水泥混凝土盐冻损害影响因素与防治措施研究

寒区冬季铺洒盐化物除雪会造成水泥混凝土路面的盐冻损害,通过水泥混凝土盐冻损害试验,研究了含气量、外掺料及融雪剂种类等因素与水泥混凝土盐冻损害剥落率的关系,提出了寒冷地区水泥混凝土盐冻损害的防治措施。     

盐冻条件下含气量对路用混凝土性能影响的试验分析

采用快冻法研究了盐冻条件下不同含气量水平的路用混凝土的抗盐冻能力、抗Cl-渗透、抗压强度和耐磨性等长期路用性能。结果表明:含气量的增大对提高混凝土抗盐冻能力具有非常明显的作用;含气量为6%以下时,对提高混凝土抗渗性能有益;单纯的含气量增加对混凝土抗压强度和耐磨性能并没有贡献,相反会降低这两项路用性能;当含气量为6.31%时,强度衰减的程度较低;综合分析含气量对各性能的影响,认为含气量为6.0%~6.3%是一个相对于各项路用性能都较为有利的合理范围,推荐为构造物混凝土适宜含气量范围。     

高寒地区桥面板水泥混凝土抗盐冻性能研究

针对新疆高寒地区桥面板水泥混凝土处于气候严寒和氯盐侵蚀的工作环境,设计桥面板混凝土配合比正交因素表以及混凝土盐冻、水耦合试验方案。通过混凝土盐冻后剥蚀量和动弹性模量损失,分析用水量、水胶比、引气剂掺量以及粉煤灰掺量对桥面板混凝土抗盐冻性能的影响规律。通过混凝土内部结构、力学性能以及耐磨性变化规律分析盐冻对混凝土的性能影响规律。结合性能损伤试验,分析桥面板混凝土抗盐冻性能改善机理,提出基于抗盐冻性能设计的桥面板混凝土配合比建议值。试验结果表明:用水量和引气剂掺量对桥面板混凝土的抗盐冻性能起决定性作用,方差分析值分别为92.80和59.35;用水量由144 kg/m~3增至156 kg/m~3,混凝土相对动弹模量减小了4.85%,剥蚀量由1.68 kg/m~2增至1.93 kg/m~2,增幅约14.8%;引气剂掺量从0.4‰增至1.2‰,混凝土的相对动弹模量增幅达到4.4%;混凝土盐冻剥蚀量与相对动弹模量呈线性关系,随着剥蚀量的增加相对动弹模量逐渐减低;经过300次冻融循环后,混凝土的抗弯拉强度损失率均超过17%,水胶比由0.34增至0.4,混凝土的抗弯拉强度损失率由21%增至33%;3种水胶比时,100次盐冻循环后混凝土的磨损量提高了6%,说明盐冻虽然能加快混凝土表面砂浆层剥蚀速度,但对混凝土剥蚀面以下砂浆层磨损不明显。     

严寒地区路用水泥混凝土耐久性分析

对在严寒冰雪季冻地区,路用水泥混凝土在除冰盐存在的情况下耐久性的要求和影响因素进行论述,特别是针对含气量对路用水泥混凝土抗氯化物渗透性能的影响机理进行了详细分析,对于改善此类地区路用水泥混凝土耐久性能具有重要参考价值。     

水泥混凝土盐冻腐蚀机理及改善措施分析

建设于寒冷北方地区的公路工程混凝土结构在冬季雪后,为保证交通安全,通常采用铺撒除冰盐型融雪剂进行除冰化雪,而使用除冰盐类融雪剂的结果是导致水泥混凝土路面、桥面、护拦、路缘石等结构物盐冻损坏。调研显示,在水泥混凝土所有耐久性失效问题中,盐冻剥蚀破坏最为迅速。文章分别就水泥混凝土盐冻腐蚀机理及改善措施进行分析,供同行参考。     

橡胶颗粒掺量及粗细对水泥混凝土路面抗渗及抗冻影响

以橡胶颗粒取代细集料砂子的取代率及细度模数为变量,采用二因素、四水平的正交试验,研究橡胶颗粒掺量和粗细程度对水泥混凝土路面抗渗及抗冻的影响。结果表明:橡胶颗粒的掺入有效提高了混凝土的抗氯离子渗透和抗盐冻性能。橡胶颗粒的取代率和细度模数对混凝土抗氯离子渗透性影响显著,橡胶颗粒的取代率对混凝土抗盐冻性影响特别显著,细度模数对混凝土抗盐性影响显著。当混凝土中掺入细度模数为1.38的特细橡胶粉,且掺量为细集料的40%(体积比)时,混凝土抗氯离子渗透电通量为527 C,抗盐冻等级为F500。     

基于宏观性能及细观结构的多尺度道路混凝土抗盐冻性能研究

道路混凝土暴露于自然环境中受到冻融循环与除冰盐的共同作用,导致内部结构疏松、微裂纹扩展,最终造成道路混凝土宏观性能迅速衰减、耐久性劣化。为了从本质上研究道路混凝土盐冻劣化机理,对盐冻作用下的道路混凝土宏观性能衰减进行研究,采用压汞法及SEM对盐冻作用下的道路混凝土细观结构进行表征,从宏观性能及细观结构多尺度研究道路混凝土抗盐冻性能。试验结果表明:盐冻作用下道路混凝土相对动弹性模量不断减小、累积剥落量逐渐增加;与冻融单因素作用相比,盐冻作用下试件的劣化更严重,当冻融150次后盐冻下试件动弹性模量比冻融单因素时低11.4%(含气量4%)、6.3%(含气量6%),累积剥落量比冻融单因素作用时增长36.7%(含气量4%)、47.1%(含气量6%)。盐冻作用的结晶膨胀效应、渗透效应及温度梯度效应综合作用,造成道路混凝土临界孔径、最可几孔径及平均孔径减小,混凝土内部孔隙不断细化、孔隙连通性提高、渗透路径的曲折性降低;与冻融单因素作用相比,盐冻作用下的多害孔比例增加1.5倍(含气量2%)、0.6倍(含气量4%)、1.1倍(含气量6%)。     

含气量对混凝土性能影响的试验研究

针对青藏高原气候特点,对不同含气量的混凝土性能进行研究.对道路混凝土的抗压、抗折、热传导、干缩、温缩、耐磨、抗冻等性能进行了系统的试验研究.结果表明,含气量大约在3%～6%之间时混凝土抗折强度较高,且引气减水剂的掺入可使抗折强度提高15%～20%;导热泵数、热扩散和热传导系数随混凝土的含气量增大而减小,干缩变形则随含气量增加先减小后增大.对于磨损率来说,含气量在4%左右磨损率会突然增大.影响引气混凝土气泡稳定的因素较多,尤其是青藏高原恶劣的气候环境和使用条件,因此青藏高原地区引气混凝土路面施工时应适当加大引气剂的掺量,控制成型混凝土的含气量在设计范围内.综合各项试验结果,认为青藏高原地区修筑引气水泥水泥混凝土路面的适宜含气量应控制在6%±0.5%.     

纤维混凝土抗盐冻性能试验研究

为提高季冻区路用水泥混凝土的抗盐冻性能,以钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维混凝土和素混凝土为研究对象,进行盐冻条件下的弯拉强度及冻融循环试验,分析200次冻融循环作用下混凝土的弯拉强度损失、相对动弹模量、质量损失及疲劳寿命。研究结果表明:纤维的掺入可显著提高混凝土的弯拉强度(聚丙烯纤维除外)、抗盐冻性能及疲劳性能;钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维4种纤维掺入后,混凝土的弯拉强度分别比素混凝土弯拉强度增加14.3%、7.9%、20.6%和-4.8%;抗盐冻性能由高到低为聚丙烯纤维钢纤维PVA玄武岩纤维;200次冻融循环作用下,疲劳寿命由大到小为钢纤维PVA聚丙烯纤维玄武岩纤维素混凝土路面。4种纤维中,钢纤维混凝土弯拉强度和抗盐冻性能良好,且冻融前后疲劳性能最佳,因而在季节性冰冻地区水泥混凝土路面材料设计时应当优先推荐使用钢纤维。     

水泥混凝土路面盐冻破坏的主要影响因素研究

文章主要研究了含气量、水胶比、辅助性胶凝材料、骨料、纤维等主要材料与配合比参数对混凝土抗盐冻性的影响。对我国东北、华北、西北地区的混凝土路面与桥涵等表面结构物在冬季洒融雪剂条件下,防止盐冻破坏有重要技术参考价值。     

高抗冻和抗除冰盐剥蚀性混凝土在高等级公路中的应用

介绍高抗冻和抗盐冻剥蚀性混凝土高等级公路的设计、试验和施工的情况，实验室和现场撒盐破坏均表明在保证等抗压强度、等水泥用量和坍落度的条件下，按抗冻（包括盐冻）耐久性设计的混凝土，其抗冻（包括盐冻）性与原施工混凝土相比有本质的改善。     

融雪剂对混凝土路面剥蚀破坏机理及预防措施的研究

通过分析融雪剂对混凝土的盐冻破坏机理,经试验确定水灰质量比、引气剂掺量及粉煤灰等掺合料对混凝土的抗盐冻性的影响,提出有抗冻要求的地区路面混凝土配合比的注意事项.     

水泥混凝土路面盐剥蚀的罩面修复

水泥混凝土路面盐剥蚀破坏采用以Sc水泥改性剂为主添加剂的聚合物水泥砂浆进行超薄罩面修复，是一种经济、实用的维修方法，可望成为水泥混凝土路面盐剥蚀、磨损等表面破坏修补的常规养护手段。     

混凝土抗盐冻剥蚀试验方法的研究

在分析、比较不同国家现行的盐冻试验方法，在研究影响混凝土除冰剥蚀因素的基础上，对盐冻试验方法进行改进，提出更简易的盐冻试件制备方法和抗盐冻性能的量化评价方法。     

水泥混凝土路面抗滑构造对抗盐冻性的影响

为了研究水泥混凝土路面抗滑构造对抗盐冻剥落的影响,采用5种不同抗滑构造,进行抗盐冻剥落试验。结果表明,对普通混凝土,拉粗毛和中毛时试件剥落最多,剥落量比光面混凝土大20多倍,刻粗槽和拉细毛其次,而刻细槽剥落量最小;通过掺加引气减水剂,剥落量可明显减少。因此在北方地区,作抗滑处理的混凝土应掺加引气减水剂,并尽量采用刻细槽,不宜采用拉槽工艺。     

纳米改性路用混凝土抗盐冻性能试验研究

为改善路用混凝土抗盐冻性能,选取4种纳米材料SiO_2、TiO_2、Al_2O_3和Fe_2O_3,采用单掺方式(掺量均为水泥质量的1%),制备20组试件,配制浓度为3%的NaCl溶液,分别进行弯拉强度试验和冻融循环试验,测得混凝土的弯拉强度及不同冻融循环次数下混凝土的弯拉强度损失、质量损失和相对动弹模量。研究结果表明:(1)4种纳米材料均可有效提高路用混凝土的弯拉强度,改善混凝土的抗盐冻性能;(2)SiO_2增强混凝土弯拉强度效果最好,TiO_2改善混凝土抗盐冻效果最佳。     

季冻区结构物混凝土耐久性评价分析

针对水泥混凝土结构物的服务环境、使用特点,系统总结了水泥混凝土的耐久性评价体系,对季冻区水泥混凝土耐久性环境进行分析,提出高纬度季冻区水泥混凝土抗冻性能评价方法及指标、抗盐冻指标与评价方法及耐久性综合评价体系。     

路用引气混凝土含气量损失试验研究

引气混凝土路面使用非常广泛,但关于其含气量经时损失的相关文献较少.笔者主要针对水泥混凝土滑模施工路面,分析了混凝土含气量损失的机理并通过大量室内试验数据详细阐述了引气剂掺量、水灰比、坍落度、粉煤灰、振动时间以及混凝土所处状态对引气混凝土含气量损失的影响.此外,还对如何控制混凝土含气量的损失提出了笔者的一些建议.     

纳米SiO_2改性水泥混凝土抗盐冻性能研究

通过慢冻法试验以单位面积剥蚀量及相对动弹模量为评价指标研究不同掺量下纳米SiO_2改性混凝土抗盐冻融循环能力,并进行三点弯曲试验,研究其断裂韧度及断裂能损失率,基于此建立水胶比W/B=0.31时的盐冻融损伤回归方程。结果表明:经过纳米SiO_2改性的混凝土抗盐冻融性能明显提升,在60次冻融循环之内,2.0%掺量下最大可分别提升混凝土约70%单位面积剥蚀量、24.2%相对动弹模量、29.5%断裂韧度及10.9%断裂能,且纳米SiO_2存在最佳掺量范围1.5%～2.0%;在W/B=0.31时,纳米SiO_2改性混凝土单位面积剥蚀量、相对动弹模量、断裂韧度损失率以及断裂能损失率与其掺量、冻融次数之间存在较为显著的数学关系。     

抗折剂对水泥混凝土抗裂性能影响研究

针对普通水泥混凝土路面易产生裂缝和断板的问题,研究了抗折剂对水泥混凝土力学性能的改善效果。对比分析了4种不同掺量抗折剂的混凝土与基准混凝土的抗折强度和抗裂性能。发现掺加抗折剂的混凝土的抗折强度和抗裂性能均有不同幅度的提高,在掺量为2.5%的情况下,水泥混凝土的抗折强度和抗裂性能提升效果最佳。抗折剂能有效延缓水泥混凝土路面裂缝和断板的产生,提高水泥混凝土路面的使用性能,降低工程成本。