九江长江公路大桥超宽箱梁混凝土的耐久性试验研究

九江长江公路大桥是双塔双索面单侧混合梁斜拉桥,边跨预应力超宽箱梁采用C55高性能粉煤灰混凝土进行施工。针对大桥所处环境条件提出了箱梁混凝土的耐久性设计指标,对骨料的碱反应活性及粉煤灰掺量对箱梁混凝土的抗碳化性能、抗硫酸盐侵蚀性能、抗氯离子渗透性能、抗冻性能的影响进行了试验研究。结果表明,工程施工所用砂石骨料不具有碱活性,在箱梁混凝土中掺入25%粉煤灰有助于提高混凝土的耐久性。     

混凝土耐久性影响因素的分析及应对措施

混凝土的钢筋锈蚀、碳化、侵蚀性介质腐蚀、冻融破坏、碱骨料反应是破坏其耐久性的主要因素,通过对混凝土破坏机理的分析,提出了确保和提高混凝土耐久性的措施。     

冻融损伤对表面防水混凝土渗透性影响研究

对表面防水混凝土和普通混凝土试件进行加速冻融循环试验,在不同循环次数下测定试件的水和氯离子渗透性,旨在研究冻融损伤对表面防水混凝土渗透性影响,为实际工程中表面防水混凝土的结构和耐久性设计提供理论依据。试验结果表明： 表面防水混凝土的水和氯离子渗透量均随着冻融循环次数的增加而增加,但是,对比普通混凝土试件,在相同的冻融循环次数下,表面防水混凝土仍具有较好的抗渗透性能,可以有效降低水和氯离子的侵入量;当冻融循环次数为100次时,水灰比为0.4的普通混凝土试件最大毛细吸水量和氯离子含量分别是表面防水混凝土试件的10.18倍和1.89倍。     

松花江大桥耐久性检测与碳化寿命预测

松花江大桥主桥采用大跨度预应力混凝土连续箱梁结构。对该桥的外观质量、混凝土强度、混凝土碳化深度及混凝土保护层厚度进行耐久性检测,并将检测结果进行分析,分析结果表明:该桥主要构件的混凝土强度实测值均满足原设计要求;桥墩混凝土的碳化深度测试值离散性较大,混凝土密实性存在一定差异;混凝土保护层厚度控制良好,主要构件的保护层厚度基本满足现行规范要求,且具有良好的统计规律。利用概率方法及可靠度理论对松花江大桥进行碳化耐久性分析和使用寿命预测,结合桥梁结构形式得到该桥的碳化寿命为107年。     

再生骨料混凝土耐久性能试验研究

重点研究了再生混凝土抗碳化、抗氯离子渗透、抗冻融等性能及其微观结构组成.试验结果表明:天然骨料混凝土的抗碳化、抗冻与抗氯离子渗透性能均优于再生骨料混凝土;其中,再生混凝土的28 d氯离子渗透系数与天然骨料混凝土相差不大,但随着养护龄期的延长,其抗氯离子扩散性能提高不明显.     

滨海大桥混凝土结构耐久性检测与评估

针对日照沿海1994年建成的付疃河旧桥和小海河旧桥的服役环境条件进行分析,测试了桥梁混凝土结构的强度、保护层厚度、碳化深度和游离氯离子浓度。研究结果表明:桥梁混凝土保护层厚度不足是导致其耐久性损伤的一个重要原因。对于潮差区和浪溅区桥梁混凝土,氯离子渗透导致钢筋锈蚀是其破坏的主要原因。对于大气区桥梁混凝土,碳化是导致混凝土破坏的主要原因。     

冻融作用对引气混凝土钢筋握裹力、碳化与氯离子扩散系数的影响

采用快速冻融试验、碳化试验以及NEL法氯离子扩散系数试验,研究了冻融作用对引气混凝土钢筋握裹力、碳化深度以及氯离子扩散系数的影响。结果表明:混凝土钢筋握裹力随受冻程度的提高明显降低,并且非引气混凝土的降低幅度明显大于引气混凝土;引气混凝土的碳化深度随受冻程度的提高明显增大。     

钢纤维再生混凝土碳化深度影响因素研究

将钢纤维加入再生混凝土中能够有效解决再生混凝土耐久性差、强度低等问题。通过正交试验设计试件的配合比,对不同配合比试件的抗压等性能进行研究。分析影响钢纤维再生混凝土性能的主要因素,并通过10组不同配合比试件的碳化试验分析了影响钢纤维再生混凝土碳化深度的因素。研究表明:试件抗拉强度的主要影响因素为钢纤维体积率;工作性能的主要影响因素为再生骨料取代率、钢纤维体积率;抗压强度的主要影响因素为水胶比、再生骨料取代率;钢纤维体积率小于1.8%时,抗碳化性能随着钢纤维体积率的增加而增强;钢纤维体积率高于1.8%时,随着钢纤维体积率的增加,抗碳化性能略有降低。     

寒区近海混凝土桥梁性能衰退机理与损伤行为评估方法

受到周期性潮汐变化的影响,中国寒区近海混凝土桥梁长期遭受海水冻融及多种耦合腐蚀作用,这严重影响了桥梁的服役性能与使用寿命。为了准确预测桥梁的性能衰退规律,针对桥梁所处环境,分析了桥梁结构的性能退化机理,并借助近场动力学方法在多尺度方面的优势,利用MATLAB-ABAQUS联合仿真方法建立了桥梁劣化损伤预测与评估方法。在此基础上,从混凝土海水冻融损伤出发,考虑温度分布特性、临界饱和度模型、孔隙结晶规律与孔隙压力理论,结合不同孔隙的结晶温度与孔隙累积,通过孔隙变形加载方式建立混凝土微观尺度的冻融循环数值模拟计算方法。随后,根据混凝土微观尺度冻融损伤的计算结果,建立考虑冻融损伤分布的RC桥墩等效数值模拟计算方法。最终,设计制作了RC桥墩节段,进行了海水环境下RC桥墩的冻融循环试验,并利用超声层析成像技术,得到RC桥墩的海水冻融损伤分布。试验与计算结果表明：通过与超声层析成像试验结果的对比,混凝土微观尺度计算模型可以很好地模拟冻融循环过程中孔隙累积与孔隙转化引起的混凝土冻融损伤行为;受到温度分布与相对饱和度的影响,当冻融大于50次后,试件出现明显的冻融损伤界限（冻融深度）,且随着冻融次数的增加,冻融深度的增速呈现先增大后减小的趋势。除此之外,等效计算模型的滞回曲线计算结果与试验结果吻合较好,随着冻融次数的增加,RC桥墩的峰值荷载逐渐减低,海水冻融对RC桥墩力学性能的影响极为严重,且建立的计算方法很好地预测了海水冻融作用下RC桥墩的力学性能退化。     

水性渗透型防水剂在桥面防水工程中应用研究

结合广东某高速公路桥面防水层应用SEAL100R防水密封材料项目,通过室内室外试验,测定了使用SEAL100R处理后混凝土的吸水性、耐磨性、抗氯离子腐蚀性和防水性。试验研究表明,水泥混凝土用SEAL100R进行处理后,能提高混凝土的密实度与强度,提高抗氯离子渗透与抗碳化能力,改善新混凝土的表面收缩与抗裂和抗冻融破坏能力。在桥面防水工程中应用,能降低施工劳动力成本、施工简便。     

冻融循环对季冻区隧道衬砌混凝土导热系数影响研究

为研究冻融循环作用对衬砌导热系数的改变，将混凝土简化为多孔介质模型，利用Hamilton and Crosser理论计算模型和COMSOL仿真软件对不同孔隙率的混凝土试件导热系数进行计算和分析。研究结果表明： 1）通过对混凝土随机分布模型的有效导热系数进行逆运算，得到不同冻融循环作用下不同孔隙率的混凝土模型的有效导热系数，进而确定混凝土试件有效导热系数与冻融循环次数之间呈非线性函数关系； 2）衬砌导热系数在冻融循环作用下，初期导热系数随着冻融循环次数的增加而下降，中期随着冻融循环次数的逐渐增加，导热系数出现较小程度的增大。     

硫酸盐-冻融共同作用下隧道衬砌支护喷射混凝土劣化性能研究

为研究地铁隧道衬砌支护结构在恶劣环境下的劣化问题,以西部地区地铁隧道服役过程中典型的气候条件和腐蚀环境为背景,研究冻融和盐溶液侵蚀情况下隧道衬砌支护结构的耐久性能。依据兰州秋冬环境温度和地下水中硫酸盐的离子质量浓度设计室内硫酸盐-冻融侵蚀试验,研究不同掺量的粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土在不同冻融循环次数作用下的质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数的影响,并根据试验结果建立考虑粉煤灰掺量和玄武岩纤维掺量的抗压强度衰减模型。结果表明： 1）粉煤灰和玄武岩纤维对衬砌支护喷射混凝土性能提升的最优掺量分别为20%和0.1%。2）混凝土的质量损失率随冻融循环先增大后降低,到后期又持续增大;随着粉煤灰和玄武岩纤维掺量的增大,衬砌支护喷射混凝土的质量损失率降低,当粉煤灰和玄武岩掺量分别达到30%和0.15%时,对质量损失率的降低出现负效应。3）喷射混凝土的相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数随着冻融循环次数的增大在初期损失较小,之后迅速增大。     

自然浸水-冻融条件下寒区隧道有机保温材料劣化规律研究

为研究聚酚醛、聚氨酯、聚苯乙烯3种寒区隧道有机保温材料的劣化特性，通过室内试验分析自然浸水-冻融条件下材料物理力学性能和微观结构的变化，并基于参数变化对比劣化速率。研究结果表明： 1）各保温材料吸水时均经历快速—平缓—稳定3个阶段。聚酚醛吸水时间最长，为192 h； 50次冻融循环后，聚苯乙烯质量吸水率最高，为67.50%。2）各材料导热系数与冻融循环次数、质量吸水/含冰率的关系采用二元线性模型预测，冻结状态的聚苯乙烯及融化状态的聚氨酯受冻融循环影响最大。3）未冻融时，聚苯乙烯导热系数最低，为0.029 1 W/(m·K)； 但在50次冻融循环之后，融化状态的聚苯乙烯和冻结状态的聚酚醛导热系数最低，分别为0.034 4、0.047 3 W/(m·K)。4）聚氨酯压缩强度远大于其他材料，最高为0.476 MPa。材料隔热性能的劣化主要受微观气泡形态、孔径大小、气孔开裂等因素的影响。     

TLA改性沥青及混合料的路用性能研究

对TLA改性沥青及其混合料进行了一系列室内试验研究,包括不同掺量的TLA改性沥青的技术性能试验,TLA改性沥青混合料的高温车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和渗水试验。研究结果表明:TLA能改善沥青的高、低温性能和抗老化性能,而且能明显提高沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和抗渗性,可应用于我国高速公路沥青混凝土路面工程中。     

防水粘结材料抗剪性能对比研究

选用胶粉改性沥青和SBS改性乳化沥青作为桥面铺装防水粘结材料,对桥面铺装结构进行不同温度下的剪切强度测试,并在冻融循环及浸水2种环境因素下,对2种防水粘结材料抗剪强度的变化规律进行试验研究。试验结果表明:抗剪强度随温度升高而降低;在冻融及浸水作用下抗剪强度也会降低,但胶粉改性沥青稳定性优于SBS改性乳化沥青,是一种更优的防水粘结材料。该试验结果可为类似工程施工提供参考。     

酸碱和冻融双重腐蚀下混凝土力学效应的试验研究

在酸碱和冻融双重腐蚀条件下,进行了混凝土室内模拟试验。通过对混凝土的表面腐蚀现象、单轴抗压强度以及应力—应变关系的探讨和分析,结果表明:强酸和强碱均对混凝土具有明显的腐蚀性;酸碱和冻融循环腐蚀在不同时期分别占据主导作用,双重腐蚀加速了混凝土力学性能的劣化。同时,对酸碱和冻融腐蚀的机理进行了分析。本文的研究对混凝土在复杂环境条件下的设计和工程应用具有重要参考价值。     

复合固结土技术在辽源南部新城项目中的应用

在充分研究土壤固化剂固化机理的基础上,通过对不同配合比的复合固结材料进行无侧限抗压强度试验、水稳定性试验和冻融循环试验,论述了复合固结土材料的路用性能,总结出复合固结土技术在路面基层材料中的应用和推广价值。     

废旧橡胶颗粒沥青混合料水稳定性研究

在分析沥青路面水损害产生机理的基础上,通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,对普通AC-20沥青混合料、掺加废旧橡胶颗粒后（内掺法AC-20、外掺法AC-20上下限及中值）的沥青混合料进行了水稳定性分析。试验结果表明,随着废旧橡胶颗粒的掺加,破坏了沥青与矿料间的粘附力,使沥青混合料的水稳定性下降。     

提高沥青-酸性集料抗水损害的试验研究

针对酸性集料与沥青粘附性差、混合料水敏感性大的难题 ,根据配位键理论采用含铬外加剂处理酸性集料 ,显著提高沥青与酸性集料的粘附性。用强化的冻融劈裂试验评价混合料水损害 ,对比试验说明经过含铬外加剂处理后的酸性集料混合料劈裂强度比提高显著 ,长期抗水损害性能也较好。     

环氧沥青混合料路用性能指标对比分析

通过车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,对比分析了国产环氧沥青混合料和美国环氧沥青混合料在高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能方面的差异。试验结果表明,与美国环氧沥青混合料相比,国产环氧沥青混合料的高温稳定性虽然较差,但是低温抗裂性和水稳定性均优于美国环氧沥青混合料。