近海桥梁墩柱钢筋保护层质量调研及后期施工建议

在服役15a的近海公路桥梁拆除之前,对墩柱钢筋保护层质量进行了详细调研,发现钢筋笼偏位明显,钢筋保护层厚度离散系数高达32%。个别墩柱混凝土开裂,裂缝表面宽度超过0.3mm,裂缝锋面抵达钢筋表面,但该处的钢筋锈蚀程度与相邻未开裂部位的差异不明显。在现场用(JTJ270-98)规定的"混凝土中钢筋半电池电位测定"得到了与实际相反的结果,而将保护层混凝土浸润饱和之后测半电池电位,判定的钢筋锈蚀状况与实际一致。     

模拟环境中混凝土与环境间水分传输边界条件

为了探讨模拟环境中混凝土表面与环境间水分传输边界条件,通过模拟试验分析了混凝土的干燥失水变化规律,研究了水灰比和温度等对混凝土水分扩散表面因子变化的影响;此外,还利用数值模拟探讨了人工模拟环境中风速对混凝土水分扩散表面因子和混凝土内湿度分布状态的影响.结果表明:所提出的人工模拟环境中混凝土水分传输表面因子模型可描述温度和风速对混凝土表面因子的影响规律;混凝土表面孔隙面积率可用以表征水灰比对其表面水分传输的影响,且两者间呈指数函数关系;若人工模拟环境中风速和干燥时间超过某定值(约为3 m·S-1),则可将环境湿度视为混凝土与环境间的界面湿度,可为确定人工模拟试验环境风速参数提供理论依据.     

PERMIT法在桥梁结构混凝土氯离子渗透性现场测试中的应用

混凝土的抗氯离子渗透性是决定钢筋混凝土结构耐久性的关键因素之一。氯离子渗透性能是评价混凝土尤其是水胶比较低的高性能混凝土耐久性的重要指标,反映了混凝土抵抗周围环境中的氯离子侵入和腐蚀的能力。PERMIT法是目前唯一一种能用于混凝土结构抗氯离子渗透性现场测定的试验方法。主要介绍了PERMIT试验方法及其在桥梁结构混凝土氯离子渗透性现场测试中的应用。     

钢桥面铺装沥青混合料防水性能参数门槛值的研究

通过对钢桥面铺装防水保护层沥青混合料的防水性能影响系数进行分析,得出密级配沥青混合料随着公称粒径增大渗水系数也随着增大;但是,空隙率与渗水系数的相关关系并不明显;除了SMA10,其他密级配沥青混凝土都没有不渗水的空隙率门槛值.另外还将浇筑式沥青混凝土与密级配沥青混凝土的渗水系数进行了对比,发现浇筑式沥青混凝土的防水性能明显好于后者.最终根据试验结果提出,浇筑式沥青混凝土是作为钢桥面铺装的首选防水保护层;在条件不具备的情况下,可以选择SMA10作为备选防水保护层.     

冻融环境下粉煤灰混凝土的抗侵蚀试验研究

讨论了在不同次数的冻融循环作用下,水灰比不同的混凝土试件在浓度不同的溶液中,抗腐蚀性能的变化,具体表现为试件质量和外观的变化。试验结果表明,在经历同样次数的冻融循环下,混凝土试件在不同溶液中的破坏程度不同。混合溶液对混凝土试件的破坏性最大。而且,试件的水灰比越大,同等条件下,试件的质量损失就越严重。涂抹后防护材料的试件,质量出现了小幅度的升高,试件外观状态良好。受到腐蚀侵害的试件,外观的主要表现为出现细微的裂纹和片状脱落。     

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.     

基于全寿命周期的混凝土梁式桥设计探讨

针对桥梁结构典型的碳化腐蚀病症,提出了一种基于桥梁典型失效模式下的结构全寿命周期控制方法,从桥梁腐蚀失效角度对碳化病症全周期的失效概率进行分析,并给出了桥墩全寿命周期的成本控制策略。研究结果表明:钢筋开始锈蚀概率随保护层厚度的增加而降低,随水灰比的下降而下降,当保护层厚度大于45mm,满足全寿命周期内桥墩钢筋设计使用需求;保护层厚度越大,钢筋开裂允许概率越大。随裂缝宽度的减小,保护层严重开裂概率明显上升;在忽略桥梁大型维修和更换成本和社会成本条件下,贴现率0%～1%时,通过在桥墩内钢筋位置涂装环氧树脂能有效降低桥梁全寿命设计成本;贴现率2%～7%时,通过在混凝土表面采用阻隔剂涂层施工工艺能有效降低成本。     

内掺硅烷乳液制备防腐混凝土

用内掺硅烷乳液制备防腐混凝土,通过掺加小掺量硅烷乳液对混凝土强度、吸水率和抗氯离子渗透性能进行试验研究,制备早期强度不低于普通混凝土,与普通混凝土相比吸水率降低20%-40%,混凝土非稳态氯离子迁移系数低于4×10-12m2/s的高抗氯离子防腐混凝土,从而提高混凝土的耐久性。     

盐渍土环境下氯离子侵入混凝土模型研究

氯离子侵入引发钢筋腐蚀,降低了盐渍土环境下钢筋混凝土结构物使用寿命.综合考虑混凝土孔隙溶液中氯离子的扩散、电迁移以及毛细吸附等运移方式,建立盐渍土环境下氯离子侵入混凝土模型,预测结构物寿命.采用有限元方法分析扩散电场、毛细作用对氯离子运移过程的影响.分析表明,多种离子运移产生的电场加速了氯离子的运移过程,且毛细作用在早...     

基于时变可靠度的钢筋混凝土结构碳化腐蚀开裂比例预测和维护时间确定

基于改进的碳化深度预测模型,结合IPCC预测大气CO2浓度数据,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和维护时间的确定。由于概率预测模型能够考虑CO2排放、环境、结构尺寸、腐蚀电流密度、钢筋布置、保护层厚度和劣化机制的不确定性和变异性,发展了时变可靠度模型来计算混凝土结构在多种CO2排放策略作用下和不同耐久性设计下将来100年内的开始腐蚀概率和腐蚀开裂比例。根据结构维护管理要求标准,确定结构第一次维护时间。研究表明:在A1FI排放策略下的开始腐蚀概率比其在最好CO2排放策略下高了720%;对于保护层厚度为20 mm和水灰比为0.55的混凝土,在将来100年的开裂概率为0.37,这意味着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;在A1FI排放策略下,当可接受的开裂比例设为1%时,对于建于2000年、保护层厚度为30 mm和水灰比为0.50的钢筋混凝土结构在碳化腐蚀下第一次维护时间在2058—2065年。     

混凝土导热系数试验研究

为了研究混凝土材料的导热系数,利用基于护热板法的导热仪(DRH)测试了各种试件的导热系数,探讨了粗集料与砂浆比、砂率、水灰比、粉煤灰掺量及含气量等影响混凝土导热系数的因素;根据试验结果,粗集料与砂浆比、含气量是影响混凝土导热系数的主要因素,水灰比、砂率、粉煤灰掺量对导热系数也有一定的影响。     

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。     

钢-混凝土组合梁斜拉桥梁结构的稳定性分析

采用有限元法建立钢-混凝土组合桥梁的结构模型,分析了不同典型施工阶段下桥梁主梁和腹板结构的受力特征,获得了桥梁整体失稳状态。并以桥梁局部失稳状态分析斜拉桥结构的稳定性特征,获得影响斜拉桥稳定性的各影响因素关系。研究结果表明:全桥一阶整体失稳态下的总体稳定系数为7. 7,大于一般计算稳定系数4. 0;桥梁施工状态下,主梁最大应力出现在成桥阶段1 000 d后,桥面板承受最大压应力出现在中跨合拢阶段,均满足规范。对于桥梁主梁腹板,在设计荷载组合作用下,主梁腹板加劲肋局部位置易发生屈曲变形。当轴力/弯矩小于0. 5时,首先在梁段产生横梁侧倾失稳,随着轴力/弯矩比值的增加,由横梁侧倾斜转化为主梁腹板或加劲肋的失稳。     

浅谈钢筋保护层厚度对桥梁结构的影响

钢筋混凝土保护层厚度是从混凝土表面到最外层钢筋的最小距离,从其对结构受力和耐久性两方面分析了合理的钢筋保护层厚度在桥梁结构中重要性,探讨了混凝土保护层对桥梁工程耐久性和安全性的影响规律,并提出了施工过程控制保护层厚度的可行方法。     

预应力混凝土结构碳化腐蚀参数敏感性分析

基于碳化深度预测模型,使用已有的参数敏感性分析方法,研究了碳化腐蚀参数对混凝土结构时变性能评估的重要性.由于概率预测模型能够考虑CO2排放、环境、结构尺寸、腐蚀电流密度、预应力筋布置、保护层厚度和劣化机制的不确定性和变异性,发展了可靠度计算模型来定量地计算碳化腐蚀参数对结构时变性能的影响.研究表明:对于预应力混凝土结构,活载模型、混凝土保护层厚度、混凝土抗压强度和荷载横向分布系数是最重要的影响参数.     

新拌混凝土孔结构的影响因素研究

现今工程中仅以含气量单一指标预控制混凝土的抗冻性,为了提高混凝土的预控制性,采用新拌混凝土孔结构分析仪Air Void Analyzer(AVA)研究了水灰比、粉煤灰外掺、高频振捣时间和经时变化等因素对新拌混凝土孔结构的影响.结果显示;新拌混凝土孔结构除受水灰比影响以外;粉煤灰外掺、高频振捣时间、经时变化对新拌混凝土孔结构也有较明显的影响.指出混凝土现场施工仅仅控制含气量指标是不够的,更要考虑新拌混凝土的气泡间距系数以及外掺品种对引气剂的物理吸附作用,并且要考虑所使用的引气剂品种随时间推移后孔结构的变化,建议建立孔结构经时变化模型,便于现场施工控制.     

混凝土密度和抗压强度预测模型的建立与应用

为了研究橡胶取代砂石对混凝土密度和抗压强度的影响,开展了不同橡胶取代比和不同水灰比下所得混凝土试样的密度和抗压强度试验。结果表明:橡胶混凝土的密度和抗压强度受橡胶含量和水灰比的影响:随橡胶含量的增加,混凝土的密度和抗压强度急剧降低。进一步根据试验结果建立混凝土的密度预测模型,得出当橡胶含量和水灰比在试验范围内时(橡胶含量为0～60%,水灰比为0.20～0.35),相关性系数R~2数值接近1,表明因变量(混凝土的密度)和自变量(橡胶含量和水灰比)之间存在很强的关联性,证明提出的模型能够准确预测所得混凝土的密度和抗压强度。     

原子吸收光谱法测定汽车管路涂层完整性

介绍了应用火焰原子吸收光谱法测定汽车管路表面涂层完整性的检测方法。该方法通过将电镀锌 有机涂层的汽车管路样品浸泡于一定浓度盐酸溶液中,使盐酸与表面涂层缺陷处锌层反应后将溶液导入原子吸收分光光度计中,测定溶解在盐酸溶液中的锌离子浓度,从而判断管路表面涂层的完整性。实验结果表明,该方法可以准确判断涂层表面是否存在微小缺陷以及缺陷产生的加工工序,因而,对于汽车涂层管路在加工过程中可能造成的不易发现的表面涂层破坏可以及时准确地判定。     

黄山太平湖大桥施工中及成桥后徐变影响分析

本文采用公路桥涵设计规范规定的徐变系数计算模式和增量递推法分析混凝土桥梁的徐变效应；用位移法分析结构的徐变，编制程序，计算了独塔单索面预应力混凝土斜拉桥型的黄山太平湖大桥在施工过程中、成桥状态及运营状态的徐变影响。     

引气粉煤灰混凝土的氯离子扩散系数

基于盐碱寒冷地区的工程环境与混凝土的配制特点,模拟配制了SA溶液,采用正交方案试验研究了水灰比、含气量和粉煤灰掺量3个参数对引气粉煤灰混凝土氯离子扩散系数的影响,建立了氯离子扩散系数计算模型,并采用游程检验法对计算模型进行了检验,结果表明该模型表征的相关关系显著,预测值与实测值无显著差异。