不同养护方式下混凝土箱梁的耐久性和微孔结构

为了研究在西部干旱缺水地区不同养护方式下混凝土箱梁的力学性能和耐久性等宏观性能以及气泡分布、含气量和微孔结构等各项微观参数,采用标准、蒸汽、橡塑板、聚乙烯薄膜和土工布等5种不同的养护方式对养护28d的试验箱梁、同条件养护试块和抗裂圆环进行试验。结果表明:养护方式的保温保湿效果越差,混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性越差;含气量越大,出现大孔频率增加,平均孔径变大,不同养护方式下的混凝土均保持着良好的抗冻性。其中标准养护下混凝土的强度、抗裂性和抗氯离子渗透性最好。随着含气量的增加,混凝土的骨架密度、总孔面积、总孔体积和孔比表面积等气孔参数均逐渐增加,抗压强度下降。     

全浸泡养护对混凝土力学性能影响的试验研究

混凝土的养护对材料的力学性能及耐久性的影响很大,为探讨混凝土全浸泡养护的可行性,采用试验方法,加工混凝土标准试件,并采用不同的浸泡时间及温度对其进行养护,对其28天的抗压强度及弹性模量进行测试同时与标养条件下的结果进行对比;同时以台州湾跨海特大桥TS09标段为工程依托,采用钻芯法和回弹法对预制桥面板构件在全浸泡养护条件下的强度等进行了测试。结果表明温度在20℃及以上时,混凝土全浸泡养护的时间对其力学性能不会造成明显影响,但当温度低于20℃时,混凝土的抗压强度会随着浸泡养护时间的增加而明显降低,并且温度越高,混凝土的抗压强度也会越高。采用全浸泡的养护方式在实际工程中是可行的。     

热养护下矿物掺合料高性能混凝土强度损失和孔结构研究

为了研究热养护对矿物掺合料高性能混凝土后期强度及微观结构的影响,不同恒温时长,不同恒温温度养护下矿物掺合料高性能混凝土进行强度试验和孔结构分析。结果表明：与标对准养护相比,热养护能快速提升混凝土早期强度,但热养温度越高热养时间越长混凝土后期的强度损伤越大,孔隙率也越大。80℃热养48h后转标养28d的强度损失为50℃的4.4倍,总孔隙率为1.091倍。与标准养护和自然养护相比,后养护方式采用Ca(OH)2饱和水溶液养护,对热养混凝土的后期强度和孔径分布有一定的改善。     

高原低气压对道路工程混凝土性能的影响及原因

为研究高原低气压对道路工程混凝土性能的影响,在拉萨（气压约60 kPa）和北京（气压约100 kPa）两地采用相同配合比的道路混凝土分别进行性能对比试验,测试了混凝土含气量、坍落度、强度、NEL法氯离子渗透系数和单面盐冻耐久性等性能指标,进一步测定了引气剂溶液的泡沫体积、表面张力和硬化混凝土孔结构。试验结果表明：在低气压下,引气混凝土的含气量和坍落度分别比常压下降低8%~36%和4%~9%;抗压强度和劈裂抗拉强度分别比常压下降低1.6%~14.8%和1.5%~10.8%;氯离子渗透系数比常压下增加29%~135%;可见低气压下其抗冻耐久性降低。在低气压下,引气剂溶液的表面张力比常压下增加3.0%~4.5%,溶液泡沫体积比常压下降低2%~14%,混凝土内的气体压缩系数比常压下减小,这些原因导致了低气压环境下施工的道路混凝土含气量降低,坍落度减小;与此同时,硬化混凝土平均气孔直径增大6%~18%,气泡间距系数增加45%~92%,最终使得低气压下混凝土强度、抗氯离子渗透性和抗冻耐久性降低。     

青藏铁路低温早强混凝土抗压强度试验研究

试验研究了高效减水剂、引气剂、早强剂和矿物掺合料对低温养护(-2 ℃±2 ℃)混凝土抗压强度的影响.试验结果表明在混凝土中双掺复合外加剂和矿物掺合料,不仅有利于低温养护混凝土早期强度发展,而且较大幅度提高了混凝土后期强度,并可显著改善混凝土的耐久性.     

高性能引气道面混凝土应用研究

针对我国寒冷地区机场道面混凝土的耐久性不良现象,通过研究含气量对道面混凝土工作性、抗折强度、抗冻性能及耐磨性能的影响规律,采用复掺引气剂和减水剂的技术途径,配制出了维勃稠度15～30S,28天抗折强度5.8MPa以上、抗冻性及耐磨性等耐久性优良的高性能道面混凝土,并提出了寒冷地区道面混凝土最大水灰比为0.45、最小水泥用量为280kg/m3、含气量为3%～5%较合理。     

低温对混凝土性能的影响研究

分析了防撞墙及箱梁支座垫石等混凝土结构的特点.在研究了在偏低温自然养护与标准养护条件下混凝土力学性能、抗渗性能和抗冻性能的发展规律,从保证混凝土结构耐久性出发,对冬季低温天气偏薄、偏小的混凝土结构物的施工与养护提出参考意见.对工程建设具有指导意义.     

蒸汽养护对高性能混凝土力学性能影响研究

为研究蒸汽养护对高性能混凝土力学性能影响,通过测试并对比混凝土蒸养与标养条件下56 d龄期内的抗压强度和弹性模量变化,分析了不同养护方式下混凝土的力学差异。结果表明,对于添加粉煤灰、矿粉等矿物掺和料的高性能混凝土,蒸汽养护可以显著提升其早期强度和弹性模量,同时不影响其后期强度及弹性模量发展,蒸汽养护技术具有较好的工程应用前景。     

不同粉煤灰掺量的再生混凝土性能试验研究

为掌握不同粉煤灰掺量再生粗骨料混凝土的性能,本文通过室内试验分别研究了不同掺量粉煤灰再生混凝土的力学性能及抗冻性能。结果表明:(1)粉煤灰掺入能提升再生混凝土养护后期的抗压强度;(2)随着粉煤灰掺量增加,不同养护龄期混凝土的抗折强度均呈先增后减变化趋势;(3)再生混凝土的抗压强度随着冻融循环次数的增加逐渐减小,且粉煤灰掺量越大,抗压强度减幅越明显;(4)随着冻融次数增加,再生混凝土的质量损失率逐渐增大,但掺量低于30%的混凝土质量损失不显著。     

青藏高原气候环境对混凝土强度和抗渗性的影响

为了研究青藏高原气候环境对混凝土性能的影响，在高原和平原地区完成相同配比混凝土的制备与养护工作，并结合强度、抗渗性、气孔结构、显微硬度以及扫描电镜与原子力显微镜分析等测试对比研究混凝土性能的差异，从宏观、细观和微观多个角度揭示高原气候条件对混凝土性能与内部结构带来的影响与作用机理。结果表明：高原地区制备且标准养护组混凝土的抗压强度与抗渗性都最优，其次是平原地区制备且标准养护组，高原地区制备且室外自然养护组性能最差；低气压导致混凝土拌合物含气量降低和工作性下降；高原标准养护下硬化混凝土含气量最低，平均孔径最小，而高原室外自然养护下硬化混凝土含气量最大，平均孔径最大；高原地区制备的混凝土，在标准养护条件下界面过渡区密实程度最高，结构均匀，其显微硬度最大，而室外自然养护条件下界面过渡区密实程度最差，微裂纹密布，结构粗糙，其显微硬度最小；而高原地区制备且室外自然养护条件下，混凝土气孔结构参数和界面过渡区微结构整体最差，以上原因的综合作用给混凝土力学和抗渗性带来极为不利的影响。总体来讲，青藏高原气候环境对混凝土性能的负面影响主要源于室外养护条件，而非制备过程。     

寒冷地区不同掺量Ⅱ类粉煤灰混凝土的力学特性研究

为探究寒冷地区不同掺量Ⅱ类粉煤灰混凝土的力学特性,首先通过正交试验筛选出合理的配合比方案,并自主研制了混凝土试件养护试验箱设备用于模拟寒冷地区冻融环境,分析在水胶比为30%的工况下,不同掺量、养护时间和冻融循环次数条件时Ⅱ类粉煤灰混凝土的和易性、耐久性,并提出了粉煤灰混凝土的强度力学特性。研究表明:首先,粉煤灰的掺入能够显著提高混凝土的和易性、后期强度和抗冻性;其次,在粉煤灰掺量20%左右时,试件塌落度适中,抗压强度提高了28.5%,抗冻性提高了23%,力学特性指标达到最佳;同时,本文发现粉煤灰的二次水化和充填反映能够有效降低混凝土时间的孔隙率,提高其抗冻性,若掺量超过30%时,多余的粉煤灰颗粒会因排异破坏混凝土内部稳定性,反而提高冻融劣化速率。希望通过研究成果和研发设备,为环境劣化试验设备的设计以及北方寒冷地区混凝土性能的优化应用提供一定借鉴。     

纤维品种和掺量对桥面板高性能混凝土耐久性能及微观结构的影响

为了系统研究纤维高性能混凝土的力学性能、抗冻性能、疲劳特性,将不同掺量的聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维掺入到掺加粉煤灰的C50高性能混凝土中,基于坍落度试验、抗压强度试验、抗除冰盐冻循环试验、冻融循环试验、弯曲疲劳试验,分析了纤维品种和掺量对高性能混凝土的力学性能、抗冻性和疲劳耐久性的影响,利用扫描电子显微镜从微观结构角度分析了力学性能试验的结论。结果表明,聚丙烯纤维、钢纤维和聚乙烯醇纤维掺量越高,高性能混凝土的工作性越差;掺加纤维能够改善高性能混凝土的抗压强度和弯拉强度,显著提高高性能混凝土的抗盐冻侵蚀性能、抗冻性能和抗疲劳耐久性能。聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维对高性能混凝土力学强度、抗冻性能和疲劳性能的影响存在界面增强效应、加筋阻裂效应的双重作用,从而有效延缓微裂纹的扩展和阻滞宏观裂缝的发生。适宜的聚丙烯纤维、钢纤维、聚乙烯醇纤维掺量应控制在0. 6～0. 9、1. 2～1. 5、0. 9～1. 2 kg/m3,建议工程实践中优先选择掺加聚乙烯醇纤维,研究成果为甄选纤维和确定经济合理的纤维掺量具有重要意义。     

寒冷地区龄期及温度对混凝土强度影响的研究

重点探讨混凝土在冬季建筑温度条件下,其强度与温度、龄期等因素之间的相互关系。通过对自然环境条件、龄期设定以及抗压性能指标的评估和检验。在低温条件下,设计不同养护方式和养护时间,重点模拟冬季低温自然养护等不利养护条件,尽可能真实的反映出工程现场实际养护情况,通过对自然环境温度和同种养护条件下混凝土试件内部温度的观测,对其进行室内不同养护方式和龄期的抗压强度试验,得到周期内的混凝土抗压强度值。在确定的低温条件下,得出养护龄期对混凝土抗压强度的影响以及试件内外部温度的变化规律。     

干硬性混凝土路缘石抗冻融破坏性能研究

干硬性混凝土路缘石抗冻融破坏性能是其耐久性能的关键因素。本文通过模拟季冻区恶劣冻融条件下的使用环境,对不同冻融龄期的干硬性混凝土试件进行吸水率试验、抗压强度试验以及质量损失试验。结果表明干硬性混凝土路缘石试件吸水率较小,试件初期抗压强度不高,但随着龄期的增长其强度不断提高,具有较好的抗冻耐久性。     

石灰石粉做矿物掺合料对水泥路面性能的影响研究

该文将石灰石粉等质量替代水泥用于水泥混凝土路面中,研究0％、5％、10％、15％、20％、25％和30％的石灰石粉掺量对混凝土的工作性能、强度特性、抗冻耐久性、干缩特性以及耐磨性的影响.试验结果表明:石灰石粉的掺量变化对混凝土的工作性能影响明显,加入石灰石粉后混凝土的坍落度增加,工作性能得到改善.混凝土的抗压强度、抗冻性及耐磨性在石灰石粉掺量较少时得到提高,混凝土的抗折强度则随着石灰石粉掺量的增加而降低.权衡以上各项性能,建议石灰石粉掺量不超过20％.     

基于钢纤维增韧的钢管混凝土抗冻性能研究

以干海子钢管混凝土冬期施工为背景。干海子特大桥冬期长,平均气温-4.7℃。采用亚硝酸钠作为防冻剂,结合钢纤维与膨胀剂,制备出了含气量低、粘聚性好、包裹性佳、自密实的钢纤维微膨胀抗冻混凝土,分析了其在低温下的强度发展规律,通过SEM观测了其28d龄期水化产物形貌特征。结果表明:亚硝酸钠掺量占胶凝材料重量的0.4%时,钢管钢纤维微膨胀混凝土在-5℃不冻坏,SEM照片显示钙矾石与CSH凝胶生长状况良好。在现场低温条件下灌注了6根钢管混凝土短柱,同时利用桁架梁钢管混凝土灌注施工形成的冒浆管钢管混凝土切割出了27个短柱试件,研究了低温灌注与养护、后期升温对钢管混凝土构件承载力的影响。试验表明:低温灌注对掺0.4%亚硝酸钠钢管钢纤维微膨胀混凝土构件的承载力无明显影响,后期温度升高后其强度发展稳定,满足干海子钢管混凝土冬期施工要求。     

掺加高吸水树脂(SAP)的混凝土孔结构及其耐久性

针对西北干旱地区混凝土外养护效果不佳，且养护试件极易开裂、耐久性较差的现状。采用自制高吸水树脂(SAP)作为内养护材料，通过核磁共振分析测试了不同掺量的SAP对混凝土孔结构的影响，并基于抗裂圆环试验评价不同掺量的SAP对混凝土试件抗裂性能的影响，此外通过抗冻性能试验和抗氯离子渗透试验探讨了不同掺量的SAP对混凝土试件耐久性能的影响。结果表明：掺加适量的SAP会使得混凝土内部的凝胶孔隙和毛细孔增多；掺加SAP并在内养护条件下可有效改善混凝土试件的耐久性能；SAP掺量越多，混凝土开裂现象改善效果越显著，抗氯离子渗透性能越强；抗冻性指标不同，SAP最佳掺量不同。     

含气量对混凝土耐久性的影响

适宜含气量不但有利于提高混凝土的抗冻性能,而且还有利于提高混凝土的抗氯离子渗透性能,对二者的影响规律也相似.混凝土抗冻性试验和氯离子渗透试验结果表明:随着混凝土中含气量的不断增加,混凝土抗冻性能与抗氯离子渗透性能先增加后减小.建议C30、C40混凝土含气量控制在3.5%～5%,C50混凝土含气量控制在5%～7%.     

基于电通量法的混凝土抗冻性评价

采用ASTM C1202的电通量法和快速冻融循环法,试验研究了水灰比和粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透性及抗冻性的影响,探讨电通量指标评价混凝土抗冻性的可行性,并分析了电通量与相对耐久性指数的相关性。结果表明,随着水灰比降低,混凝土电通量减小,混凝土抗氯离子渗透性、抗冻性提高;掺入粉煤灰能较大幅度地提高混凝土抗氯离子渗透性,但对混凝土抗冻性却没有提高。水灰比变化条件下,可以用电通量指标评价混凝土抗冻性,且56 d龄期电通量指标好于28 d龄期;粉煤灰掺量变化条件下,不能用电通量指标评价混凝土抗冻性。在一定条件下,初始电流与电通量、相对耐久性指数之间均表现出较好的相关性。     

三灰稳定砂砾力学性能研究

以石灰、粉煤灰、普通硅酸盐水泥和石灰、粉煤灰、硫铝酸盐水泥稳定砂砾为研究对象,通过无侧限抗压强度试验及劈裂拉伸强度试验研究稳定砂砾力学性能。结果表明:在相同的无机结合材料掺量下,养护早期石灰、粉煤灰、硫铝酸盐水泥稳定砂砾的无侧限抗压强度和劈裂拉伸强度均较大,随着养护龄期的增长,两类稳定砂砾的强度趋于接近;相同养护龄期稳定砂砾的强度随无机结合材料掺量的增加而增大;当无机结合材料掺量相同,水泥掺量越多,稳定砂砾强度越高。