高抗冻性(F300)的C50和C60混凝土试验研究

为配合青藏铁路工程应用,配制抗冻性高、强度较高、适合于青藏铁路预应力混凝土梁的高性能混凝土。试验结果表明：掺加引气剂与矿物掺合料如硅粉与粉煤灰,均有利于混凝土达到C50或C60强度等级以及抗300次冻融循环的要求。在采用适宜掺量的外加剂与掺合料的情况下,高性能抗冻混凝土在性能上具有突出特点,即良好的抗冻性并不要求混凝土具有很高的强度。对于0．32水胶比的混凝土,引气剂明显提高混凝土的抗冻性;用活性掺合料等量置换水泥,使混凝土28d强度下降,但4个月后混凝土强度持续增长,达到空白混凝土的强度。新拌混凝土坍落度不宜太小,宜为16～22cm,以利于成型密实,确保抗冻性。MIP(压汞测孔)试验结果表明,引气剂使混凝土内的孔体积增大,并使混凝土内孔分布向大尺寸方向移动,导致平均孔径增大,这可能正是混凝土抗冻性提高的原因之一。     

严寒地区隧道衬砌混凝土的冻融试验分析

针对混凝土在轴心受压和偏心受压状态下的抗冻性问题,以C30混凝土为例、设计了0.4、0.5和0.6三种压应力水平的轴心受压试件及一种偏心受压试件,通过快速冻融循环试验来对比分析它们的抗冻性能,每隔25个冻融循环测试试件的质量和动弹性模量。试验结果表明:破坏时所有试件都达到了相对动弹性模量的限值,而没有达到质量损失限值;轴心受压试件随着应力水平的提高,冻融循环前期抗冻性能逐步增强,但后期损伤速度急剧加快;偏心受压试件与轴心受压试件的性能衰减规律相似,但由于应力的不均匀分布使其衰减曲线更平滑。结论为荷载作用下混凝土结构的抗冻性能研究提供了参考。     

聚氨酯防水涂层对混凝土抗冻性能的影响

通过涂层水汽透过性试验、涂层材料耐低温性能试验、冻融循环试验对比分析了聚氨酯涂层、沥青改性聚氨酯涂层的性能及其对混凝土抗冻性能的改善效果.结果表明:与沥青改性聚氨酯涂层相比,聚氨酯涂层的防水性更好,低温下具有更好的柔韧性,因此其对混凝土抗冻性能的改善效果和长效性均更好;经历1000次冻融循环后,虽然两种涂层混凝土的相对...     

材料单调退化原理下的颗粒料骨架抗冻性试验研究

研究依托雄安新区荣乌高速项目,开展高性能纤维混凝土的抗冻试验研究,定量分析不同水胶比和矿物掺合料掺量对抗冻质量损失和相对动弹性模量等表征参数的影响,并借助Wiener函数对混凝土的抗冻性进行可靠度评价。结果表明,在抗冻性中,随着冻融循环次数的增加,抗冻质量损失率和相对动弹性模量损失率逐渐升高;水胶比的增大使其抗冻质量损失率和相对动弹性模量损失逐渐变大,而矿物掺合料掺量的增大会使其抗冻质量损失率和相对动弹性模量损失逐渐变小;借助Wiener随机过程的退化理论分析,在抗冻质量损失中,水胶比与抗冻性成反比,矿物掺合料掺量与抗冻性成正比。上述研究成果对荣乌高速的装配式梁板体系混凝土应用提供了科学的理论支撑和技术指导。     

测试龄期对混凝土气孔结构影响的研究

研究目的:现有的混凝土抗冻性试验多采用快速冻融试验,试验周期长、耗费大。考虑到气孔结构有可能在硬化混凝土浆体中稳定存在,研究确定测试龄期与混凝土气孔之间的关系,可能会缩短试样抗冻性的测试周期。研究结论:C30混凝土的硬化空气含量随龄期逐渐增长,C50混凝土的气孔结构与龄期之间没发现明显规律;劣质引气剂引入的大直径气泡会使混凝土抗压强度下降。C50混凝土粘性较大,需要更多的引气剂,生成的气泡孔径较C30混凝土更小;试样制备是气泡结构测试过程中的一个重要步骤。试样强度会影响测量结果,为确保试验结果准确,C30混凝土的试验龄期最好不早于28 d,C50蒸汽养护混凝土最好不早于7 d;在保证混凝土抗冻性的前提下,不同混凝土的气泡间距系数存在较大差异,C30混凝土的气泡间距系数要大于C50混凝土。     

表层强化混凝土抗冻耐久性研究

为研究刷涂强化材料对混凝土抗冻耐久性的影响,选取硅烷和环氧树脂2种强化材料,制备刷涂表层强化材料的混凝土和普通混凝土试件,进行快速冻融循环试验和压汞试验,对冻融循环后混凝土的质量损失、动弹模量衰减、微观结构以及混凝土表层孔隙的变化情况进行分析。研究结果表明:相同冻融循环次数下,表层强化混凝土的动弹模量衰减和质量损失均低于素混凝土,抗冻耐久性显著增强,且硅烷的强化作用强于环氧树脂;硅烷通过表面渗透方式进入混凝土中,在混凝土表面和内部形成致密憎水的网状结构,环氧树脂在试样表面形成了膜状结构层,覆盖孔隙及裂缝。2种强化材料都通过改善混凝土表层孔径分布进而阻碍水分的进入起到提高抗冻耐久性的作用。     

高强喷射混凝土在铁路隧道中的应用研究北大核心

采用TK-S无碱液体速凝剂和硅灰配制C50高强喷射混凝土,并对其抗压强度、体积稳定性、抗冻性能及抗渗性能进行试验研究。试验结果表明:采用TK-S无碱液体速凝剂配制的C50高强喷射混凝土,其28 d抗压强度为56 MPa,为基准混凝土抗压强度的108%;90 d收缩率为0.016 9%,与基准混凝土收缩率相当;经300次冻融循环,相对动弹性模量为97.3%,质量损失为1.18%,未发生冻融破坏;当渗透压力为1.3 MPa时,渗水高度为54.3 mm,无碱液体速凝剂对于喷射混凝土的渗透性有改善作用。     

高强喷射混凝土在铁路隧道中的应用研究

采用TK-S无碱液体速凝剂和硅灰配制C50高强喷射混凝土,并对其抗压强度、体积稳定性、抗冻性能及抗渗性能进行试验研究。试验结果表明:采用TK-S无碱液体速凝剂配制的C50高强喷射混凝土,其28 d抗压强度为56 MPa,为基准混凝土抗压强度的108%;90 d收缩率为0.016 9%,与基准混凝土收缩率相当;经300次冻融循环,相对动弹性模量为97.3%,质量损失为1.18%,未发生冻融破坏;当渗透压力为1.3 MPa时,渗水高度为54.3 mm,无碱液体速凝剂对于喷射混凝土的渗透性有改善作用。     

冻融循环试验下的高速公路混凝土配合比优化研究

特殊环境下高速公路混凝土抗冻性能较差,本文设计一种基于冻融循环试验的高速公路混凝土优化配合比。选择市售与自制两种不同减水剂以及8%、15%和30%三种掺量的粉煤灰初步配制高速公路混凝土,通过冻融循环试验最终确定最优高速公路混凝土配合比,并观察使用不同融雪剂在冻融循环试验中混凝土性能变化情况。试验结果表明,选取抗冻性能较为稳定15%掺量的粉煤灰配制高速公路混凝土在冻融循环后具有较高强度;使用无机盐融雪剂不会对混凝土路面造成破坏,从而提高高速公路的使用寿命。本文所设计的混凝土强度较高,具有较强抗冻性能,满足高速公路施工需求。     

芳纶纤维布约束混凝土冻融循环试验与损伤模型研究

通过对 C20,C30,C35,C45,C50共5个强度等级的芳纶纤维布约束混凝土( KFFCC)进行轴心受压强度和快速冻融循环试验,利用损伤力学和数学模拟的方法,研究了KFFCC的轴心受压力学性能、冻融耐久性、冻融后内部损伤变量的变化规律及损伤模型.结果表明:KFF对混凝土受压承载力的提高效果非常明显,在外粘1、2和3层 KFF 的情况下,KFFCC 和普通混凝土轴心受压强度比为19.0%~54.8%、51.9%和73.5%.KFFCC抗冻等级在F300以上,具有优异的冻融耐久性.以相对动弹性模量为损伤变量建立了KFFCC冻融损伤模型,发现动弹模量衰减模型的拟合精度优于冻融累积损伤模型,幂函数模型比指数函数模型有更好的拟合精度和相关性,模型能够较好地反映KFFCC的冻融损伤规律和损伤程度.     

高性能湿喷混凝土的抗冻性能及气泡结构特征研究

通过借鉴混凝土快冻法，对比研究高性能湿喷混凝土(HPS)、掺速凝剂的模筑混凝土(HPS-Cast)及普通喷射混凝土(NSC)的抗冻性能，并对其内部气泡结构特征进行分析。结果表明：冻融循环作用下，NSC相对动弹性模量和抗压强度显著下降。冻融循环125次后，NSC相对动弹性模量仅为51.34%,冻融循环200次后，抗压强度损失率已达到53.30%,相比之下，HPS、HPS-Cast抗冻性能明显优于NSC,其中HPS抗冻性能最好。HPS-Cast由于采用模筑成型，成型方式与HPS不同，造成HPS-Cast气泡分布特征与HPS明显不同。冻融循环过程中，HPS-Cast平均气泡直径、平均气泡面积、气泡间隔系数均明显高于HPS,同时在0～200μm范围内孔体积率下降速率明显高于HPS,而200～500、500～1 200μm及大于1 200μm孔体积增长速率明显高于HPS。因此在冻融循环过程中，HPS-Cast抗冻性能较HPS下降更为明显。     

柴达木盆地冻融、盐蚀环境下混凝土腐蚀机理及耐久性研究

为研究柴达木盆地地区强腐蚀环境下混凝土结构的耐久性,配制与现场土壤腐蚀浓度相近的腐蚀性溶液,对掺加特定外加剂的不同强度等级混凝土试件进行冻融、盐浸循环试验,通过检测试件的电通量、强度损失率、质量损失率等参数研究其腐蚀规律及耐久性.试验结果表明,在强腐蚀环境下,低强度混凝土耐久性较差;掺加抗冻防腐剂后混凝土密实性可提高2...     

消泡剂和引气剂对混凝土性能影响的研究

消泡剂和引气剂对混凝土性能有重要影响.通过在聚羧酸系高性能减水剂中复配消泡剂和引气剂,探讨了两者用量对混凝土性能的影响.试验结果表明,随着消泡剂用量的增大,混凝土含气量和减水率减小,存在坍落度经时损失小的消泡剂的最佳用量范围;引气剂用量越大,混凝土含气量和减水率越大,当其用量在一定范围时,混凝土坍落度损失较小;混凝土的强度变化主要受加入消泡剂和引气剂后混凝土含气量的影响.     

气冻气融作用下混凝土抗冻性及损伤层演化规律研究

采用气冻气融的方式,分别对C30、C40、C50、C40(商品混凝土,简称商混)4组不同配比试块及1组C40(商混)的足尺(150mm×300mm×2 700mm)钢筋混凝土梁进行冻融耐久性试验。用超声波平测法测定不同冻融循环次数时的混凝土损伤层厚度,研究冻融对混凝土损伤层厚度的影响规律;通过与传统抗冻性评价指标劣化规律的对比分析,提出以冻融损伤层厚度为损伤变量的评价标准,结合实际损伤特点,对所提出损伤变量进行相应修正,并验证其合理性;建立混凝土冻融损伤层厚度的随机预测模型;通过案例分析,验证模型的适用性,讨论冻融环境下混凝土最小保护层厚度的问题。研究结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土相对动弹性模量、抗压强度逐渐减小;试件质量略有增大;冻融损伤层厚度逐渐增大,即冻融损伤度逐渐增大,且强度越低,损伤度越大;冻融环境下混凝土结构的最小保护层厚度偏于不安全。     

高速铁路抗冻混凝土含气量与强度的对立与统一技术研究

从抗冻混凝土的抗冻机理和引气剂的作用入手,论述了抗冻混凝土含气量与强度对应关系研究方法和试验情况,以及将该技术研究成果应用到京沪高速铁路一标段天津特大桥的施工情况,实践证明该研究方法是正确的,可以指导施工。     

客运专线铁路桥梁耐久性混凝土的研究与应用

结合郑州-西安铁路客运专线工程,采用现场原材料对预制箱梁用C50高性能混凝土,尤其是混凝土耐久性的主要影响因素进行了研究和分析.对混凝土电通量的影响因素之一矿物掺和科的数量和种类研究表明,当粉煤灰掺量大于15%或掺入矿粉大于30%时混凝土电通量能满足小于1000 C的要求.含气量达到2.5%～3.5%时,混凝土经过200次冻融循环后相对动弹性模量高于85%,抗冻性良好.最后,介绍了郑西铁路混凝土箱梁的工艺要求.     

杂散电流-盐冻耦合条件下混凝土的劣化

针对北方沿海及西北盐碱地区轨道交通工程中杂散电流-盐冻耦合作用的严酷环境,设计了杂散电流-盐冻耦合条件下混凝土抗冻性能试验及氯离子侵蚀试验,通过不同冻融循环次数后的混凝土质量损失率、相对动弹性模量、水溶性氯离子含量、氯离子扩散系数和盐浓度梯度表征了此耦合条件下混凝土劣化的基本特征,并通过压汞(MIP)、电镜扫描(SEM...     

多年冻土区引气混凝土抗压强度及抗冻性研究

以青藏铁路桥涵冻土层中混凝土灌注桩为背景,进行了不同引气剂掺量混凝土在持续-3℃养护环境下的抗压强度和冻融循环试验,结果表明:持续-3℃养护环境下龄期84 d时的抗压强度与标养下龄期28 d时的抗压强度相当,前者存在明显的"龄期滞后"现象,但混凝土抗压强度龄期滞后的天数与含气量关系不大,仅与养护环境有关;随着含气量的增大,混凝土的抗冻性能先增强后减弱,在抗压强度相同的情况下,混凝土的含气量在3.2%时,抗冻融耐久性指标降低幅度最小,抗冻性能最优;持续-3℃养护环境下混凝土的抗压强度虽能够最终达到标养下28 d的抗压强度,但抗冻性能降低幅度较大,对于寒冷地区混凝土灌注桩耐久性的这一特点应引起使用者高度重视。     

粗骨料石粉含量对C50高性能混凝土性能的影响研究

运用室内试验方法,研究玄武岩、石灰岩碎石和碎卵石粗骨料中石粉含量对C50高性能混凝土工作性、力学性能和耐久性的影响.结果表明:新拌混凝土的扩展度随石粉含量的增加而减小,其黏聚性和保水性得到改善,而其流动性在石粉含量为2％时达到最大,之后随石粉含量的增加而减小;3种粗骨料的C50混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度均随石粉含量的增加呈先增大后减小的规律,抗压强度在石粉含量为2％时达到最大,劈裂抗拉强度在石粉含量为4％时达到最大;粗骨料品种对C50混凝土受压弹性模量的影响较大,4％石粉含量C50混凝土受压弹性模量玄武岩混凝土＞石灰岩混凝土＞碎卵石混凝土;石粉含量在0～6％范围内,3种粗骨料的C50混凝土的电通量均在1 000 C以下,混凝土的密实性较好;石粉含量为4％时,玄武岩混凝土的抗冻性最好,碎卵石混凝土的抗冻性最差.     

液体速凝剂在铁路隧道喷射混凝土中的应用研究

为研究无碱液体速凝剂和碱性液体速凝剂对喷射混凝土抗压强度和耐久性能的影响,对掺加两种速凝剂的喷射混凝土试件进行了抗压强度、体积稳定性和快速冻融试验。试验结果表明:掺加无碱液体速凝剂可大幅度提高喷射混凝土28 d抗压强度,保有率达到106.8%,而掺加碱性液体速凝剂的混凝土28 d抗压强度比仅为57.5%;掺加无碱液体速凝剂的喷射混凝土试件在各龄期的收缩率均小于掺加碱性液体速凝剂的混凝土试件;掺加无碱液体速凝剂可有效提高喷射混凝土的抗冻性能,混凝土试件经受300次冻融循环未破坏,而掺加碱性液体速凝剂的混凝土试件在进行冻融循环125次时已完全破坏。