灰渣混凝土耐久性能试验研究

以火力电厂大量堆存的粗颗粒粉煤灰为研究对象,在研究灰渣混凝土力学性能的基础上,选择电通量、氯离子扩散系数和抗硫酸盐干湿循环次数为评价指标,研究了灰渣混凝土抗氯离子渗透性能和抗硫酸盐侵蚀性能.研究表明,56 d灰渣混凝土的电通量＜1 000 C,氯离子扩散系数＜5×10-12 m2/s,抗硫酸盐干湿循环次数大于KS150,因此灰渣混凝土可以用于氯盐侵蚀环境和盐类结晶破坏环境下铁路混凝土工程中.     

含气量和养护龄期对混凝土抗氯离子渗透性能影响的试验研究

通过对不同含气量、不同养护龄期的混凝土进行试验,对混凝土的电通量试验结果进行分析,研究含气量和养护龄期对混凝土抗氯离子渗透性能（电通量）的影响,探讨现场新拌混凝土的含气量应控制的范围与减少抗氯离子渗透性能测试龄期的可行性。     

复掺外加剂体系对低水胶比混凝土强度及耐久性影响试验研究

对低水胶比(m_W/m_B=0.3)复掺外加剂体系(膨胀剂、减水剂、引气剂)拌制的混凝土进行强度及耐久性正交试验,分析了不同掺量对新拌混凝土工作性、混凝土强度及耐久性的影响规律,基于电通量法和快速氯离子迁移系数法(RCM法)评定混凝土的耐久性,给出各外加剂的最优掺量。结果表明:外加剂复掺体系所引起的电通量及氯离子迁移系数变化趋势相近,耐久性变化均随着外加剂掺量的增加先变好后变差,在此配合比下,JS=1.5%,YQ=0.4%,PZ=8%时混凝土耐久性最好;3种外加剂对混凝土的强度增长均有促进的作用,其中减水剂对混凝土早期强度和后期强度影响最明显;随着引气剂掺量的增加,强度先降低后增加;膨胀剂掺量对混凝土强度影响无固定规律。鉴于试验选用地材及配合比等的局限性,本研究仅为后续类似研究提供参考。     

客运专线高性能混凝土电通量影响因素试验研究

研究目的:试验研究各种因素对客运专线高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律,为优选混凝土配合比参数和指导施工提供依据.研究结论:电通量作为客运专线高性能混凝土耐久性的重要评价指标受到多种因素的影响:随着水胶比的增加,混凝土电通量逐渐增加;含气量对混凝土电通量影响不大,含气量达4.0%时混凝土电通量仍能满足耐久性要求;应严格控制混凝土用砂含泥量小于4.0%;40%的粉煤灰掺量不仅是混凝土抗压强度的拐点,也是耐久性指标的极限点;粉煤灰烧失量对混凝土早期及28 d电通量影响较大,对56 d龄期混凝土的电通量影响不太明显;对于混凝土电通量而言,外加剂有个临界掺量.     

海工耐久混凝土配合比设计研究

以杭州湾跨海大桥为背景,着重对海工耐久混凝土配合比进行了研究。在确定海工耐久性混凝土配合比之前,进行了掺减水剂混凝土拌和物性能对比试验、不同矿粉掺量混凝土氯离子渗透性能的对比试验、不同水泥用量混凝土抗压强度的对比试验、承台墩身配合比试验。根据上述试验结果,确定的配合比使海中混凝土既能满足耐久性要求,又能满足低成本的要求。     

蒸汽养护对高速铁路轨道板混凝土渗透性的影响

为探明蒸汽养护对采用水泥-矿渣粉复合胶凝材料的轨道板混凝土渗透性的影响规律,研究了不同养护条件下(蒸汽养护和标准养护)轨道板混凝土表面吸水率和抗氯离子渗透性能(6 h电通量和氯离子扩散系数),并分析了不同蒸汽养护最高恒温温度对复合胶凝材料水化程度的影响。试验结果表明:蒸汽养护能有效提高轨道板混凝土材料早期(28 d)和后期(56 d)抗水渗透能力,而对其抗氯离子渗透能力的改善作用则主要表现在早期,对混凝土后期抗氯离子渗透能力影响不明显;在对复合胶凝材料水化程度的影响方面,蒸汽养护会显著加快水泥-矿渣粉复合胶凝材料体系的水化进程,有利于提高水化产物密实度,蒸汽养护最高恒温不超过60℃对提高水泥基胶凝材料抗渗性更加有利。     

矿物掺合料对高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响

采用ASTM C1202推荐的快速试验方法——直流电量法,研究了水灰比以及粉煤灰和硅粉两种矿物掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响。试验结果表明：水灰比降低,虽然可以降低混凝土6h库仑电量,但并不能有效地提高混凝土抵抗氯离子渗透能力,只有掺入矿物掺合料才能有效解决这一问题。单掺粉煤灰可以降低氯离子在混凝土中的渗透性,且随着粉煤灰掺量的增加,混凝土渗透性降低;粉煤灰的细度对混凝土28d龄期前的渗透性有较大的影响,而对后期的影响较小。单掺硅灰显著降低混凝土6h库仑电量,而且硅灰与粉煤灰复合双掺可进一步改善混凝土的抗氯离子渗透性。综合考虑,少量的硅灰与粉煤灰复合双掺是配制具有极低氯离子扩散渗透性混凝土的重要技术途径。矿物掺合料改善混凝土抗氯离子渗透性的机理主要是其在混凝土中的密实填充效应和火山灰效应。     

氯盐环境下铁路混凝土配合比参数的研究

分析氯离子扩散系数作为氯盐环境下混凝土耐久性评价指标的原因及合理性。系统研究水胶比(0.33、0.38、0.45)、矿物掺和料种类(粉煤灰、磨细矿渣粉、偏高岭土、硅灰)、掺量及含气量等配合比参数对混凝土氯离子渗透性能影响规律;探讨氯盐环境下铁路混凝土配制要求;提出氯盐环境下铁路混凝土配合比参数限值。研究表明:氯盐环境下适当加入矿物掺和料是提高混凝土耐久性的关键技术措施;粉煤灰和矿渣适宜掺量分别为30%～50%、40%～60%;适当引气(含气量为4%～6%)能提高混凝土抗氯离子渗透性能;严重氯盐腐蚀环境下,应采用矿物掺和料复掺技术,且宜添加适量硅灰。     

低温(3℃)养护条件下不同水灰比混凝土细观孔结构及抗氯离子渗透性试验研究

为研究低温(3℃)养护条件和水灰比对混凝土抗氯离子渗透性和细观孔结构的影响规律及程度,采用气孔分析法和直流电量法对低温(3℃)养护条件下和标准养护条件下的不同水灰比混凝土28 d细观孔结构和电通量进行测试。试验结果表明:低温(3℃)养护条件对不同水灰比混凝土孔径分布有显著影响,使其孔径粗化严重,大孔含量增多,小孔含量减少;气孔间距系数和平均孔径都明显大于对应标准养护条件下的混凝土,且都随着水灰比增大而增大,低温(3℃)对低水灰比混凝土平均孔径影响程度大,对高水灰比混凝土平均孔径影响程度小;不同水灰比混凝土28d电通量值也明显大于其标准养护条件下的混凝土,且随着水灰比增大,电通量值逐渐增大,抗氯离子渗透性逐渐减弱;低温对不同水灰比混凝土孔结构和抗氯离子渗透性都产生不利影响,使混凝土细观孔结构劣化,抗氯离子渗透性降低,且对低水灰比混凝土的影响程度大。     

京张铁路超大断面隧道衬砌混凝土制备技术

针对新建京张铁路长城车站超大断面隧道衬砌的结构特点和环境条件,通过优选原材料、优化混凝土配合比、微集料填充、温度收缩与干燥收缩补偿等途径,试验配制出高充填性、低水化热、低收缩和高密实的衬砌混凝土;提出了自粘式保湿养护膜与充气式气模相结合的新型养护措施,有效解决了衬砌混凝土养护不足的问题。采用优化后混凝土配合比在长城车站进行了试用,优化后混凝土温度峰值为53.4℃,30 d龄期时实体混凝土未出现开裂现象,混凝土气体渗透系数为0.24×10-16m2,仅为优化前混凝土的12%。     

基于碳化环境下地铁车站混凝土性能评估与寿命预测

通过对现场同条件养护试块力学性能、碳化性能和抗氯离子渗透性能的测试,评价车站混凝土结构在碳化环境下的耐久性能,并对车站顶板、底板和侧墙混凝土结构进行了使用寿命预测.结果表明:现场同条件养护试块的抗压强度和抗渗透性能满足设计要求,电通量值处于较低水平;不同配合比的混凝土抗碳化性能有一定差别,随着龄期的增长混凝土的碳化速度系数呈逐渐降低的趋势;碳化环境下地铁工程车站混凝土能满足100年的设计使用寿命.     

混凝土中氯离子扩散数值分析方法及实桥应用

氯离子在混凝土中扩散聚积到一定浓度后会引起钢筋锈蚀,钢筋锈蚀引起的混凝土保护层锈胀开裂影响钢筋混凝土结构正常使用性能,对氯离子扩散系数进行修正,修正系数可以考虑时间效应、温度效应和湿度效应,将修正扩散系数与有限元软件结合得到氯离子渗透数值分析方法,通过氯离子在试块中一维和二维渗透试验结果对数值分析方法进行验证,最后将数值分析方法应用到实桥中。研究结果表明:基于本文建立的氯离子渗透数值分析方法的计算值与试验值吻合较好;预应力T梁在考虑氯离子空间分布下,相同深度而位置不同处的氯离子浓度不同,最外层钢筋在100 a时氯离子浓度最大值为0.231%;预应力箱梁计算结果说明底板角部钢筋在最大龄期100 a时氯离子浓度为1.03 kg/m3是中部位置氯离子浓度的1.30倍,结果均小于临界氯离子浓度,说明箱梁内钢筋在服役期内不会发生锈蚀。     

高速铁路桥梁高性能混凝土配合比设计

所设计的C55高性能混凝土配合比,不仅满足桥梁的强度、弹性模量、施工性能的要求,而且具有很好的耐久性能,抵抗该混凝土所处使用环境中的有害物质的腐蚀,主要是以下几个指标:抗氯离子渗透、抗水渗透、抗冻融、抗碱骨料反应等技术指标。介绍了该配合比的设计计算、试配调整和施工过程中的施工配合比的调整,理论结合实际,深入地进行了分析和探讨。该配合比已经应用于北京南站改建工程制梁中,在施工过程中,非常有效地避免了桥梁工程中常见的泌水、蜂窝、麻面等不良现象的出现,所生产的梁真正做到了"内实外美"。该配方的总胶凝材料用量495 kg/m3,其中粉煤灰掺量19%,所用外加剂是高浓萘系减水剂。此配方强度发展迅速,合理有效地降低了混凝土的材料成本,也降低了桥梁的生产成本。     

内养护技术对不同强度等级高性能混凝土性能的影响

使用多孔陶粒作为内养护水的引入媒介,针对铁路桥梁工程中常用的低强C30和高强C60高性能混凝土,对比研究内养护技术对高性能混凝土抗压强度、弹性模量、抗氯离子渗透性、抗早期开裂性能的影响和变化规律。结果表明:随着内养护水用量逐步增加,C30和C60高性能混凝土各龄期的抗压强度和弹性模量略有下降,但降幅不大;当陶粒掺量为20%时,C30混凝土的抗压强度和弹性模量分别下降19.5%和4.4%,而C60混凝土的抗压强度和弹性模量分别仅下降4.9%和3.8%;采用内养护技术后,混凝土的抗氯离子渗透性能明显提高,当陶粒掺量为20%时,C30和C60混凝土电通量的降幅分别达41.0%和58.5%,且C30和C60混凝土均在平板约束早期塑性开裂测试中历经48h未出现开裂,可见选择合理的内养护配合比,可以有效改善不同强度等级高性能混凝土的抗早期开裂性能,陶粒掺量过高或过低均无法达到理想的抗早期开裂效果。     

双掺高性能混凝土配合比试验研究

双掺粉煤灰和磨细矿粉可以改善混凝土耐久性能,对比研究了不同粉煤灰与磨细矿粉掺量混凝土的工作性、抗压强度及耐久性能的影响.试验结果表明,随着粉煤灰和矿粉总掺量的增大,混凝土的早期抗压强度降低,抗碳化能力下降,但混凝土抗氯离子侵蚀的能力差异不大;总掺量相同时,矿粉相对于粉煤灰的掺量越高,混凝土的抗压强度越高,抵抗氯离子的能力越强,但对碳化的影响规律不显著,粉煤灰与矿粉双掺混凝土存在一个最佳掺量.     

沪通长江大桥水下钢管柱自密实混凝土收缩与抗裂性能研究

沪通长江大桥主航道桥钢管柱选用C40自密实混凝土,钢管柱轴向对称等分为4个隔仓,每个隔舱需要一次浇注约770 m3的混凝土。为了满足自密实混凝土的施工和防开裂要求,在优化配合比的基础上,通过自由收缩试验、限制收缩试验、约束圆环收缩试验3种不同的方法,系统地研究了自密实混凝土的收缩性能,并结合绝热温升测定结果与有限元建模,分析了混凝土早期开裂风险。研究结果表明:通过试验优选的自密实混凝土,自由收缩应变和限制收缩应变随龄期的增长逐渐增大,前7 d增长较快,后期逐渐减缓,自由收缩应变、限制收缩应变14 d时分别为407×10-6,137×10-6,60 d时分别为623×10-6,235×10-6,与相似配合比混凝土相比14 d时自由收缩应变和限制收缩应变分别降低了53.2%,45.8%;约束圆环收缩试验开裂龄期为34 d,最大约束收缩应变为115×10-6,而相似配合比混凝土开裂龄期为15 d,且最大收缩应变为194×10-6。有限元分析结果表明:隔仓混凝土径向表面与芯部最大温差只有13℃,远低于内外开裂温差限值25℃;不同龄期混凝土温度变形与体积收缩共同作用引起的拉应力最大值出现在钢管混凝土外表面,最大拉应力均低于容许拉应力,早期开裂风险低。     

硅烷浸渍条件对混凝土防腐蚀效果影响研究

研究了混凝土养护龄期、施工温度、酸雨腐蚀环境和配合比对硅烷浸渍效果的影响,为工程中硅烷浸渍施工提供指导。研究表明：混凝土早龄期浸渍硅烷时吸水率较大和氯化物吸收量降低效果较差,混凝土较长龄期时浸渍硅烷浸渍深度较小;养护温度较高会加速硅烷的有效成分在混凝土中的渗透,低温季节浸渍硅烷时浸渍深度及氯化物吸收量降低效果减小;浸渍硅烷试件在模拟酸性溶液中具有较好的抗酸侵蚀能力;混凝土中矿物掺合料的掺入会降低吸水率和浸渍深度、增大氯化物吸收量降低效果和减小电通量降低率。     

滨海强腐蚀环境桥梁灌注桩耐腐蚀混凝土的制备

针对滨海强腐蚀环境下石衡沧港（石家庄—衡水—沧州—黄骅港）城际铁路桥梁灌注桩面临的严重腐蚀问题，采用抗侵蚀抑制剂和防腐流变剂分别配制了不同配合比混凝土，并对其工作性能、抗压强度和耐久性能进行了对比分析。结果表明：单掺抗侵蚀抑制剂能够在不严重影响混凝土工作性能和抗压强度的前提下，显著提升混凝土的抗渗性能与抗侵蚀性能；单掺防腐流变剂不仅能够降低拌和物塑性黏度，保证混凝土后期抗压强度稳定增长，而且还能降低混凝土的电通量、氯离子扩散系数和吸水率，提高胶凝材料抗蚀系数。综合分析不同配合比混凝土的性能和经济性，建议采用单掺防腐流变剂制备滨海强腐蚀环境下桥梁灌注桩耐腐蚀混凝土。     

粉煤灰质量鉴别及对混凝土性能的影响

针对工程建设领域存在的粉煤灰以次充好用于混凝土工程的现象，选取来源于施工现场的粉煤灰对其主要成分进行检测，并通过调整混凝土配合比中真假粉煤灰的掺量进行对比试验，就真假粉煤灰对混凝土拌和物性能、力学性能及耐久性能的影响进行了比较系统的研究。结果表明：假粉煤灰由于其无法改变的惰性材料特性，掺量超过一定程度将不可避免地引起混凝土实体强度大幅降低；假粉煤灰没有玻璃微珠的滚动效应，加上没有二次水化反应对水泥浆体孔隙的充填效应，当掺量超过一定程度时将对混凝土的耐久性（抗氯离子渗透性能、抗冻性等）产生严重不良影响。工程建设项目应采取措施加强粉煤灰质量的鉴别。     

西江特大桥钢-混结合段模型试验研究

新建广州南沙港铁路西江特大桥跨西江主桥为(2×57.5+172.5+600+4×57.5)m混合梁斜拉桥,主跨600 m跨越西江。钢-混结合段是钢箱梁与混凝土箱梁的连接点,也是混合梁斜拉桥的施工关键控制点。其施工质量直接关系到全桥的刚度、过渡段平顺性及应力传递的可靠性。为确保西江特大桥钢-混结合段混凝土浇筑工艺的可靠性并有效保证钢-混结合段混凝土施工质量,在实体工程施工前现场进行了1:1的模型试验,重点对试验模型的结构设计和制作、混凝土配合比的设计与优化、混凝土的浇筑工艺以及试验结果分析等进行了阐述,进一步完善了钢-混结合段混凝土浇筑工艺试验的做法,为将来类似斜拉桥钢-混结合段施工工艺提供了经验借鉴。