矿物掺合料及外加剂对混凝土抗氯离子渗透性的试验研究

文章针对江苏沿海(南通)地区盐渍土环境下混凝土结构耐久性研究,结合室内实验和现场工程数据的验证对比,通过氯离子在不同矿物掺合料及外加剂的混凝土结构中的扩散试验分析,由Fick扩散定律,推导出氯离子环境下混凝土结构初始腐蚀时间的计算公式,并对氯离子环境下影响混凝土保护层最小厚度进行了研究,为江苏沿海地区新建工程项目混凝土结构耐久性设计提供了保护层最小厚度的建议。     

氯离子侵蚀环境下常见施工偏差对混凝土结构耐久性能的影响

为揭示常见施工偏差对混凝土结构耐久性能的影响规律,对国内外预测氯离子侵蚀条件下混凝土结构使用寿命的6种模型进行比较,分析氯离子侵蚀环境下影响耐久性的主要参数。选择典型环境下的混凝土桥梁构件,模拟保护层厚度、水胶比等参数的常见施工偏差,在各模型下分析比较保护层厚度对结构耐久性能的影响。结果表明,保护层厚度、水胶比等参数变化(偏差)对预期耐久寿命有显著影响,影响程度与偏差大小、设计参数取值及计算模型的选用有较大关系。保护层厚度不足(-5 mm)的施工偏差会导致预测氯离子侵蚀耐久寿命缩短约20%~40%;水胶比增大(+0.02)会导致预测寿命缩短约15%~25%。可见,施工质量控制偏差对结构抗氯离子侵蚀耐久性能的影响重大,加强关键参数质量控制极为重要。     

火灾高温下RC简支梁极限弯矩计算模型研究

通过截面力学平衡原理,引人火灾高温下混凝土和钢筋强度折减系数,给出截面有效分布宽度,推导得有效力矩法及相应力矩时效系数计算方法,建立火灾高温下钢筋混凝土简支梁极限弯矩的实用计算模型,与有限元分析数据进行对比,结果吻合．研究表明：保护层厚度对钢筋混凝土简支梁极限弯矩影响较大,钢筋混凝土简支梁极限弯矩随保护层厚度的增加呈线性递增关系,该计算方法可行．     

G218线尉犁县城段公路盐渍土处理措施探讨

G218线尉犁县城段改建工程位于新疆巴音郭楞蒙古自治州尉犁县境内,本项目地处干旱地区,蒸发量大,降水量小,地下水位较高,使水分蒸发盐分聚集,形成盐渍土。盐渍土具有盐胀性、腐蚀性等工程特性,使路基路面产生不均匀膨胀,鼓包、开裂,使混凝土腐蚀破坏,对公路危害较大。根据原有老路盐渍土处理措施,调查研究其多年使用效果,结合新疆地区盐渍土处理经验总结出本项目盐渍土处理方法。     

海港高桩码头混凝土耐久性的分析

根据海港高桩码头结构检测结果,认为氯离子、混凝土质量均匀性和保护层厚度、构件受力产生的裂缝是影响混凝土耐久性的因素.提出提高混凝土的质量、优先采用预制构件、从设计上控制裂缝开展宽度和推行纤维混凝土等有效措施.     

基于元胞自动机的开裂混凝土氯离子扩散模拟与分析

为获得氯离子在开裂混凝土中的浓度分布以及分析裂缝形状、分布形式、偏转角度对混凝土中氯离子扩散效应的影响,根据氯离子在开裂混凝土中的扩散机理,利用元胞自动机和均匀化等效分析方法,建立了模拟开裂混凝土中氯离子扩散过程的元胞自动机模型,并利用数值试验对模型中元胞尺寸进行了优化.研究结果表明:在不影响计算精度的情况下,为提高模...     

基于粒子群算法优化Kriging模型的 桥梁钢筋锈蚀可靠度分析

桥梁结构在不利影响因素作用下性能会受到影响,对桥梁的可靠性进行分析具有重要意义。对桥梁钢筋锈蚀开裂可靠度计算方法进行研究,首先,结合实际测试数据提出了基于粒子群算法优化Kriging模型的方法,以解决钢筋锈蚀和保护层开裂与各主要影响因素(钢筋直径、混凝土抗压强度、保护层厚度和沿筋方向裂缝宽度)间的不确定关系。其次,建立了钢筋锈蚀正常使用极限状态的功能函数,并利用Monte-Carlo方法计算桥梁钢筋锈蚀适用性的失效概率和可靠度。结果表明:通过粒子群算法优化后构建的Kriging模型能够更准确地预测钢筋锈蚀程度;桥梁钢筋锈蚀可靠度指标随着钢筋直径、混凝土抗压强度和保护层厚度的增加而增加,随裂缝宽度的增加而减少。     

损伤混凝土构件中钢筋界限锈蚀量的研究

研究了混凝土的徐变和混凝土的非线性性质,研究损伤混凝土构件中钢筋界限锈蚀量,用有限元软件ANSYS对钢筋锈胀效应进行了非线性有限元分析.计算表明:保护层厚度与钢筋直径的比、混凝土的强度是影响混凝土保护层开裂时钢筋锈蚀深度(界限锈蚀深度)的重要因素.比值越大,界限锈蚀深度越大;混凝土的强度越大,界限锈蚀深度越大.     

钢筋与粗骨料超高性能混凝土粘结性能试验研究

为了研究含粗骨料超高性能混凝土（UHPC）与带肋钢筋的粘结性能,对6组钢筋-粗骨料UHPC中心拉拔试件进行了加载测试,研究了钢筋直径、保护层厚度、粘结锚固长度对粘结应力的影响,基于厚壁圆筒理论和拉梅解答分析了保护层厚度的影响. 采用回归分析的方法得到了极限粘结应力的计算公式,并采用其他文献的试验结果验证了该公式的有效性. 研究结果表明:粗骨料UHPC与钢筋的粘结锚固破坏模式与活性粉末混凝土（RPC）相似,有“刮犁破坏”和“劈裂破坏”两种模式;粗骨料UHPC所需钢筋的最小保护层厚度略大于RPC,粘结锚固长度与RPC相近;保护层厚度、粘结锚固长度存在相互影响,粘结锚固长度足够时可适当减小保护层厚度;提出了带肋钢筋在粗骨料UHPC中保护层厚度和锚固长度的建议值.      

矿物掺合料对海洋混凝土抗氯离子渗透的研究

纯硅酸盐水泥混凝土很难达到海洋高性能混凝土氯离子渗透电量小于1 000C要求,矿物掺合料能够改善抗氯离子渗透能力,研究得出改善混凝土抗氯离子渗透能力依次为10%SF>60%SG>30%ⅡFA;并且通过氯离子因素耐久性经时破坏模型计算,对掺加不同矿物掺合料海洋混凝土耐久性寿命进行了预测与比较.     

氯离子诱发钢筋混凝土桥面板锈蚀开始时间的预测方法探析

通过对钢筋混凝土桥面板表面氟离子浓度的测量,并运用超越方程预测钢筋混凝土桥面板锈蚀的开始时间．即采用三种不同表面氯离子的浓度-时间关系曲线,根据不同的扩散系数和混凝土层深度对锈蚀开始时间进行预测．这对于桥面板的维护和修复有重要的参考价值。     

不同盐分对水泥固化渍土强度的影响

通过掺加了不同盐分和含盐量的水泥固化渍土的强度对比,初步分析各盐分对水泥固化土强度的影响作用。结果表明:在本次研究中,各种盐分及混合盐分对水泥固化土强度都有不良影响,其中氯盐对水泥固化土强度的影响较为严重。最后通过自制固化剂G1和G2来固化高含盐量、复合盐分盐渍土,发现自制固化剂固化效果较为理想,与水泥固化渍土相比,强度有较大提高。     

疲劳荷载下无砟轨道混凝土中氯离子传输研究

疲劳荷载作用下,无砟轨道混凝土的抗氯离子渗透性能是影响其服役特性的主要因素之一.为分析混凝土在疲劳荷载作用下氯离子的传输变化规律,首先针对浸泡于氯离子溶液的混凝土试件进行弯曲疲劳试验,然后利用COMSOL有限元软件建立结构力学场与氯离子传输场的两场耦合模型,模拟氯离子在混凝土中的扩散行为.研究结果表明:当侵蚀时间为2 ...     

粗颗粒盐渍土工程特性研究进展

从盐渍土的分布状况出发, 阐述了合理利用粗颗粒盐渍土的环保性和重要性; 基于单因素盐胀试验结果, 结合多因素交互作用下的盐胀试验, 分析了土、水、盐、温、力5要素对粗颗粒盐渍土盐胀量的影响效果; 通过现场和室内溶陷试验结果对比, 概括了粗颗粒盐渍土溶陷特性的典型规律; 梳理了不同工况下粗颗粒盐渍土冻融循环试验成果, 完善了粗颗粒盐渍土现有的改良方法, 提出了粗颗粒盐渍土工程特性的研究方向。研究结果表明: 粗颗粒盐渍土的物理力学性质与其颗粒组成和含盐量关系密切; 地域不同, 粗颗粒盐渍土的颗粒级配亦有所差别; 温度、含盐量、含盐类型、含水率、初始密度和上覆荷载均是影响粗颗粒盐渍土盐胀量的重要因素, 且存在一定的交互作用; 建议在将粗颗粒盐渍土用作路基填料时, 应充分考虑各个因素对盐胀量的影响, 有效利用具有抑制盐胀作用的因素; 现场和室内溶陷试验均是测定盐渍土溶陷率的有效方法, 但粗颗粒盐渍土室内溶陷试验需要在考虑土体颗粒粒径效应的基础上完善、规范; 冻融循环试验可近似模拟粗颗粒盐渍土的实际工况, 直观反映其温度、水分与变形等规律, 但在进行试验方案设计时, 需综合考虑实际工程中的各种环境因素, 不同因素的组合对冻融循环试验结果影响较显著; 在进行粗颗粒盐渍土工程特性改良时, 应充分利用现场材料, 火山灰、粉煤灰等具有较好的改良效果; 应建立水-热-盐-力四场全耦合模型以进一步完善粗颗粒盐渍土盐胀机理。      

南疆铁路路基填料改良盐渍土的盐胀冻胀试验研究

结合南疆铁路路基病害整治工程,从就地取材、经济可行的原则出发,利用氯化钙、消石灰、水泥和粉煤灰等掺合料,确定6种改良方案,进行改良盐渍土的盐胀冻胀室内试验研究,并与重塑土作比较,为最优改良方案的确定提供依据．试验结果表明：盐渍土中掺入氯化钙或氯化钙和石灰能有效缓解盐胀冻胀的发生,掺入水泥、粉煤灰和石灰没有盐胀冻胀现象．该结论与现场试验段相一致．     

锈蚀率对同类型RC梁抗弯刚度影响

专门针对相同钢筋类型(保护层厚度、钢筋类型、钢筋直径以及配筋率)的钢筋混凝土梁,开展锈蚀率对其抗弯刚度影响研究,通过对相同类型但不同锈蚀率的钢筋混凝土梁静载试验,得到了挠度与曲率的关系,进而分析了锈蚀率对梁曲率的影响,推导出跨中弯矩与曲率之间的关系,进一步考虑不同锈蚀率下弯矩增长与抗弯刚度之间的关系,建立了考虑锈蚀率的梁的抗弯刚度退化系数计算公式.可为既有公路混凝土桥梁耐久性评估提供参考依据.     

运输过程对结构混凝土耐久性能影响

研究了运输过程对结构混凝土拌合物工作性能、配合比符合性、力学性能、耐久性能（碳化、抗氯离子渗透）等的影响。研究表明拌和楼出口、搅拌车出口、泵口等取样点混凝土配合比分析结果与设计配合比有一定误差,不同取样点混凝土抗压强度、各个龄期混凝土碳化深度和氯离子扩散系数均相差不大。     

新疆盐渍土地区桥梁防腐技术研究

详细介绍新疆中部地区某公路所经路段盐渍土的状况,盐渍土对钢筋混凝土桥梁等构造物的腐蚀机理和危害,提出盐渍土路段钢筋混凝土桥梁构造物的防腐设计措施,可为盐渍土地区桥梁构造物的设计施工提供借鉴和参考。     

荷载引起的横向裂缝区钢筋锈蚀速率

为探讨荷载引起的横向裂缝区钢筋锈蚀速率变化,采用配筋混凝土梁进行了受弯加载试验,分析了裂缝宽度和混凝土表面涂层对钢筋锈蚀速率的影响.研究结果表明:裂缝处钢筋的锈蚀特征为微电池腐蚀和宏电池腐蚀并存,横向裂缝宽度对裂缝处钢筋宏观腐蚀电流强度的大小和分布没有影响,但增大了裂缝处钢筋活化区的面积,从而使钢筋的腐蚀微电流强度增大;裂缝处钢筋腐蚀反应需要的氧和水直接从裂缝侵入,而不是通过未开裂处混凝土的保护层渗入,通过增加环氧涂层、提高保护层厚度和混凝土密实度等措施无法阻止裂缝处钢筋的锈蚀.      

基于Wiener退化对镁水泥混凝土中钢筋的锈蚀预测

镁水泥混凝土对钢筋的腐蚀限制了其广泛的推广应用,为解决这一难题,提出利用涂层来缓解其对钢筋的腐蚀,确保镁水泥钢筋混凝土建筑满足设计规定的使用年限要求. 根据西部盐渍土地区的自然环境,采用溶液浸泡加速锈蚀的试验方法对氯氧镁涂层钢筋混凝土进行快速腐蚀试验;运用电化学工作站周期性地对氯氧镁涂层钢筋混凝土试块进行电化学试验;以表征涂层钢筋锈蚀的电化学参数（腐蚀电流密度）作为退化指标,在Wiener退化过程的基础上进行可靠度建模并且对涂层钢筋进行锈蚀预测. 研究结果表明:利用涂层钢筋腐蚀电流密度作为耐久性退化指标可以得到镁水泥涂层钢筋混凝土中的涂层钢筋锈蚀的可靠度函数,并确定出涂层钢筋在30 000 d左右达到中等腐蚀.