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。     

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。     

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。     

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。     

隧道衬砌混凝土碳化试验及影响因素研究

对某高速公路隧道衬砌混凝土进行了快速碳化试验,探讨了应力状态、应力水平及水灰比对混凝土碳化的影响规律,建立了变碳化系数多因素碳化模型,并对碳化影响因素进行了灰关联分析.结果表明:拉、压应力分别加快和减缓了混凝土的碳化速率,且应力水平越高,碳化速率的改变越大;碳化速率随水灰比的增加而加快;碳化系数并不是常数,而是随碳化龄期呈现明显的时变特性;碳化龄期对碳化深度影响最大,应力水平影响次之,而水灰比影响最小.     

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。     

初始含水率对MgO碳化粉土强度和电阻率的影响

为研究初始含水率对活性MgO碳化固化粉土强度和电阻率的影响,通过室内试验测试分析初始含水率对MgO碳化固化粉土应力-应变、无侧限抗压强度、电阻率、pH值和电导率的影响规律;讨论MgO碳化固化粉土无侧限抗压强度和电阻率间的相互关系;最后通过扫描电镜的微观测试,阐明强度和电阻率的变化机理。研究结果表明:随着初始含水率的增加,碳化试样呈现由脆性向塑性的发展趋势;无侧限抗压强度随初始含水率减小或碳化时间增加而增加;变形模量与无侧限抗压强度的比值为60~200;MgO固化粉土的电阻率随含水率增加呈幂函数递减,且碳化后的电阻率明显高于碳化前的电阻率;在特定碳化时间下强度与电阻率存在较好的线性关系,且电阻率法可作为一种简单、有效的方法来预测MgO碳化固化土的强度;碳化土的pH值和电导率均随初始含水率增加呈先减小后增加的趋势,在初始含水率为20%或25%处达到最小,且碳化时间越长,pH值和电导率越小;MgO碳化固化土中存在有棱柱状的水碳镁石晶体和片状的球碳镁石/水菱镁石晶体,这些碳化产物是导致含水率减小以及干密度、强度和电阻率增加的主要原因。     

压实度对MgO碳化土加固效果的影响及其机理研究

活性MgO是一种用于软土加固的新型材料,与土体拌和并经CO₂气体碳化后可使固化土强度在数小时内显著提高。在已有研究的基础上,通过静压法制取86%、87%、89%、91%和92%五种不同初始压实度下活性MgO固化土试样,并对固化土试样进行室内碳化试验。对碳化前后的MgO固化试样进行了含水率、干密度和无侧限抗压强度测试,以研究压实度对MgO碳化土含水率、干密度和无侧限抗压强度的影响规律;最后从无侧限抗压破坏的试样中选取典型样品进行X射线衍射、热重、扫描电镜和压汞试验,根据碳化产物和孔隙特征2个方面分析MgO碳化固化土的微观特征。结果表明：MgO固化土碳化过程中消耗了大量CO₂和水分,生成的主要碳化产物为棒状三水菱镁石和片状水碳镁石/球碳镁石,这些碳化产物具有显著的胶结和填充作用,使氧化镁固化土试样的干密度和强度明显增加;固化土的初始压实度对碳化效果有较大影响,随着初始压实度的增加,碳化试样的含水率呈先减小后增加趋势,而无侧限抗压强度呈先增大后减小趋势;当固化土试样的初始压实度为中等压实度89%时,碳化后试样含水率最低,生成的碳化产物最多,碳化试样的无侧限抗压强度最大,孔隙率最小,说明该压实度为最佳初始压实度,最有利于氧化镁固化土的碳化加固。     

陕北地区低湿条件下混凝土碳化深度及影响因素研究

为深入分析导致混凝土碳化的各类因素,降低碳化的破坏作用,通过对陕北地区低湿条件下几座隧道的二次衬砌,桥梁的桥墩、承台、桥台的碳化深度进行测试,分析低湿环境下混凝土强度、龄期、光照、结构物位置与碳化深度的关系,得到适合该地区的碳化深度预测公式xc=0.312 51t和y=0.103t0.713。在降低混凝土碳化的不利影响方面,通过隔绝空气以及调整混凝土配合比,可以保证在密实度得到改善的混凝土中建立一个适度的高碱环境,以减少或避免碳化对混凝土耐久性的破坏。     

苏通大桥混凝土二维、三维碳化寿命预测的研究

研究了苏通大桥各关键部位混凝土的一维、二维和三维碳化和加载状态下的一维、二维碳化;并结合大桥所处环境进行了基于混凝土二维和三维碳化的寿命预测。试验表明,混凝土的二维、三维碳化具有明显的交互作用;采用二维和三维碳化进行混凝土的寿命预测比传统的一维寿命预测分别要短42.3%和66.1%(以承台为例);载荷作用下混凝土碳化明显增大,应力比为0.35时的一维、二维碳化寿命预测要比不受力时短36.7%和13.5%(承台)。     

RC桥梁碳化腐蚀下的开裂风险、耐久性和全寿命成本分析

基于改进的碳化深度预测模型,利用最新的CO<,2>浓度数据,发展了时变可靠度模型计算混凝土结构在碳化腐蚀下的开裂概率.建立概率模型可以考虑CO<,2>浓度、扩散过程、劣化机理、钢筋的位置、保护层深度、腐蚀电流的随机性和不确定性.计算了不同耐久性设计状态下和不同的锈胀开裂宽度准则下在碳化腐蚀作用下的开裂风险.建立了全寿命...     

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。     

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。     

燃料电池用膜加湿器机理分析与智能控制研究

不同湿度条件下输入气体对于质子交换膜的电池水含量有着不同程度的影响,在实际对其进行分析控制的过程中可以有效的获取阴极的最佳温度数值,进而对不同的流量温度湿度条件下温度动态特性的变化。     

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。     

湿度对沥青混合料性能影响研究

为研究湿度对沥青混合料性能影响,采用真空干燥箱和恒温恒湿箱对AC-20C沥青混合料试件进行湿度养生,开展单轴贯入试验、三轴试验、低温弯曲试验以及单轴压缩动态模量试验,获得所选用沥青混合料的高低温性能和不同温度、频率下的动态模量和相位角,并绘制动态模量主曲线。通过分析试验结果,得到如下结论：湿度对沥青混合料的高温性能影响较大,随着湿度增加,沥青混合料黏聚力减小,其高温稳定性主要依靠集料的嵌挤作用;气态水在沥青混合料内部因温度下降而转化为固态会破坏沥青混合料的沥青-集料界面特性,从而导致沥青混合料的低温性能快速下降;湿度对沥青混合料常温黏弹特性也有较大程度影响,具体表现为随着湿度增加,相位角对温度变化更加敏感,同时沥青混合料的动态模量主曲线在低频区间逐渐降低,损害了沥青混合料在该区间抵抗永久变形能力。     

粉煤灰混凝土碳化性能试验研究

对粉煤灰取代水泥量分别为0,30%、40%、50%、60%的混凝土,进行碳化试验。试验结果表明:掺入粉煤灰后,混凝土抗碳化能力下降;混凝土碳化深度随粉煤灰取代水泥量的增加而增加;混凝土碳化速度亦随粉煤灰取代水泥量的增加而增加;但如果粉煤灰取代水泥不超过40%,粉煤灰混凝土的碳化性能能够满足混凝土结构的要求。     

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。     

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。     

不同养生方法下早龄期混凝土水分迁移规律

为了研究早龄期混凝土在养生条件下的湿度发展规律,采用湿度传感器对早龄期混凝土内部的相对湿度(RH)进行了测试,分析了3个水灰比试件在3种养生方式下的早龄期混凝土水分迁移规律,建立了考虑养生因子的早龄期混凝土在外部干燥条件下的一维水分迁移模型,并以试验数据为基础对模型的有效性进行了验证。研究结果表明:水灰比对混凝土自干燥效应的影响较大,水灰比越小,自干燥程度越大;空气养生下混凝土内部的湿度降低速率大于养护剂和水养生下的降低速率;同时考虑自干燥和外部干燥效应的混凝土的湿度变化对养生方式较为敏感;在水分迁移模型的狄利克雷边界条件中引入养生因子的概念能较好地描述养生条件下早龄期混凝土的水分迁移规律。