硅烷防护对混凝土抗氯离子渗透性的影响

通过室内快速试验和实海暴露试验,研究硅烷防护对混凝土氯离子渗透性的影响。研究表明:硅烷浸渍层能够有效降低氯离子对混凝土的侵蚀,减小混凝土氯离子扩散系数和表面氯离子浓度,其中氯离子扩散系数降低幅度在50%以上,可显著提高混凝土结构使用寿命;且硅烷浸渍层能够减小处于干湿交替区域混凝土结构"对流层"的深度。     

35%荷载、冻融循环对混凝土氯离子扩散系数的影响

采用盐湖卤水分别进行长期浸泡、冻融循环、浸泡-35％荷载腐蚀试验,定期检测了混凝土不同深度的自由氯离子含量,应用二维氯离子扩散定律和Fick第二定律计算了混凝土氯离子扩散系数和混凝土的寿命寿命,分析了水灰比和试验环境对表面氯离子扩散系数的影响。结果表明,氯离子扩散系数随着水灰比的增大而增大,与长期浸泡相比,冻融循环和施加35％荷载都加速了混凝土表面氯离子扩散系数,冻融循环的效果更明显,在盐湖环境下采用高强混凝土是提高混凝土耐久性的有效方法。     

某海港码头结构耐久性调查与分析

对华东地区建于90年代服役11年的某海港码头的构件力学性能、耐久性等进行了现场调查与分析。调查结果表明:构件混凝土的力学性能和保护层厚度基本满足设计要求,但构件混凝土电阻率较低,存在氯盐腐蚀的可能性,构件的表面已出现了锈斑,产生了氯盐腐蚀现象;构件的游离氯离子浓度与总氯离子浓度存在相关性,游离氯离子浓度计算的扩散系数小于总氯离子计算的扩散系数;随着高程的增加,构件的表面氯离子浓度具有降低的趋势;构件混凝土抗氯盐侵蚀性能存在一定的差别。调研结果可为进一步制定有关海港工程混凝土耐久性标准提供参考。     

华南滨海环境下硅烷浸渍混凝土长期防腐性能研究*

结构易发生由氯盐侵蚀引发的钢筋腐蚀、保护层开裂等耐久性问题，硅烷浸渍技术通过在混凝土表面形成疏水结构能够有效降低氯离子在混凝土中扩散深度，从而延长结构物服役寿命。但是，现有研究大部分是基于室内加速试验或短期野外暴露试验，对于华南滨海实况环境下硅烷浸渍混凝土长期防腐性能缺乏报道。采用吸水率测试、腐蚀电化学等方法系统研究华南滨海某硅烷浸渍混凝土结构工程服役12 a的防腐性能。结果显示：硅烷浸渍混凝土在服役期内外观致密、完整，表面疏水能力随服役龄期延长而略有下降；硅烷浸渍疏水层能够降低混凝土中氯离子侵蚀速度而使钢筋长期保持强钝化状态，可延长混凝土结构耐久性服役寿命。     

混凝土成熟度和氯离子扩散系数的相关性及在某工程中的应用

采用化学结合水法、氯离子快速测定法（RCM法）和混凝土成熟度测定法研究了56 d龄期内混凝土氯离子扩散系数和混凝土成熟度的关系。结果表明：混凝土氯离子扩散系数不仅随养护龄期的延长而降低,还随养护温度的升高而降低,延长养护龄期或提高养护温度均可提高胶凝材料的水化程度;室内养护混凝土试件的氯离子扩散系数与混凝土成熟度值之间呈幂函数关系,二者具有很好的相关性（R2=0.976）,利用室外养护混凝土试件的数据进行验证计算,其理论计算值与实测值具有较好的吻合性,可根据混凝土成熟度实测值预测出混凝土的氯离子扩散系数;在本工程中,沉管隧道接触海水时混凝土成熟度的推荐值为21064℃·h,控制边界值为13926℃·h,考虑外部养护温度和水化热对混凝土成熟度产生影响时,可对混凝土接触海水的龄期通过后计算进行适当的调整。     

ABAQUS在混凝土中氯离子时变扩散中的应用

为验证ABAQUS有限元软件在混凝土中氯离子时变扩散分析的可行性,对已有试验采用ABAQUS有限元程序进行分析,并通过编写USDFLD子程序考虑扩散系数、表面氯离子浓度随时间变化的影响。同时也对有限元分析中的单元尺寸、模型尺寸进行了讨论。分析结果表明,ABAQUS有限元分析能很好地拟合试验数据;ABAQUS内置的Mass Diffusion(MD)模块可以较好地模拟不考虑时变效应时的氯离子扩散情况,而利用USDFLD子程序可以进一步地考虑扩散系数及表面氯离子浓度的时变影响。研究的有限元模型中,单元尺寸小于扩散方向长度的5%时,可以达到较高的精度水平;不同厚度的模型之间的氯离子扩散存在着差异。     

透水模板布对海工高性能混凝土抗氯离子渗透性的影响

通过室内试验和暴露试验,研究了透水模板布对海工高性能混凝土抗氯离子渗透性的长期影响。结果表明：透水模板布可有效提高表层混凝土的抗氯离子渗透性,降低混凝土氯离子扩散系数,26个月暴露龄期时氯离子扩散系数降低了30％～60％,可显著提高混凝土结构的使用寿命。     

大管桩现场取样分析与耐久性研究

采用现场取样与室内化学分析相结合的方法,研究海洋环境下大管桩的耐久性能。通过对深圳、连云港和宁波3个地区服役1~17 a的大管桩展开耐久性调查,同时在潮差区和浪溅区的桩身混凝土钻芯取样,采用化学分析的方法测试不同深度混凝土中的氯离子含量,计算混凝土氯离子扩散系数,进而经统计分析得出桩身混凝土的腐蚀参数。通过对比研究桩身混凝土与桩帽节点混凝土的抗氯离子渗透性能的差异,研究裂缝对氯离子渗透的影响及大管桩接头处FRP包覆层对接头耐久性的影响。取样研究过程中未发现任何箍筋和主筋锈蚀的现象,服役10~15 a的大管桩箍筋表面氯离子浓度在0.1%~0.2%,箍筋表面光洁如新。     

海洋环境下港口工程混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型

通过现场暴露物理试验,实测得到了港口工程混凝土及相对应的水泥砂浆试件中氯离子的浓度分布结果,经回归分析分别得到了这两种试件的氯离子扩散系数。以此为基础,定量评估了粗骨料的稀释、曲折和界面过渡区效应对混凝土中氯离子扩散系数的影响,并建立了混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型。基于混凝土中氯离子扩散的细观数值模拟方法,验证了所建立的混凝土界面过渡区氯离子扩散系数模型的正确性。对细观数值模拟结果的分析可知:界面过渡区对混凝土中仅考虑粗骨料的稀释和曲折效应的氯离子扩散系数的提升效应不可忽略,应充分考虑界面过渡区的存在对混凝土中氯离子浓度分布和扩散特性的影响。     

基于现场取样试验的混凝土结构寿命预测*

在役码头钢筋混凝土结构耐久性寿命预测面临可供分析参数少、契合度不高、预测结果存疑等问题，通过现场取样试验，获取混凝土芯样氯离子浓度分布值，基于修正的氯离子扩散模型，利用Matlab软件进行回归分析，得到试件的氯离子扩散系数、衰减系数和表面氯离子浓度等参数，并对在役码头胸墙钢筋混凝土结构耐久性寿命进行预测。结果表明：参数定值法预测结果过大，而基于失效概率预测方法的预测结果与规范方法计算结果基本一致，更符合工程实际。     

胶凝砂砾石筑坝技术在龙溪口枢纽超长库区防护中的应用

胶凝砂砾石作为一种高水胶比、低胶凝材料用量的经济环保型筑坝材料，其填筑施工工艺与混凝土碾压施工近似，同时具有单次摊铺厚度更厚、施工效率更高的特点。以龙溪口航电枢纽工程五一坝防护库区为例，对胶凝砂砾石筑坝技术在超长库区防护的应用进行研究，通过分析其力学特性以及渗透性，进一步阐明胶凝砂砾石筑坝技术在水库库区安全防护中的应用科学性。结果表明，胶凝砂砾石筑坝技术在承受库区水压等外部力的作用下表现出优异的稳定性和抗压能力，其结构紧密、材料均匀，有助于减少水分渗透，从而保护库区内部的稳定性和安全性。     

大气区被氯盐污染的钢筋混凝土外加电流阴极保护电流分散的研究

通过室内试验,针对大气区被氯盐污染的钢筋混凝土采用外加电流阴极保护系统其阴极保护电流在被氯盐污染混凝土结构的多层钢筋的分布规律进行了研究,为混凝土外加电流阴极保护工程的设计提供指导。研究结果表明:在大气区被氯盐污染混凝土中,邻近辅助阳极的第1和第2层钢筋共吸收的的电流较多,占总电流的70%以上;第2层钢筋与第1层钢筋的间距对电流在的钢筋中的分散情况影响较大。     

抗蚀系数法评价胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

通过测试以不同胶凝材料配制的胶砂试件在硫酸盐侵蚀试验条件下的抗蚀系数,对胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀性能进行研究和评价。研究结果表明：以90d作为抗蚀系数法评价胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能的侵蚀龄期较为合适,提出了抗蚀系数法评价胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能的方法,将胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀能力由弱到强依次划分为“极低”、“低”、“中”、“高”和“极高”5个等级;硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能优于普通硅酸盐水泥,但两者的抗硫酸盐侵蚀能力均很低;矿物掺合料并不总能改善胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀能力,但选择合理的掺量,单掺或复掺矿物掺合料均可大幅度提高胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀性能。分析了不同种类胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀机理。     

胶凝砂砾石施工技术在围堰工程中的实践与应用

胶凝砂砾石施工技术是将胶凝砂砾石作为围堰工程中的防冲防渗结合体结构,以替代传统防渗墙+块石护面的结构形式。针对岷江龙溪口航电枢纽工程二期一汛右岸船闸全年围堰工程的应用实践,介绍了原材料及配合比的选用、施工工艺及方法、质量控制等,重点阐述了应用过程中胶凝砂砾石与混凝土、高喷防渗墙等既有结构连接处以及施工缝面等关键部位施工工艺,并进行施工技术经济性比较。结果表明,胶凝砂砾石施工技术具有施工工艺简单、工序少、成本低、施工速度快的优势。     

荷载场和氯离子扩散场共同作用下的钢筋混凝土构件分析

为讨论荷载场与氯离子扩散场的共同作用,引入考虑荷载作用下的混凝土损伤影响函数Fd,采用ABAQUS有限元软件的USDFLD子程序开发功能,在内置的Mass Diffusion模块中考虑荷载作用和力学损伤对氯离子扩散的影响,实现钢筋混凝土构件层次荷载场和氯离子扩散场的多物理场共同作用分析。结果表明:有限元计算结果和试验结果吻合良好;随着荷载比的增大,氯离子在混凝土中的扩散速度逐渐加快,且拉应力对氯离子扩散的促进作用远大于压应力。为探究氯离子在混凝土中的扩散规律提供了一种新方法。     

滨海环境下清水防腐蚀混凝土配制技术

通过改变原材料种类、胶凝材料总量、水胶比、矿物掺合料用量和比例以及模板体系等因素,探索混凝土抗压强度、抗氯离子渗透性以及外观质量的变化规律。水胶比为0.34~0.38,胶凝材料用量不小于420 kg/m3,以1∶2比例掺入30%~60%的粉煤灰与矿粉,掺入20%以下的超细石灰石粉,同时运用消泡剂与引气剂对聚羧酸减水剂加以改进,严格控制原材料性能指标,并在钢模板中涂覆聚氨酯模板漆,可制备出强度等级大于C40,56 d氯离子迁移系数小于3.0×10-12m2/s,外观质量满足JGJ 169—2009《清水混凝土应用技术规程》的清水防腐蚀混凝土。     

活性炭氧化改性及氯化氰消除的应用研究

本文选用硝酸为氧化剂对活性炭进行了处理,考察了硝酸浓度和处理时间对活性炭表面化学性质的影响,通过傅立叶变换红外光谱、X射线衍射仪对改性活性炭进行了表征,考察了以改性活性炭为载体制备炭催化剂对氯化氰的消除性能。结果表明,硝酸浓度和处理时间是影响活性炭表面化学性质的重要因素,低浓度硝酸氧化改性提高了活性炭的表面亲水性而对活性炭的结构没有明显影响,制备的炭催化剂对氯化氰防护时间明显增长。当硝酸浓度为8%,处理时间5h～8h消除氯化氰效果最好。     

船用917钢抗冲击性能试验

无论金属材料或是非金属材料,其力学性能都是与应变率相关的.由于应变率历史效应以及在高速变形条件下产生绝热剪切带等不稳定性因素,使得材料对于高应变率响应的问题变得十分复杂,而一些实验方法则起到了重要作用.材料的本构关系是与水下爆炸等现象仿真研究的精度直接相关的,材料在高应变率下本构关系的确定,对水下爆炸等产生高应变率现象进行仿真研究具有重要意义.本文通过Hopkinson杆装置对船用917低磁钢进行了抗冲击性能研究,并由试验给出了仿真研究中适用的本构关系.     

龙溪口库区粉土地基上建设胶固土(石)堤防试验研究

针对龙溪口库区大量粉土地基不能直接作为堤防的持力层，且粉土废弃带来诸多环保方面不利影响等问题，开展了固化土(加石或不加石)筑堤材料的试验研究。通过一定量的胶凝材料和专用外加剂将土(石)胶结固化后，具有一定力学强度和抗渗性能等优点，胶固土(石)经过3 a泡水后未崩解，满足筑堤材料的强度要求。经过处理的粉土地基上建设胶固土(石)堤防具有创新性，新的建堤材料使粉土得到废物利用，固结材料特性比传统土石坝的散粒体材料具有更高的安全性，拓宽了建堤材料的应用范围，具有较好的推广应用价值。