寒区钢筋混凝土盐冻损伤机理及耐久性研究

通过归纳总结钢筋混凝土结构盐冻损伤的机理,分析讨论各研究理论的特点与不足,探究并进行了更符合实际工况的实验室损伤试验。从试验结果来看,氯盐可以大大的加速混凝土的剥蚀进程,但同时,一定浓度的氯离子又能够抑制混凝土动弹性模量的损失。合理应用氯盐型融雪材料,可以保证结构使用功能的同时又不影响结构的耐久性寿命。     

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。     

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。     

浅议混凝土结构的耐久性

本文介绍了混凝土结构耐久性研究现状；引起混凝土结构耐久性损伤的主要因素；提高混凝土结构耐久性的措施，以及混凝土结构耐久性设计的主要内容，对混凝土结构的耐久性设计、施工和管理具有借鉴作用。     

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。     

氯离子在预应力混凝土结构中扩散过程的有限元分析

为指导氯离子侵蚀环境下预应力混凝土结构耐久性设计和寿命预测,基于Fick第二定律的混凝土中氯离子扩散方程与热传导方程的相似性,考虑物理或化学吸附、毛细吸收、预应力等多种机制和因素对氯离子在混凝土内传输的影响,对氯离子扩散系数进行了修正,采用ANSYS中热分析模块对氯离子在预应力混凝土结构中的扩散过程进行数值分析.通过与氯盐侵蚀环境混凝土中氯离子浓度试验值进行对比,证明该方法能有效预测氯盐侵蚀环境混凝土中氯离子浓度分布.采用该方法对现役近海预应力混凝土铁路桥梁氯盐侵蚀情况进行模拟,分析得出服役60年左右该预应力混凝土铁路桥梁达到结构耐久性极限状态.     

不同盐类环境下混凝土的抗冻性研究

混凝土的盐冻破坏是导致混凝土耐久性不足的重要原因之一。利用2%、4%两种浓度的NaCl、CaCl_2、CaAc_2以及十二烷基硫酸钠引气剂,对单盐、复合盐环境条件下的C30、C50两种混凝土进行了抗冻耐久性快速试验,研究了不同除冰盐类型及同种除冰盐对不同强度等级的混凝土和引气剂对混凝土抗盐冻耐久性的影响。研究表明:在浓度一定的单盐作用下,CaAc_2对C30、C50混凝土破坏最小,NaCl和CaCl_2对混凝土破坏效果相当,NaCl稍大;在浓度一定的复合盐作用下,混凝土破坏程度随着CaAc_2的浓度增大而减少,随着氯盐类的比重增大而增大;混凝土的抗盐冻性能与其强度等级成正比;掺入引气剂能大幅提高混凝土的抗盐冻性能。     

抗氯离子侵蚀耐久寿命实用预测方法

为研究北方盐冻地区,氯离子侵蚀对混凝土桥梁耐久性寿命的影响,提出了一种基于有限元的氯离子扩散模拟方法。该方法采用ANSYS软件模拟氯离子扩散,可以得到桥梁结构在氯离子侵蚀环境下的耐久性寿命,并以25 m预制小箱梁主梁为例说明了计算方法。结果表明:该方法克服了传统基于正交坐标系求解方法推导复杂且计算繁琐的缺点,可用于箱梁等不规则结构,以及非正交二维氯离子渗透的问题,适合工程实际。     

金塘大桥承台海工混凝土耐久性检测与寿命预测

通过对金塘大桥已建部分承台混凝土进行了保护层厚度、表面氯离子浓度和氯离子扩散系数等耐久性检测,并根据检测结果以Fick第二定律为基础的理论模型对混凝土结构抵抗氯离子侵蚀耐久寿命进行预测.此研究成果可为氯盐侵蚀环境下混凝土结构耐久性设计与评估提供参考.     

混凝土冻融破坏机理分析及寿命预测

为提高高寒地带混凝土的耐久性,对混凝土的冻融破坏机理进行了分析,并对受到冻融破坏后的混凝土寿命预测方法进行了简介。分析表明,目前混凝土冻融破坏应用比较成熟的理论为静水压理论和渗透压理论,静水压理论和渗透压理论的主要区别就在于未冻水的迁移方向。混凝土抗冻性影响因素主要有水胶比、含气量、粗集料和掺合料。每种影响因素作用的机理不同,但都共同影响着混凝上在冻融环境下的耐久性。既有研究建立的混凝土冻融寿命预测方面还仅停留于理论层面,能够指导工程实践应用的寿命预测模型仍有待进一步研究。     

混凝土结构抗氯离子侵蚀试验研究及耐久寿命预测

通过试验对不同水胶比以及掺粉煤灰、硅灰的混凝土进行氯离子扩散系数测试,分析水胶比以及粉煤灰和硅灰等活性集料对混凝土结构抵抗氯离子侵蚀性能的影响。根据试验结果对混凝土结构抵抗氯离子侵蚀耐久寿命进行预测。此研究成果可为氯盐污染环境下混凝土配制及结构耐久性设计与评估提供参考。     

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%)。     

海陵岛大桥跨海段混凝土桥梁耐久性设计

为确保海陵岛大桥跨海混凝土桥梁的100a设计使用寿命,结合类似跨海桥梁的成果对氯离子环境特点进行了分析对比。根据本项目实际情况,本文在对混凝土结构腐蚀机理和主要影响因素的分析基础上,确定出结构构件的不同环境作用等级。从基本措施、补充措施和辅助措施三方面说明了耐久性设计技术路线,并重点对不同补充和辅助防腐措施的技术特点、优缺点、全寿命成本及应用情况进行了研究。提出了技术可靠、经济性好的混凝土结构耐久性多层次防护方案体系,经检测,初步验证了耐久性设计的合理性。     

季冻区路面混凝土界面区劣化行为及与强度相关性

为了揭示季冻区路面混凝土界面区在自然环境与车辆荷载耦合作用下的劣化机理，以及界面区劣化对路面耐久性的影响，通过室内设计普通交通环境和超载条件下的荷载-冻融-干湿循环三场耦合试验模拟路面水泥混凝土实际工作环境，并与普通交通条件下的疲劳荷载单因素试验及荷载-冻融双场耦合试验进行对比，以探求季冻区路面混凝土界面区劣化的主要影响因素；采用扫描电镜观测和X射线能谱分析分别测定在混凝土处于不同耦合作用阶段的界面区细观结构、钙硅比变化；采用静态弯拉强度试验测定三场耦合下各阶段的混凝土力学性能，并采用多元回归分析方法揭示路面混凝土界面区劣化行为与混凝土强度的相关性。结果表明：季冻区路面混凝土运营时，车辆荷载主要引起混凝土界面区沿原生微裂缝的局部损坏；冻融循环伴随干湿交替的环境作用促使裂缝在各方向蔓延形成大片缺陷，且该界面区劣化行为是物理-化学过程。主要表现为，路面混凝土的抗弯拉强度呈下降趋势；界面区大量裂缝交叉贯通，密实度显著降低，氢氧化钙结晶析出；超载情况下，疲劳寿命急剧缩短，且界面区内部微裂纹的宽度显著增大。混凝土疲劳破坏时，界面区临界损伤阈值为：界面区宽度为70 μm；密实度为50.96%~54.25%；微裂缝最大长度在24.48~26.04 μm之间；微裂缝最大宽度在11.73~15.72 μm之间。可利用多元线性回归方程描述混凝土强度与界面区结构缺陷之间的定量关系，各结构参数对强度影响程度从大到小依次为：密实度、裂纹宽度、裂纹长度。     

高耐久性混凝土在预应力桥梁中的应用研究

在保证混凝土强度和坍落度的情况下，按耐久性指标，即盐冻剥落量、DF值、Cl^-离子扩散深度和钢筋锈蚀率对C50空心板染混凝土进行材料配合比设计。同时，比较了按耐久性设计优化混凝土与按传统设计混凝土两者间的性能优劣，并介绍了优化混凝土配合比在实际工程中的应用情况。     

沈海高速公路温州段海湾大桥混凝土结构耐久性设计

沈海高速公路温州段改扩建工程,有1/2以上路段拟以混凝土结构桥梁跨越,其中4座为跨海湾大桥。温州段跨海湾大桥所处的海洋环境具有一定的独特性,对混凝土结构有较强的腐蚀作用,因而需进行耐久性研究和设计,以确保工程百年寿命。根据温州地区沿海环境,对跨海湾大桥的混凝土结构耐久性设计进行了初步探讨,分析了引起结构腐蚀的主要因素,并提出了相关的防腐措施和设计建议。     

机场道面混凝土抗表面剥落试验研究

为研究机场道面混凝土抗表面剥落性能,借鉴国内外相关试验方法,采用盐冻法对四种强度等级的道面混凝土进行抗表面剥落性能试验研究,系统分析了抗表面剥落试验的影响因素,并设计了适用于机场道面混凝土的抗表面剥落试验方法,为道面混凝土抗冻耐久性设计提供依据。     

沿海混凝土桥梁的腐蚀与防护

沿海钢筋混凝土与预应力混凝土桥梁易受渗入到钢筋表面的氯盐腐蚀，影响结构的耐久性。为了提高耐久性，针对混凝土桥梁阐述了在设计和施工中亟宜采用的防氯盐腐蚀的基本措施，以及在恶劣环境下的重要工程所宜采用的特殊防护措施。实践表明，采取这些措施能有效地延长结构的使用寿命，效益显著。     

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。     

氯盐环境混凝土结构耐久性设计

简要描述了混凝土结构耐久性研究的相关内容;针对氯盐环境,结合杭州湾大桥工程,从环境和材料层次上提出了混凝土结构耐久性的设计方法.