提高混凝土抗冻耐久性的措施

探讨了影响混凝土抗冻耐久性的主要因素,并从原材料选择、混凝土配合比设计、早期养护、外加剂等方面提出了改善混凝土抗冻耐久性的技术措施。     

多年冻土区隧道衬砌混凝土冻融循环试验研究

多年冻土区隧道衬砌混凝土容易受到冻融循环作用而发生冻胀破坏,威胁隧道结构安全和使用寿命。针对依托工程衬砌混凝土配合比进行了冻融循环试验,得到混凝土质量、相对动弹模量、劈裂抗拉强度和抗压强度随冻融循环次数的变化规律,并拟合了函数关系;分析了混凝土力学性能变化规律和内在原因;为提高多年冻土区隧道衬砌混凝土抗冻耐久性提出了建议。     

引气剂对混凝土性能的研究

为研究含气量对标养及低温(3℃)混凝土强度及抗冻耐久性的影响,通过抗压强度试验、抗冻耐久性试验,测定了低温及标养混凝土的抗压强度及抗冻耐久性。试验结果表明:低温及标准养护下,混凝土强度较标准养护下降低;含气量越高,其改善混凝土抗冻耐久性能力越高,但受强度因素的制约,含气量存在一个合理范围。     

连霍高速公路预制梁混凝土配合比优化试验研究

本文通过分析预制梁实体表面质量缺陷,研究解决改善混凝土实体外观,提高混凝土耐久性的优化试验方案。实践证明,优化后混凝土配合比耐久性好,浇注的梁体外观质量缺陷明显减少,且配合比优化后单方混凝土材料成本降低明显,经济效益显著。     

季冻区掺粉煤灰水泥混凝土路面耐久性研究

针对东北季冻区夏季多雨、冬季寒冷、春秋两季冻融频繁的实际特点,对水泥混凝土路面耐久性进行研究.首先对各种原材料开展室内试验,进行配合比设计,试验结果显示:掺入粉煤灰后,水泥混凝土和易性和抗弯拉强度均明显改善.然后分别对水泥混凝土抗冻性、耐磨耗性、抗渗性、干缩性进行研究,结果表明:双掺减水剂和粉煤灰可以显著改善混凝土抗冻性能,并且粉煤灰掺量对混凝土抗冻性能影响最大,其次是水泥用量和减水剂用量,而砂率的显著性水平为不显著;当粉煤灰掺量为10%时,混凝土28 d的耐磨性能最好,而粉煤灰掺量大于30%时,其耐磨性能显著下降;同时,掺粉煤灰混凝土与普通混凝土相比,抗渗性显著增强,干缩值大大降低.最后,进行经济效益分析和社会效益分析.     

道路再生骨料混凝土耐久性试验研究

混凝土的耐久性是混凝土自身特性与环境因素、时间因素综合作用的结果.该文对道路再生骨料混凝土的耐久性进行系统试验研究,包括抗硫酸盐侵蚀试验、抗冻性试验和干缩性试验,结果表明:再生骨料混凝土的耐久性能够满足道路工程的需要.     

混凝土抗冻等级F和混凝土抗冻耐久性指数DF之间的关联

抗冻性作为衡量混凝土结构耐久性的重要指标,现行的混凝土结构设计、施工、验收规范和混凝土结构耐久性规范都有描述,两类规范用不同的指标(抗冻等级F与抗冻耐久性指数DF)衡量。通过有关混凝土抗冻性的诸多规范(规程、标准),明确了抗冻等级F与抗冻耐久性指数DF之间的关系,并阐明了抗冻等级F和抗冻耐久性指数DF衡量同一环境相同部位混凝土结构的抗冻性能时的不匹配性。然后,根据对诸多规范(规程、标准)的有关混凝土抗冻性内容的理解,将抗冻等级F与抗冻耐久性指数DF紧密连接成相辅相成的统一整体。     

客运专线箱形简支梁C50抗冻混凝土试验研究

根据铁路工程混凝土结构耐久性要求,针对哈大铁路客运专线预应力混凝土铁路桥箱形简支梁用C50抗冻混凝土,采用P·O 42.5普通硅酸盐低碱水泥、Ⅱ区中砂、5～20(25) mm 碎石、Ⅰ级低钙粉煤灰、S95磨细矿渣粉及聚羧酸系高性能减水剂等原材料进行配合比优化设计,通过室内试验和现场复验试验,配制出C50抗冻混凝土.试验结果表明:其56 d龄期的电通量小于900 C,能承受425次以上冻融循环,具有很高的抗氯离子渗透能力和抗冻融能力.该混凝土已成功应用于哈大铁路客运专线工程灯塔制梁场32 m预制预应力混凝土箱梁中.     

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。     

基于LSSVM和NSGA-Ⅱ混凝土耐久性多目标配合比优化

为减少由于耐久性不足而导致的混凝土结构劣化损伤，实现快速准确地确定配合比优化方案，以吉林某隧道工程为背景，选择混凝土耐久性主要指标抗冻性（动弹性模量）和抗渗性（氯离子渗透系数）为研究目标，建立一种LSSVM-NSGA-Ⅱ算法。基于原材料及配合比，利用最小二乘支持向量机（LSSVM）模型实现混凝土动弹性模量和氯离子渗透系数耐久性指标高精度预测，将回归预测函数作为适应度函数并结合规范及工程项目要求建立原材料及配合比相关的约束条件；在此基础上，利用NSGA-Ⅱ实现多目标优化。研究结果表明： 1）将相对动弹性模量和氯离子渗透系数作为耐久性评价指标并利用LSSVM模型进行预测的结果精度高； 2）所得预测回归函数作为适应度函数，以混凝土抗冻性和抗渗性为目标，利用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化后，可以获得配合比优化目标值； 3）经试验可知，混凝土工作性能等均符合规范和工程项目要求，且与工程实际情况相符。研究结果反映了该模型在配合比多目标寻优中的智能化、精准化。     

冻融环境下混凝土内外损伤特性的研究

混凝土的冻融破坏是当今混凝土耐久性问题的一个重要方面,在混凝土中掺加适量的引气剂能显著提高混凝土的抗冻性,从而增加混凝土的服役寿命.对混凝土不同冻融循环次数后的相对动弹性模量、失重率做了具体分析,并且对试件从外及里各部分进行了毛细吸水试验.结果表明:引气混凝土经过300次冻融循环后仍保持良好的抗冻性,失重率仅为0.3%,普通混凝土的抗冻性较差,100次循环后失重率达到0.9%;未掺加引气剂的混凝土试件经不同冻融循环后外部毛细吸收系数A值均大于其内部的毛细吸收系数,试件内外损伤程度不同.     

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。     

高寒地区超宽箱梁C50高性能混凝土配合比设计与应用

以乌海市甘德尔黄河大桥为依托工程,在进行混凝土配合比设计时,通过掺加高效减水剂、合理的外掺料、降低水胶比等来提高混凝土的性能,从而配制出大流动性、硬化后具有高耐久性、高尺寸稳定性、抗冻性及较高强度的高性能混凝土。     

HPP纤维水泥混凝土路面耐久性研究

传统的普通水泥混凝土路面由于受到自身材料的限制,其耐久性往往满足不了长期的使用要求。通过试验研究,在混凝土中掺入HPP纤维后,可以使其抗冻性、抗渗性、抗弯冲击性以及耐磨性能得到不同程度的提高,从而使其耐久性得到改善。     

公路工程构造物水泥混凝土抗冻性能试验研究

针对高海拔寒冷气候条件下公路构造物冻融破坏病害,同时考虑普通水凝混凝土、添加防冻剂水泥混凝土和添加纤维水凝混凝土,通过混凝土配合比设计、冻融前后质量变化、强度损失等试验研究,得出了针对寒冷地区抗冻混凝土设计方法、冻融过程质量及强度损失规律,以及提高混凝土抗冻性的措施,研究成果对提高公路构造物水泥混凝土抗冻性具有重要的工程意义和实用价值。     

高流动混凝土微观构造特征研究

本研究配制了强度相同(C60)的高流动混凝土和普通混凝土,测定了不同类型混凝土的强度、工作性等基本性能,并测定了混凝土微观孔隙构造分布和抗冻耐久性等宏观性能。实验研究表明,由于配合比和施工方法不同,高流动混凝土具有与普通混凝土不同的微观孔隙构造特征,并进而影响混凝土的宏观性能。因此,在高流动混凝土应用中,应充分考虑高流动混凝土微观构造特征带来的新变化。     

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.     

C20喷射混凝土冻融力学试验

采用喷大板法制做C20喷射混凝土试件,使用压力试验机对经历不同冻融循环次数的试件进行了抗压和抗拉强度测试,分析冻融循环作用下其变化规律,采用共振法和超声波法对经历不同冻融循环次数的喷射混凝土进行动弹性模量测试,分析其抗冻耐久性,并对经历不同冻融循环次数下的试件外观进行了描述。研究结果表明：冻融对喷射混凝土的抗拉和抗压强度影响较大,随着冻融循环次数的增加,抗拉和抗压强度衰减程度增大,相对动弹性模量也逐渐衰减,呈线性降低趋势;C20喷射混凝土的相对耐久性指数非常低,经历50次冻融循环后的耐久性指数为10.1%,与C20普通混凝土相比,其相对耐久性指数更低,抗冻耐久性更差;C20喷射混凝土经历75次冻融循环后出现严重的酥碎剥落情况,不能满足工程抗冻性要求。     

硬化混凝土气泡特征参数与冻融耐久性的关联分析

为了有效评价在役桥梁、码头等结构构件的混凝土冻融耐久性,选择能够表征硬化混凝土冻融耐久性的气泡参数并确定相应指标,对硬化混凝土的气泡间距系数、含气量、气泡密度、平均直径及比表面积等特征参数,与快速冻融试验得到的耐久性系数及质量损失之间的关联性进行系统研究.对85组混凝土试件进行了耐久性系数及硬化混凝土气泡参数的测试,建立了相应的关联模型,并用另外45组硬化混凝土的参数进行了验证.研究表明:气泡间距系数及气泡密度与混凝土冻融耐久性之间均存在较大的模糊范围,硬化混凝土含气量存在一个明确的阈值,气泡密度与气泡间距系数之间具有良好的相关性.用建立的相关模型预测混凝土的气泡间距系数,偏差均在±10％以内,可用其预测配合比不确知的实体混凝土气泡间距系数.     

基于增加试验数据对比性的沥青混合料配合比设计管理模式

沥青混合料配合比设计是沥青混凝土路面施工技术的核心工作,是沥青混凝土路面成败的关键因素.本项目整合了技术和科研资源优势,改变了以往由施工单位设计、监理单位复核的配合比设计模式,形成了通过采集相同的试验材料、规定相同的试验条件,由多方试验、科研单位参与配合比设计工作,最终对各家试验数据对比分析,提高数据的可靠性,使沥青混合料配合比设计得到真正优化的管理模式.