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。     

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%)。     

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。     

不同含气量对水泥混凝土路面抗盐冻性能的影响分析

通过在水泥混凝土加入引气剂,引入大量均匀、稳定、封闭的微小气泡,来提高水泥混凝土路面抵抗除冰盐剥蚀破坏的能力.以混凝土剥落量为评价指标分析了不同含气量对水泥混凝土路面抗盐冻性能的影响.试验结果证实,当水泥混凝土含气量为6％左右时,水泥混凝土路面具有良好的抗盐冻剥蚀性能.     

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。     

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。     

融雪剂对混凝土路面剥蚀破坏机理及预防措施的研究

该文通过分析融雪剂对混凝土的盐冻破坏机理,经试验确定水灰比、引气剂掺量及粉煤灰等掺和料对混凝土的抗盐冻性的影响,提出有抗冻要求地区路面混凝土配合比设计的注意事项,对于在寒冷地区修建高速公路具有一定的指导意义。     

水泥混凝土路面盐冻剥蚀破坏试验参数和评价指标的研究

文章着重从剥落量、弯拉强度、抗压强度和动弹模量4个方面研究了混凝土盐冻剥蚀破坏的评定参数。结果表明,剥落量是评定试件表面破坏最直观、可靠和敏感的参数;弯拉强度、抗压强度和动弹模量均不适合于评定混凝土盐冻破坏。     

道路水泥混凝土抗盐冻性试验研究

分析提出了一种道路水泥混凝土抗盐冻试验方法,并据此通过室内试验,分析了材料组成参数、粗集料技术性质和龄期对道路混凝土抗盐冻性的影响。研究结果表明,不同的降低水灰比途径均可以改善道路混凝土的抗盐冻性,但减少用水量较增大水泥用量效果更佳;引气是提高抗盐冻性的必要手段,宜同时采取引气和低用水量措施;提高砂浆体积分量可提高引气混凝土的抗盐冻性,对非引气混凝土则不显著,这与其可提高引气剂的引气效果有关;分析了粗集料技术性质对抗盐冻性的影响,建议了有抗冻要求道路混凝土用粗集料的技术性质要求;充分地养护同样是提高抗盐冻性的重要措施;最后总结提出了道路混凝土抗盐冻性设计建议。     

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。     

高吸水树脂对高性能混凝土抗盐冻性和抗氯离子渗透性影响

采用高吸水树脂(SAP)作为内养护材料,研究了高性能混凝土水化程度、氯离子渗透性和盐冻性在SAP内养护作用下的变化规律。结果表明:SAP能提高混凝土的水化程度,且水化程度随SAP增加而增加;SAP的内养护作用能优化混凝土孔结构和界面区结构,提高混凝土抗氯离子渗透性;SAP释水坍缩后留下的球形孔和气压差有助于减少混凝土可冻水总量和水结冰产生的膨胀力,经200次盐冻循环,剥落物最多能降低45.87%,有效增强了混凝土抗盐冻性,但当额外引水量过大时,抗盐冻性反而比对照组差,因此应该合理设计额外引水量。     

氯盐类融雪剂对水泥混凝土盐冻破坏机理与影响因素研究

文章论述了氯盐类融雪剂对混凝土盐冻破坏的物理和化学机理,对比评价了国内外几种常用的盐冻试验方法,详细探讨了混凝土抗盐冻性能的影响因素,并对产生原因进行了分析。     

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。     

桥梁混凝土的盐冻损伤与耐久性提升技术

严寒环境下冻融循环造成混凝土保护层开裂、剥落是影响混凝土结构服役寿命的主要因素。考虑除冰盐的作用,氯盐侵蚀与冻融耦合条件下混凝土的损伤将显著加剧,最终导致混凝土结构寿命低于设计值。主要介绍混凝土盐冻破坏机理,探讨混凝土盐冻损伤的影响因素,同时介绍了盐冻环境下境内外桥梁混凝土的耐久性提升措施,为盐冻环境下桥梁工程混凝土结构耐久性设计和寿命保障提供参考。     

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。     

密封防水剂改善水泥混凝土性能的试验分析

为提高水泥混凝土的耐久性,采用密封防水剂对混凝土进行养护和加固,从混凝土吸水率、抗压强度、抗碳化深度、耐磨耗性能和抗盐冻试验等方面进行对比试验。试验结果表明:刷涂密封防水剂后混凝土吸水率由2.32%降低至0.94%,混凝土试件的抗压强度有一定程度的增加;试件7d碳化深度降低51.8%;混凝土表层耐磨度降低46.8%;试件盐冻试验表面砂浆层剥落量降幅达60%。刷涂密封防水剂后,混凝土内部变得更致密,经密封防水剂养护后的混凝土体在沿海及盐腐蚀较为严重的地区,具有更好的抵抗盐腐蚀的性能。     

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。     

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。     

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。     

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。