酸雨侵蚀下机制砂混凝土耐久性能研究

为了研究酸雨侵蚀作用下机制砂混凝土的耐久性能,通过对比实验研究了机制砂混凝土和河砂混凝土在酸雨侵蚀下的碳化进程,比较了2种混凝土在普通环境和酸雨环境下的碳化深度,和机制砂砂浆、河砂砂浆在2种环境中的碳化规律进行了对比。实验结果表明:酸雨侵蚀对混凝土的外观质量造成不利影响;酸雨侵蚀条件下,机制砂混凝土的抗碳化性能随水胶比的降低而逐渐提高,且机制砂混凝土抗碳化性能优于同等级河砂混凝土;在酸雨侵蚀作用下混凝土的碳化深度较大,而砂浆的碳化深度较小。     

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。     

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。     

公路隧道低水胶比衬砌混凝土碳化耐久性预测与分析

在对某隧道衬砌混凝土进行微细观结构参数和自然碳化深度测定的基础上,提出了考虑隧道内部高浓度二氧化碳影响的衬砌混凝土自然碳化速度数值预测方法。采用所提出的基于微细观结构参数的自然碳化模型对所研究的公路隧道衬砌混凝土自然碳化进程进行了预测分析,并将衬砌混凝土服役1年自然碳化深度数值计算结果 0.4 mm和预制现场取样的管片混凝土自然碳化试验结果 1 mm进行对比分析。结果表明,两者还是相对比较符合的,因此可以判定所提出低水胶比混凝土自然碳化速度预测模型可以用于对同类型公路隧道衬砌混凝土自然碳化性能进行预测分析。预测分析结果表明,在考虑服役隧道高浓度二氧化碳影响的条件下,该低水胶比公路隧道衬砌混凝土的自然碳化速度相对较慢,其10年自然碳化深度仅为1.5 mm,15年自然碳化深度进展不明显,而其在服役100年时的自然碳化深度小于15 mm。因此,该自然碳化速度数值预测方法可以为预测评估高浓度二氧化碳条件下隧道低水胶比衬砌混凝土的抗碳化性能提供了技术支持。     

桥梁高性能混凝土的耐久性研究及寿命预测

通过快速碳化试验研究了桥梁高性能混凝土在加载—碳化双重破坏因素作用下的耐久性，并建立了寿命预测模型；通过干湿循环—硫酸盐腐蚀研究了混凝土抗干湿循环—硫酸盐腐蚀的能力，并建立了桥梁混凝土基于硫酸盐的寿命预测模型。结合桥梁所处实际运行环境，对桥梁各主体部位混凝土进行了寿命评估，结果表明，桥梁各部位在多因素作用下，运行寿命均超过100年，完全满足工程需要。     

基于随机性的混凝土碳化寿命预测

基于影响混凝土碳化深度的各类因素,提出了混凝土桥梁的碳化时变随机模型。现以混凝土碳化深度达到钢筋表面这一状态作为结构的耐久性失效的极限状态,建立混凝土桥梁碳化程度时变可靠度分析及剩余寿命预测模型,并现以福建一座服役中混凝土桥梁为例,进行碳化可靠度分析和剩余寿命评估。该方法得到的结论对实际桥梁的耐久性评价和桥梁日常维护决策提供了依据。     

基于拟合优度检验-贝叶斯理论的生态混凝土碳化深度概率模型研究

针对生态混凝土碳化深度具有随机性的特点,提出基于拟合优度检验和贝叶斯理论相结合的方法进行生态混凝土碳化深度概率模型分析。采用拟合优度检验识别生态混凝土碳化服从的最优概率分布类型,采用贝叶斯理论对最优概率分布类型中的参数进行估计,在此基础上进行碳化可靠度分析。通过3组检测数据来说明基于拟合优度检验和贝叶斯理论相结合的方法在生态混凝土碳化深度概率模型研究和碳化可靠度分析中的应用过程。结果表明:与传统方法相比,基于拟合优度检验和贝叶斯理论相结合的方法进行生态混凝土碳化深度概率模型和碳化可靠度分析更加符合工程实际,便于工程应用。     

聚羧酸高效减水剂对混凝土抗碳化性能的影响

为研究聚羧酸高效减水剂对混凝土抗碳化性能的影响,试验采用不同水胶比、减水剂掺量的混凝土试件,在相对湿度分别为75%、54%的条件下碳化28d,测定碳化试件不同深度处碳化产物CaCO_3的含量,并绘制碳化产物CaCO_3含量和深度的曲线。试验结果表明:当水胶比小于或等于0.45,聚羧酸高效减水剂的掺入对低水胶比混凝土的碳化作用不明显;水胶比为0.50时,较低掺量减水剂对混凝土的碳化作用不显著,但掺量较高时(0.8%),对混凝土的碳化性能不利。     

橡胶混凝土耐热性能及抗碳化性能研究

为了研究橡胶混凝土的耐热性能和抗碳化性能,通过试验研究了橡胶粉掺量和受热温度对混凝土质量损失和抗压强度的影响,以及橡胶粉掺量和碳化时间对碳化后混凝土碳化深度、和强度指标的影响。试验结果表明,随受热温度的升高和橡胶粉掺量的增大,质量损失逐渐增大,而抗压强度逐渐减小,其中当受热温度大于600℃时橡胶混凝土的耐热性能大幅降低;各橡胶粉掺量下抗压强度和受热温度之间有很好的线性相关性,其中加入橡胶粉后︱A︱增大,混凝土温度敏感性增强。橡胶粉对碳化深度、碳化后抗压强度和抗折强度的影响规律不明显,当掺量小于10%时,混凝土碳化主要发生在14 d之后,而当掺量大于20%时碳化从7 d开始加速;橡胶粉掺量越多,碳化后混凝土折压比越大,混凝土弯曲韧性越好。     

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。     

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。     

多因素影响下混凝土碳化实用随机概率模型研究

在已有碳化模型的基础上,利用大量工程实测结果和现有研究成果,考虑混凝土碳化过程的随机性,建立了包括结构受力状态、环境温度、湿度、混凝土质量和CO2浓度影响的预测混凝土碳化深度的随机概率模型。最后,通过工程实测数据对模型进行了验证分析。     

上海地区在役斜拉桥混凝土构件的碳化深度分析及预测

混凝土碳化是诱发混凝土构件中钢筋锈蚀的重要因素之一。为了研究混凝土碳化对钢筋混凝土结构耐久性的影响,选择了南浦大桥、杨浦大桥和徐浦大桥三座上海地区在役斜拉桥。基于2013年至2019年的碳化深度检测数据,分析了碳化深度和碳化系数随时间的变化趋势,并对100年设计使用年限的碳化过程进行了预测。研究成果可为上海地区大跨度斜拉桥的耐久性分析提供参考。     

粉煤灰对混凝土碳化及氯离子侵蚀规律的影响

采用氯盐浸泡与碳化交替方式,研究了氯盐侵蚀与碳化条件下粉煤灰掺量对混凝土碳化及氯离子侵蚀规律的影响。结果表明:随粉煤灰掺量的增加,混凝土表层(0～8mm)碳酸钙含量呈降低趋势,而在较深范围内(10～40mm)碳酸钙含量呈增大趋势;粉煤灰掺量的增加扩大了混凝土碳化深度;碳化条件下,随粉煤灰掺量的增加,混凝土表层氯离子含量增大,氯离子含量峰值向内迁移;在碳化影响范围内,随粉煤灰掺量的增加,混凝土结合氯离子含量呈降低趋势,而在未受碳化影响范围内,粉煤灰的掺入提高了混凝土结合氯离子含量。     

强浸封闭法阻止构件混凝土表面碳化反应的方法研究

近年来,钢筋混凝土结构物的耐久性越来越得到工程技术人员的重视,其中,混凝土构件表面碳化是影响混凝土结构耐久性的重要因素。由于混凝土碳化造成的混凝土表面松散、脱落,甚至露筋,严重地影响了混凝土构件的使用寿命和安全性。本研究通过正辛烯与三乙氧基氢硅烷之间在一定温度下,加入铂催化剂后发生硅氢加成反应得到正辛基三乙氧基硅烷,再将正辛基三乙氧基硅烷与水发生乳化反应形成渗透剂膏体,这种渗透剂具有超强的混凝土渗透能力和隔水、隔气能力,渗透剂浸入到混凝土表面孔隙及一定的深度范围,即形成了一层保护膜,从而有效地阻止了空气和水进入混凝土孔隙中,杜绝或延缓了混凝土的碳化反应。本研究中,对渗透剂膏体的使用效果通过室内试验和室内试验,得出了渗透剂膏体能较强地浸入到混凝土表面从而有效阻止水气进入到混凝土内部的结论,对提高混凝土的耐久性具有良好的作用。     

CO2排放、气候变化及其对混凝土结构开始腐蚀时间和时变可靠度评估的影响

基于改进的碳化深度预测模型,结合IPCC预测数据,研究了气候变化(CO2浓度)的规律及其对混凝土结构的碳化损伤影响.由于概率预测模型能够考虑环境、结构尺寸、保护层厚度和劣化机制的不确定性和变异性,提出了时变可靠度模型来计算混凝土结构在多种CO2排放策略作用下将来100年内的开始腐蚀概率.研究表明:在最高CO2排放策略下的开始腐蚀概率比其在最好CO2排放策略下高4.6倍;大多数混凝土结构在服役期存在碳化腐蚀损伤现象,将来需要大量的维修和维护工作;如果最高CO2排放策略在将来发生,混凝土保护层设计厚度需要提高3-15 mm以降低混凝土结构的开始腐蚀概率和减少腐蚀损伤.     

基于灰色理论的混凝土碳化分析与预测

用灰色关联度对影响混凝土碳化的原因进行了研究,用建立的灰色预测模型GM(1,1)对混凝土的碳化深度进行了预测。通过与已知实测值的比较,证明该法是可行的。     

水泥混凝土碳化的预测模型

混凝土碳化深度值是评价钢筋混凝土结构耐久性的一个重要指标。文中论述了混凝土碳化预测模型建立的方法,归纳了近年来各种混凝土碳化深度预测模型,分析了各种模型存在的问题。     

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。     

原位纳米SiO2防护剂对水泥砂浆防护效果的试验研究

为阻止空气中CO2渗入混凝土以提高其耐久性能,在试件表面采取涂刷由正硅酸乙酯(TEOS)、乙醇和水配制成的纳米SiO2防护剂的方法,待充分反应后,测试试件吸水率和碳化深度并对试件横断面进行显微硬度检测。试验结果表明:1)不同配合比的防护剂均可降低砂浆吸水率和碳化深度,当防护剂配比为乙醇∶水∶TEOS=4∶1∶3时防护效果最明显,其中吸水率可降低73%,碳化深度至少降低50%;2)根据显微硬度以及碳化试验结果,试件表层硬度随着防护剂的渗入逐渐提高,其有效作用深度为1 mm-2 mm。结论是原位纳米SiO2防护剂可用于混凝土表层防护,可提高结构的耐久性。