高性能清水混凝土耐久性试验研究

清水混凝土的表面直接裸露于空气,这对混凝土的耐久性能提出了很高的要求。针对清水混凝土的抗冻性、抗碳化、抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透等进行试验研究,对比了不同粉煤灰掺量清水混凝土的耐久性差异,试验结果表明在低水胶比下,即使在60%的粉煤灰大掺量时,混凝土仍能保证较高的抗冻性、抗碳化、抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透能力。     

九江长江公路大桥超宽箱梁混凝土的耐久性试验研究

九江长江公路大桥是双塔双索面单侧混合梁斜拉桥,边跨预应力超宽箱梁采用C55高性能粉煤灰混凝土进行施工。针对大桥所处环境条件提出了箱梁混凝土的耐久性设计指标,对骨料的碱反应活性及粉煤灰掺量对箱梁混凝土的抗碳化性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗氯离子渗透性能、抗冻性能的影响进行了试验研究。结果表明,工程施工所用砂石骨料不具有碱活性,在箱梁混凝土中掺入25%粉煤灰有助于提高混凝土的耐久性。     

高性能清水混凝土耐腐蚀性能及水化微观试验研究

高性能清水混凝土通过使用一些掺合料和外加剂来增强其抗物理侵蚀和耐化学腐蚀性能。通过分析高性能混凝土抗渗透、抗污染、抗干湿交替破坏、耐碳化、耐风化及耐氯离子和硫酸盐侵蚀性能,评价了高性能混凝土的优势,然后采用微观SEM试验对掺合料与外加剂对水化性能的影响进行试验分析。结果表明：将粉煤灰或者矿渣粉取代水泥可以提高水化程度,增大C—S—H凝胶含量,起到微孔隙填充和＂微纤维配筋＂效果,从而增大了混凝土的密实度和强度性能。     

粉煤灰对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能影响的试验研究

将不同配合比混凝土在不同侵蚀条件下进行抗硫酸盐侵蚀试验,试验结果表明:粉煤灰取代部分水泥可以改善混凝土抗硫酸盐侵蚀能力;粉煤灰取代水泥量越大,混凝土抗硫酸盐侵蚀能力越强,尤其对于高浓度硫酸盐溶液更是这样;粉煤灰混凝土抗侵蚀能力,随侵蚀介质浓度增加,下降的程度较基准混凝土小。     

机制砂混凝土氯离子渗透性能分析

为分析沿海地区机制砂混凝土耐久性能,本文对不同养护条件下河砂和机制砂配合比混凝土的力学性能和抗氯离子侵蚀性能进行了试验研究。发现自然条件养护混凝土均表现出比标准养护条件下更高的抗压强度。与河砂混凝土相比,机制砂混凝土的抗压强度和弹性模量较高。自然条件养护钻芯混凝土的氯离子扩散系数略高于标准养护,2种养护条件下机制砂配制混凝土的抗氯离子渗透性能良好,能够满足规范要求。     

松花江公路大桥结构混凝土耐久性试验

为掌握松花江公路大桥结构混凝土的性能退化规律,利用该桥主要构件实际施工时的材料及配合比制作了一批混凝土试件,进行耐久性试验。试验内容包括:混凝土碳化试验、冻融试验、冻融损伤影响下的氯离子渗透试验、碱骨料反应试验。试验结果表明:大桥主要构件混凝土抗压强度均达到了设计强度等级;混凝土碳化深度受混凝土强度影响较大且受冻融循环作用的影响较为明显;主桥桥墩和引桥桥墩的混凝土试件冻融损伤最为严重;与水冻破坏相比,除冰盐环境下混凝土的冻融破坏更加严重;冻融损伤对氯离子渗透影响显著;粗骨料存在潜在碱-硅酸反应危害。     

桥用高性能混凝土长期耐久性试验研究

滨州黄河大桥主桥是三塔预应力混凝土斜拉桥,桥塔采用C55高性能混凝土。在混凝土中掺加粉煤灰等活性掺和料,配制不同配合比的C55高性能混凝土,并对可能采用的C55高性能混凝土的长期耐久性、混凝土收缩、抗渗、碳化和钢筋锈蚀以及混凝土的抗氯盐侵蚀和抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验研究。结果表明,掺加活性掺合料有助于提高混凝土的长期耐久性。     

高性能混凝土耐久性技术指标在郑州黄河公铁两用桥中的应用

针对郑州黄河公铁两用桥环境作用等级及设计使用年限,对公铁两用桥高性能混凝土材料提出了混凝土中总碱含量和氯离子含量、含气量、早期抗裂性能、抗碳化性能、抗氯离子渗透性能等一系列的耐久性技术指标,并进行了混凝土耐久性试验,试验结果表明,郑州黄河公铁预应力箱梁混凝土具有较好的耐久性能,从而为提高郑州黄河公铁两用桥混凝土结构的耐...     

碳纤维对自密实混凝土性能的影响及其微观机理分析

研究了碳纤维体积掺量和水胶比对自密实混凝土工作性能、力学性能和抗氯离子侵蚀性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对碳纤维自密实混凝土微观性能进行了分析。结果表明:碳纤维掺量增大和水胶比减小会使拌和物的流动性降低,但仍符合GJ/T 283-2012《自密实混凝土应用技术规程》的要求。当其掺量不高于0.6%时,碳纤维在浆体中分散均匀,可有效限制自密实混凝土中微裂纹的扩展,改善断裂韧性,提高劈裂抗拉强度,并增强抗氯离子侵蚀性能,但会在一定程度上降低其抗压强度。当W/B=0.36,碳纤维体积掺量为0.2%时,其劈裂抗拉强度和抗氯离子侵蚀性能比对照组分别提升了10.5%和14.8%,综合性能最佳。     

橡胶混凝土耐热性能及抗碳化性能研究

为了研究橡胶混凝土的耐热性能和抗碳化性能,通过试验研究了橡胶粉掺量和受热温度对混凝土质量损失和抗压强度的影响,以及橡胶粉掺量和碳化时间对碳化后混凝土碳化深度、和强度指标的影响。试验结果表明,随受热温度的升高和橡胶粉掺量的增大,质量损失逐渐增大,而抗压强度逐渐减小,其中当受热温度大于600℃时橡胶混凝土的耐热性能大幅降低;各橡胶粉掺量下抗压强度和受热温度之间有很好的线性相关性,其中加入橡胶粉后︱A︱增大,混凝土温度敏感性增强。橡胶粉对碳化深度、碳化后抗压强度和抗折强度的影响规律不明显,当掺量小于10%时,混凝土碳化主要发生在14 d之后,而当掺量大于20%时碳化从7 d开始加速;橡胶粉掺量越多,碳化后混凝土折压比越大,混凝土弯曲韧性越好。     

C50高性能混凝土耐久性试验研究

滨州黄河大桥引桥是预应力混凝土连续梁桥,采用C50高性能混凝土。对将要选用的C50高性能混凝土进行了混凝土收缩、抗渗、碳化和钢筋锈蚀性能等试验研究。还对混凝土的抗氯盐侵蚀和抗硫酸盐侵蚀性能进行了试验。研究结果表明,掺加10％～18％粉煤灰有助于提高C50混凝土的耐久性。掺加的粉煤灰可以改善混凝土的干燥收缩性能和抗渗性,也可以改善混凝土抗氯盐和抗硫酸盐侵蚀的性能。     

弯曲荷载作用下水位变动区域混凝土中氯离子扩散规律试验

为了明确氯离子在水位变动区域混凝土中的扩散特性,研究了干湿交替条件和弯曲荷载共同作用下氯离子在混凝土中的扩散规律。试验过程中考虑3个试验因素:混凝土强度等级、弯曲荷载水平、应力性质。试验结果表明:随着混凝土强度等级的提高,氯离子扩散性能降低;随着荷载水平的提高,受拉区混凝土抗氯离子侵蚀的能力降低,受压区混凝土抗氯离子侵蚀的能力有所提高;受拉区混凝土抗氯离子侵蚀能力明显低于受压区;无论承受受压荷载还是受拉荷载,随着时间的延长,氯离子在混凝土中的扩散系数均逐渐降低。     

硅烷改性剂对清水砼耐久性的影响研究

为研究硅烷改性剂对清水砼耐久性能的影响,通过氯离子扩散快速渗透试验、抗干燥收缩试验、抗碳化试验、抗硫酸盐侵蚀与抗冻性试验对掺加不同硅烷改性剂和矿料的清水砼性能进行分析。结果显示,硅烷改性剂显著改善了清水砼的抗压强度,且硅烷单体(乙烯基三甲氧基硅烷)与粉煤灰相结合对砼强度的改善效果优于掺加硅烷聚合物MH50与矿渣;MH50对各指标的改善效果优于硅烷单体,掺加粉煤灰、矿渣可提高清水砼的干缩率;硅烷单体与粉煤灰的相互结合对砼抗渗透性能的改善效果最佳,而MH50与矿渣相结合对碳化深度、抗硫酸盐侵蚀、质量损失率和相对动弹性模量的改善效果最佳。汇总研究成果,推荐采用硅烷改性剂优化设计清水砼,提高其耐久性。     

纤维对C50防水混凝土抗裂及防渗性能的影响研究

通过试验研究了单掺聚丙烯纤维、钢纤维和复合钢纤维与聚丙烯纤维对C50防水混凝土力学、防渗及抗裂性能的影响。结果表明:纤维的掺入对混凝土的抗压强度影响不大,可明显提高其劈拉强度和抗裂性能,但会降低其抗水渗透和抗氯离子渗透性能,适量的聚丙烯纤维与钢纤维复掺可改善其防渗性能;复合钢纤维-聚丙烯纤维混凝土的性能优于单掺两种纤维的混凝土;1.05%体积掺量的钢纤维和0.15%体积掺量的聚丙烯纤维复合时,混凝土性能最佳。     

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。     

水性渗透型防水剂在桥面防水工程中应用研究

结合广东某高速公路桥面防水层应用SEAL100R防水密封材料项目,通过室内室外试验,测定了使用SEAL100R处理后混凝土的吸水性、耐磨性、抗氯离子腐蚀性和防水性。试验研究表明,水泥混凝土用SEAL100R进行处理后,能提高混凝土的密实度与强度,提高抗氯离子渗透与抗碳化能力,改善新混凝土的表面收缩与抗裂和抗冻融破坏能力。在桥面防水工程中应用,能降低施工劳动力成本、施工简便。     

透水混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

海绵城市建设热潮下,透水混凝土将扮演重要的角色。通过对透水混凝土砂率、水胶比、设计孔隙率以及增强剂掺量等四种因素四种水平进行正交试验,得到最优配比,并在最优配比基础下进行抗硫酸盐侵蚀性能的试验,结果发现:当砂率为6%、水胶比为0.3、设计孔隙率为14%、增强剂掺量为9%时,抗折强度与抗压强度存在共同的最优配合,当砂率为0%、水胶比为0.28、设计孔隙率为20%、增强剂掺量为5%时,透水系数最大,透水性能最好;通过功效系数法,对抗压、抗折强度和透水系数三者进行综合分析,确定出最优配合比:砂率为4%、水胶比为0.31、设计孔隙率为18%、增强剂掺量为7%;透水混凝土试件在硫酸盐溶液中进行干湿循环侵蚀,随着循环次数的增加,试件表面将出现石子脱落及裂缝变大的现象;其强度由于生成的钙矾石和石膏的影响将先增大,后减小。     

西南某隧道衬砌混凝土中的硫酸盐腐蚀破坏分析及对策

为掌握实际服役条件下隧道结构衬砌混凝土的硫酸盐腐蚀劣化特征与机制,通过对西南某隧道衬砌混凝土样品的力学、耐久性能测试以及微观分析,发现该隧道混凝土所遭受的腐蚀破坏由硫酸盐侵蚀造成,且腐蚀破坏程度严重。腐蚀产物类型与混凝土所处位置相关,在衬砌表层和开裂、剥落的混凝土中腐蚀产物主要以钙矾石和石膏为主,在衬砌与地面交接处的糊状混凝土中则以碳硫硅钙石为主。分析结果表明： 混凝土自身密实性不足和其使用大量石灰石原料是出现严重腐蚀破坏的主要原因。建议从混凝土原材料组成优选、配合比设计、施工养护和表层防护等多方面来提高隧道衬砌混凝土抗硫酸盐侵蚀破坏能力。     

石膏质岩区隧道混凝土侵蚀机理分析及配合比设计

为研究石膏质岩区隧道混凝土的侵蚀机理,首先分析了凉水井隧道石膏质围岩的成分,在扫描电子显微镜下对混凝土进行微观侵蚀机理研究,并提出了隧道二次衬砌高性能防腐混凝土的配合比,通过研究发现,掺料及纤维能够提高混凝土的强度,并降低氯离子扩散系数,同时改善了其抗裂性能,该成果对石膏质岩地区隧道的安全运营具有重要的现实意义。     

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。