孔陶粒作为内养护水的引入媒介,针对铁路桥梁工程中常用的低强C30和高强C60高性能混凝土,对比研究内养护技术对高性能混凝土抗压强度、弹性模量、抗氯离子渗透性、抗早期开裂性能的影响和变化规律。结果表明:随着内养护水用量逐步增加,C30和C60高性能混凝土各龄期的抗压强度和弹性模量略有下降,但降幅不大;当陶粒掺量为20%时,C30混凝土的抗压强度和弹性模量分别下降19.5%和4.4%,而C60混凝土的抗压强度和弹性模量分别仅下降4.9%和3.8%;采用内养护技术后,混凝土的抗氯离子渗透性能明显提高,当陶粒掺量为20%时,C30和C60混凝土电通量的降幅分别达41.0%和58.5%,且C30和C60混凝土均在平板约束早期塑性开裂测试中历经48h未出现开裂,可见选择合理的内养护配合比,可以有效改善不同强度等级高性能混凝土的抗早期开裂性能,陶粒掺量过高或过低均无法达到理想的抗早期开裂效果。     

不同集料混凝土抗冻性能与孔结构的关系

研究了不同品种粗集料配制的不同水灰比混凝土的抗冻性能以及水泥石孔结构,并对两者之间的关系进行了分析。结果表明,吸水率较大的集料有利于降低水泥石孔隙率,而活性较高的集料则有利于降低其最可几孔径和大孔含量。本研究条件下,玄武岩集料附近水泥石的这三个参数均较低,故配制的混凝土抗冻性最优。花岗岩集料附近水泥石虽然最可几孔径和大孔含量均最低,但孔隙率最高,故配制的混凝土抗冻性较差,特别是当水灰比较高时。而在低水灰比条件下,较大的最可几孔径和较高的大孔含量对混凝土抗冻性的不利影响更为显著,有着较高大孔含量的石灰岩集料配制的混凝土在冻融200次后的孔隙率增长幅度是花岗岩和玄武岩集料的近4倍,故抗冻性最差。     

高岩温低湿环境下铁路隧道混凝土耐久性研究

依托在建铁路隧道工程,针对高岩温对隧道衬砌混凝土耐久性能的影响,通过试验室模拟现场高岩温、低湿度的施工环境,研究高岩温对纯水泥混凝土、单掺粉煤灰混凝土和双掺粉煤灰、矿粉混凝土耐久性能的影响规律,并从微观形貌方面分析高岩温对混凝土耐久性能的影响机理。结果表明:高温、低湿养护环境下,3种配合比的混凝土的耐久性能均随养护温度的升高而降低,抗氯离子渗透性能单掺粉煤灰混凝土最好,纯水泥混凝土最差;抗碳化性能基本相当;微观上分析单掺粉煤灰混凝土结构更密实、孔隙率更小。     

高掺量粉煤灰对高性能混凝土体积稳定性及耐久性的影响

研究了粉煤灰在较高掺量时对混凝土收缩性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能与抗冻性能的影响。试验发现:粉煤灰掺量在0～25%范围内,混凝土收缩随着粉煤灰掺量的增加而减少,但粉煤灰掺量超过20%后,收缩减少的幅度变小;当粉煤灰掺量高于30%时,混凝土的碳化速度迅速增加,抗碳化能力降低;掺加粉煤灰能大幅度降低混凝土的氯离子渗透性,且随着粉煤灰掺量的增大,混凝土的抗氯离子渗透性越高;从重量损失率的指标来看,粉煤灰掺量越大,其重量损失率越小,抗冻性能越好。     

持续负温环境下水泥水化特性试验研究

研究负温(-3℃)养护条件下不同水灰比水泥净浆在一定龄期内的水化放热量及水化程度变化规律。通过对不同龄期下3种水灰比(0.24,0.31,0.38)水泥净浆水化放热量的计算,分析水泥水化机理和水泥净浆微观结构变化。结果表明:负温(-3℃)养护条件对3种水灰比水泥净浆水化程度有明显的抑制作用;前12 d内水灰比为0.38的水泥净浆的放热量最大,12 d之后水灰比为0.31的水泥净浆的放热量最大,负温环境下存在着该温度范围内的最优水灰比;3种水灰比水泥净浆在前12 d内水化程度增长较大,随着龄期的增加水化程度增长变缓。     

基于ASTM C1202规范的混凝土抗氯离子渗透性测定仪的研制及应用

基于ASTM C1202规范,研制了基于计算机USB总线的混凝土抗氯离子渗透性测定仪。该设备具有自动化程度和精度高、安全性强、可移植性和可扩展性强的特点。实验结果表明:随着混凝土水胶比的降低,其抗氯离子渗透性增强;同时,在相同的测试时间点,抗氯离子渗透性较高的混凝土试样端部盐池溶液的温升也较低。     

青藏铁路桥梁压浆材料冻胀变形试验研究

针对青藏铁路气候的特点,运用试验和灰色关联分析方法,研究水灰比、养护温度和养护时间对桥梁压浆材料早期冻胀变形的影响规律及影响程度。试验研究表明:不同水灰比、不同养护温度的压浆材料在养护期间受冻后的体积变化均存在1个由膨胀变为收缩的转折点,压浆材料在转折点所对应的养护时间之前受冻,其总体积变化为冻胀变形,而在转折点所对应的养护时间之后受冻,其总体积变化为收缩变形,且随水灰比的增大和养护温度的降低,压浆材料不发生冻胀变形所需的养护时间将延长;在同一养护温度下,养护时间越长,压浆材料受冻后的体积膨胀越小。灰色关联分析结果表明,水灰比对压浆材料的早期冻胀影响最大,养护温度影响次之,养护时间影响最小。因此,适当降低水灰比和提高养护温度,可避免因压浆材料冻胀变形而导致青藏铁路桥梁预应力梁混凝土顺筋裂缝。     

客运专线高性能混凝土电通量影响因素试验研究

研究目的:试验研究各种因素对客运专线高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律,为优选混凝土配合比参数和指导施工提供依据.研究结论:电通量作为客运专线高性能混凝土耐久性的重要评价指标受到多种因素的影响:随着水胶比的增加,混凝土电通量逐渐增加;含气量对混凝土电通量影响不大,含气量达4.0%时混凝土电通量仍能满足耐久性要求;应严格控制混凝土用砂含泥量小于4.0%;40%的粉煤灰掺量不仅是混凝土抗压强度的拐点,也是耐久性指标的极限点;粉煤灰烧失量对混凝土早期及28 d电通量影响较大,对56 d龄期混凝土的电通量影响不太明显;对于混凝土电通量而言,外加剂有个临界掺量.     

矿物掺合料对高岩温条件下衬砌混凝土性能影响

高岩温隧道施工是随着各国高速交通网不断延伸而出现的新的技术问题,这种特殊施工条件会使隧道衬砌混凝土的力学性能和耐久性都受到影响。本文通过实验室内模拟高岩温施工环境,重点研究高岩温养护条件下不同矿物掺合料对混凝土力学性能及耐久性能的影响规律。结果表明:高岩温养护条件下,普通混凝土与掺合料混凝土的抗压强度均呈下降趋势,但下降幅度不同;湿度50%时,随着温度的升高,矿渣粉混凝土的抗压强度下降幅度最大,粉煤灰混凝土的抗压强度下降幅度最小,当温度超过50℃时,粉煤灰混凝土的强度反而高于矿渣粉混凝土;矿渣粉混凝土的强度对于湿度变化最敏感,80℃时,随着湿度的增大,矿渣粉混凝土的强度提高幅度最大;各种混凝土的抗渗性与抗碳化性能基本随养护温度的升高而降低,普通混凝土下降最为明显,粉煤灰混凝土的抗渗性与抗碳化性能受养护温度影响最小。     

玄武岩纤维、聚丙烯腈纤维和聚乙烯醇纤维对混凝土性能影响的对比研究

为了推进玄武岩纤维在铁路工程中的应用,采用与不同种类有机纤维对比分析的试验研究方法,从混凝土拌和物性能、力学性能、抗裂性能和耐久性能方面进行了研究。结果表明:在一定的掺量下,3种纤维的加入对混凝土拌和物性能影响均不大;玄武岩纤维对混凝土抗压强度和抗折强度影响不大,聚丙烯腈纤维和聚乙烯醇纤维对混凝土抗压强度影响不大,但会降低混凝土28 d龄期的抗折强度;3种纤维均有效抑制混凝土的早期开裂,玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维的效果优于聚乙烯醇纤维;玄武岩纤维对混凝土电通量没有明显影响,聚丙烯腈纤维或聚乙烯醇纤维略增大混凝土电通量。3种纤维均可有效提高混凝土抗冻性,玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维的效果优于聚乙烯醇纤维。     

混凝土抗氯离子渗透性能试验研究

应用电通量法和氯离子扩散系数法,研究不同配合比的铁路混凝土抵抗氯离子渗透的能力。对于同一组试件,采用这2种试验方法所得数据均能满足相关技术指标要求。电通量法和氯离子扩散系数法所得数据分布区间分别在170?C~1?194?C和0.5×10-12?m2/s?~3.5×10-12?m2/s范围内。试验结果表明,这2种方法均可对铁路混凝土抵抗氯离子渗透能力进行定性分析,电通量法能更好地反映不同配合比混凝土抵抗氯离子渗透能力的差异。     

大风干旱地区预防混凝土结构开裂的试验研究

针对西北大风、干旱的气候特征,选取具有代表性区段浇筑墩、道床板混凝土,从混凝土的内养护和外养护两方面出发,研究了内养护材料、模板类型和新型外养护方式对混凝土结构抗裂性的影响。结果表明,内养护材料能显著减小混凝土的早期收缩,降低混凝土早期开裂程度,同时不降低混凝土的强度和耐久性;透水模板布和保湿养护布不仅可以显著改善混凝土结构的外观,还能有效预防混凝土开裂和降低混凝土结构表面的渗透性。