普通混凝土在酸性腐蚀环境中的劣化规律研究

研究了酸性腐蚀环境下普通混凝土抗压强度、氯离子渗透深度及孔隙率的变化。试验结果表明,pH值越低,对混凝土的腐蚀作用越强,100～1000nm毛细孔含量越多,但越不利于Cl离子的渗透。在侵蚀后期,氯离子浓度越高,对混凝土的腐蚀作用越强。     

基于混凝土三轴强度退化模型的非通航孔桥桥墩正常使用极限状态评估

为了对跨海大桥在海水冻融和侵蚀耦合作用下的开裂性能进行评估,通过建立混凝土冻融+侵蚀耦合损伤Ottosen强度准则,结合跨海大桥非通航孔桥的结构特点和北方近海环境,计算分析、评估了非通航孔桥混凝土承台底部几个关键点的抗裂性能.结果表明,在百年一遇波浪荷载作用下或在百年一遇冰荷载作用下,在服役130 a时非通航孔桥会在混...     

荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究现状与发展

处于海洋环境下以及撒除冰盐环境中的钢筋混凝土结构,氯离子侵蚀是其钢筋锈蚀的最主要原因.根据对氯离子侵蚀的认识过程和荷载作用型式分三个层次对混凝土中氯离子侵蚀性研究现状进行了总结:混凝土中氯离子传输机理、静荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究和反复荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究.提出荷载作用下混凝土中氯离子传输机理研究和侵蚀模型具有重要的理论意义和应用价值,是氯盐环境中承受荷载作用的混凝土桥梁结构耐久性研究的重要发展方向.     

粉煤灰混凝土应力腐蚀特性试验研究

利用自行设计的应力腐蚀加载试验装置,研究了三分点加荷与Na2SO4腐蚀溶液耦合作用下,应力水平、试验龄期、干湿循环等试验参数对粉煤灰混凝土力学性能的影响。结果表明:掺加粉煤灰可以有效地改善水泥混凝土的应力腐蚀状况。相对于常规试验条件和普通混凝土,在以Na2SO4为腐蚀介质的溶液中,应力的存在会明显地加速粉煤灰混凝土的腐蚀破坏,并且随着应力水平增加、试验龄期延长和干湿循环次数的增多,其破坏作用越大。     

受“渗流-应力场”及SO2-4-Cl-作用后高性能混凝土性能研究

为揭示地下高性能混凝土性能劣化规律,针对地下结构中高性能混凝土所处环境特点,通过试验模拟“渗流-应力场”及硫酸盐、氯盐的共同作用,检测腐蚀后混凝土的承载力并分析腐蚀后混凝土中的腐蚀产物。结果表明： 1)荷载单独变化时,荷载越大混凝土腐蚀越明显; 2)水压单独变化时,水头差越大混凝土腐蚀程度越严重; 3)水头差对混凝土抗压性能的影响要高于荷载,但荷载和水头差越大,两者差距将逐渐缩小; 4)荷载和水头差同时作用下的混凝土受侵蚀情况更加严重,两者共同作用比单一因素作用后混凝土承载力减少更多。微观测试和分析表明,荷载和水头差作用会加快混凝土内腐蚀产物的生成,水头差对混凝土抗压性能的影响要略高于荷载,与混凝土强度测试分析结果一致。     

考虑海水冻融和侵蚀耦合作用的混凝土Ottosen强度准则

为了有效评估海水冻融和侵蚀耦合作用后混凝土的力学性能,通过试验研究了海水冻融和侵蚀耦合作用下混凝土的力学性能退化规律,并基于连续损伤力学和经典破坏准则模型,建立了考虑混凝土干湿循环次数和海水冻融循环次数的Ottosen四参数强度准则,以及不同的冻融循环次数和海水干湿循环作用后混凝土的弹性模量和泊松比退化模型。分析结果表明:随着冻融循环次数和干湿循环次数的增加,混凝土轴心抗压强度、弹性模量逐渐下降,Ottosen强度准则的拉、压子午线纵坐标绝对值减小,混凝土的抗裂性能降低。     

受“渗流-应力场”及SO_4~(2-)-Cl~-作用后高性能混凝土性能研究

为揭示地下高性能混凝土性能劣化规律,针对地下结构中高性能混凝土所处环境特点,通过试验模拟"渗流-应力场"及硫酸盐、氯盐的共同作用,检测腐蚀后混凝土的承载力并分析腐蚀后混凝土中的腐蚀产物。结果表明:1)荷载单独变化时,荷载越大混凝土腐蚀越明显;2)水压单独变化时,水头差越大混凝土腐蚀程度越严重;3)水头差对混凝土抗压性能的影响要高于荷载,但荷载和水头差越大,两者差距将逐渐缩小;4)荷载和水头差同时作用下的混凝土受侵蚀情况更加严重,两者共同作用比单一因素作用后混凝土承载力减少更多。微观测试和分析表明,荷载和水头差作用会加快混凝土内腐蚀产物的生成,水头差对混凝土抗压性能的影响要略高于荷载,与混凝土强度测试分析结果一致。     

海洋环境下混凝土中氯离子传输规律

为了解决海洋环境下混凝土结构过早腐蚀,达不到服役寿命的问题,通过对海洋环境下不同腐蚀区域、不同暴露时间的混凝土结构进行氯离子质量分数检测,研究了海洋环境下混凝土在不同区域、不同侵蚀时间的氯离子传输规律。结果表明:海洋环境下当侵蚀时间一定时,混凝土的氯离子质量分数由高到低依次为水下区、潮汐区、大气区,但潮汐区的混凝土外观损伤比水下区严重;当腐蚀区域相同时,混凝土中的氯离子质量分数随腐蚀时间的增加而增大,并随深度的增加而减小,最后趋于稳定;在腐蚀时间和腐蚀区域都相同的条件下,混凝土的抗氯离子侵蚀能力随水灰比的增大而减小。     

钢纤维和聚丙烯粗纤维喷射混凝土性能研究

研究了钢纤维和聚丙烯粗纤维喷射混凝土的力学性能和耐久性能,特别是对其抗碳化及抗氯离子侵蚀耐久性进行了比较。结果表明,在适量的掺量条件下,钢纤维喷射混凝土的力学性能较聚丙烯粗纤维要好,但从长期耐久性来看,在碳化和氯离子腐蚀环境中钢纤维喷射混凝土将有一个失效的过程,而聚丙烯粗纤维喷射混凝土可长期有效。因此,在腐蚀环境条件下,当力学性能满足设计要求时,聚丙烯粗纤维完全可以替代钢纤维。     

海水侵蚀环境下混凝土力学性能劣化试验

以人工海水为侵蚀介质,采用加速腐蚀试验,对设计强度等级为C35的混凝土试件进行了0、10、20、30、40、50、60次干湿循环试验,检测了海水侵蚀作用对混凝土抗压强度、抗拉强度、弹性模量及应力-应变关系的影响.试验结果表明,混凝土随着干湿循环次数的增多,其表观质量和力学性能均呈现出不同程度的下降趋势.建立了混凝土随侵蚀循环次数变化的抗压强度折减模型、抗拉强度折减模型和弹性模量的折减模型,为进一步开展混凝土结构在侵蚀离子作用下的力学性能劣化机理与计算模型的研究提供了依据.     

临海环境对衬砌混凝土结构自防水性能影响研究

为获得合理的临海隧道衬砌混凝土配合比和提高混凝土自防水性能,以拱北隧道工程为背景,开展混凝土在临海侵蚀环境下的自防水性能试验研究。基于系统化的混凝土配合比设计方法确定防水混凝土初步配合比,通过碳化和硫酸盐侵蚀室内试验模拟临海环境对混凝土自防水性能的影响,对混凝土抗压强度、抗水渗透和抗氯离子渗透3个指标进行试验分析,最终获得最优配合比。结果表明： 1）复掺(20%粉煤灰+10%矿渣)混凝土自防水性能最好,该方案可作为拱北隧道主体结构混凝土配合比; 2）在碳化和硫酸盐侵蚀作用下,混凝土的抗氯离子渗透能力随时间逐渐减弱、抗压强度随时间逐渐增强; 3）混凝土掺合料对抗氯离子渗透能力的增强作用非常明显,但对混凝土后期强度增幅有一定的影响。     

环境与荷载耦合作用下混凝土结构耐久性劣化规律

结合通明海跨海大桥主梁、主塔等典型结构应力水平,对不同应力水平的典型构件进行环境与荷载耦合试验。研究在环境与荷载耦合作用下混凝土结构耐久性劣化规律,同时分析了荷载对混凝土氯离子扩散性能的影响机理,提出荷载对氯离子扩散系数的影响规律。     

硫酸盐-冻融共同作用下隧道衬砌支护喷射混凝土劣化性能研究

为研究地铁隧道衬砌支护结构在恶劣环境下的劣化问题,以西部地区地铁隧道服役过程中典型的气候条件和腐蚀环境为背景,研究冻融和盐溶液侵蚀情况下隧道衬砌支护结构的耐久性能。依据兰州秋冬环境温度和地下水中硫酸盐的离子质量浓度设计室内硫酸盐-冻融侵蚀试验,研究不同掺量的粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土在不同冻融循环次数作用下的质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数的影响,并根据试验结果建立考虑粉煤灰掺量和玄武岩纤维掺量的抗压强度衰减模型。结果表明： 1）粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土性能提升的最优掺量分别为20%和0.1%。2）混凝土的质量损失率随冻融循环先增大后降低,到后期又持续增大;随着粉煤灰和玄武岩纤维掺量的增大,衬砌支护喷射混凝土的质量损失率降低,当粉煤灰和玄武岩掺量分别达到30%和0.15%时,对质量损失率的降低出现负效应。3）喷射混凝土的相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数随着冻融循环次数的增大在初期损失较小,之后迅速增大。     

酸碱和冻融双重腐蚀下混凝土力学效应的试验研究

在酸碱和冻融双重腐蚀条件下,进行了混凝土室内模拟试验。通过对混凝土的表面腐蚀现象、单轴抗压强度以及应力—应变关系的探讨和分析,结果表明:强酸和强碱均对混凝土具有明显的腐蚀性;酸碱和冻融循环腐蚀在不同时期分别占据主导作用,双重腐蚀加速了混凝土力学性能的劣化。同时,对酸碱和冻融腐蚀的机理进行了分析。本文的研究对混凝土在复杂环境条件下的设计和工程应用具有重要参考价值。     

氯盐一维及二维腐蚀环境下RC结构锈胀开裂风险分析

基于Fick第二定律,在氯盐一维侵蚀模型的基础上,发展了氯盐二维侵蚀模型。考虑参数的随机性,采用Monte-Carlo方法,对比分析了两种侵蚀模型下RC结构锈胀开裂风险。研究表明：在高氯盐侵蚀环境下（如滨海,码头等）环境下,这一影响因素更为显著,因此在混凝土结构耐久性分析中应当考虑氯盐多维侵蚀的影响。界限裂缝宽度对二维及一维扩散环境下的失效概率基本相同;保护层厚度对一维扩散环境下的结构服役性能影响明显高于二维扩散环境;腐蚀电流对氯盐一维及二维扩散环境下的钢筋锈蚀影响基本相同。     

海洋环境下混凝土桩基耐久性影响因素研究

通过比较环境和材料等因素的影响,研究海洋环境中桩基混凝土的耐久性变化规律,结果表明,各因素对桩基耐久寿命的影响显著性不同,且它们之间具有耦合效应。基于氯离子的扩散方程,文中提出环境和材料耦合效应下的氯离子扩散模型,通过工程实测数据,验证模型的合理性。基于该耦合模型,预测了科特迪瓦阿比让四桥的使用寿命,与设计相符合。     

京沪高速铁路济南黄河大桥混凝土结构耐久性设计

通过对国内外混凝土结构耐久性的现状概述,说明混凝土结构耐久性设计的必要性。根据京沪高速铁路济南黄河大桥设计前期所落实的建桥环境条件及对黄河水、地下水的水质分析结果并结合耐久性设计有关规定中环境类别及侵蚀作用等级划分标准,判断该桥各部分的环境侵蚀作用等级,并结合结构设计使用年限及工程实际情况,制定了该桥耐久性设计的相关内容。