干湿循环作用下混凝土硫酸盐侵蚀劣化机理试验研究

通过微观和宏观观测综合研究不同配比混凝土在干湿循环作用下受硫酸盐侵蚀的劣化规律,设计4个W/C:0.57、0.44、0.35、0.28,对应从普通强度到高强混凝土。微观观测包括用热分析方法进行侵蚀产物分析和用改进硫酸钡重量法(化学滴定法)测量由表及里不同深度处硫酸根含量,宏观观测主要包括抗压强度、劈裂抗拉强度等基本力学性能。试验结果表明:干湿循环作用下,湿状态下混凝土受到钙矾石、石膏等膨胀性侵蚀产物的作用,干状态下又叠加由蒸发作用引起的盐结晶压力的损伤;与普通强度混凝土相比,高强混凝土的W/C小并掺有适量的减水剂,孔隙结构得到优化,使得湿状态下硫酸根传输受阻,干状态下结晶条件遭到一定程度破坏,导致混凝土受侵层厚度明显降低,表现为宏观上的强度劣化程度较轻,表明高强混凝土具有较强的抵抗硫酸盐侵蚀能力。

基于预埋钢丝拉拔法的套筒灌浆饱满度检测技术研究

预埋钢丝拉拔法是指灌浆前在套筒出浆口预埋高强钢丝,待灌浆料养护一定时间后,对预埋钢丝进行拉拔,通过拉拔荷载值判断灌浆饱满程度。通过参数研究、实验室套筒灌浆饱满度检测研究、工程现场套筒灌浆饱满度检测研究,证实了该方法具有可行性。实际应用时,建议选择直径D=5mm的高强钢丝,锚固长度l=30mm,养护龄期t=3d,钢丝长度可根据现场实际情况确定。预埋钢丝拉拔法所用高强钢丝可重复使用,是一种简单、实用、经济的检测套筒灌浆饱满度的方法,可在实际工程中推广应用。

高温后混凝土抗氯离子渗透性能的试验研究

用RCM法和电通量法2种方法测试了高温后不同配比混凝土的抗氯离子渗透特性,比较了2种方法的测试结果,并通过SEM观测了高温前后混凝土微观结构的变化.结果表明:高温前和高温后,混凝土强度等级对氯离子渗透性均有明显影响;随着温度升高,混凝土的氯离子渗透性不断提高,特别是当温度达到800℃时有显著增加;RCM法和电通量法所测指标的变化趋势基本一致,但RCM法能更为准确地反映出高温对各配比混凝土孔隙结构的影响规律;高温前后混凝土微观结构变化与其宏观上氯离子渗透性的变化规律相符.

复合因素作用下混凝土硫酸盐侵蚀劣化机理

通过微观和宏观观测,综合揭示了单独硫酸钠溶液侵蚀、亚高温水淬循环和硫酸钠溶液侵蚀交替进行、碳化和硫酸钠溶液侵蚀交替进行3种工况下混凝土受侵蚀劣化规律.研究结果表明:3种工况的主要侵蚀产物均为钙矾石,没有明显检测到石膏和碳硫硅钙石;与单独硫酸钠溶液侵蚀相比,亚高温水淬循环作用加剧了硫酸根离子向混凝土内部的扩散传输,从而造成其强度的显著劣化;碳化层的存在在一定程度上减轻了硫酸根离子的扩散传输,但碳化和硫酸钠溶液侵蚀的交替作用仍导致了混凝土抗压强度下降.

预埋非接触钢丝拉拔成孔法检测套筒灌浆缺陷深度试验研究

预埋非接触钢丝拉拔成孔法是在套筒出浆孔管道预埋钢丝,出浆孔管道内钢丝通过透明塑料管隔离,实现与灌浆料非接触;出浆孔管道外钢丝拉拔段长度≤50mm,灌浆后自然养护24h,可实现手动拉拔钢丝,操作简单易行。预埋非接触钢丝拉拔成孔后,通过仅带前视镜头的内窥镜可观测套筒灌浆是否饱满;通过带侧视镜头及测距功能的内窥镜可对灌浆缺陷进行成像并准确测量灌浆缺陷深度。

装配整体式混凝土建筑套筒灌浆存在问题与解决策略

通过实地调研,总结了装配整体式混凝土结构中套筒灌浆存在的突出问题,包括灌浆料质量不符合标准要求、钢筋割断或锚固强度不足、套筒出浆口不出浆、套筒出浆口浆体回流等,分析了发生的原因,提出了针对性的解决策略,并提供了两种套筒灌浆饱满度的检测方法,有利于促进装配整体式混凝土建筑的健康发展。

基于X射线数字成像灰度变化的套筒灌浆缺陷识别方法研究

提出X射线数字成像质量增强措施及图像灰度分析方法,并通过现场检测进行验证。应用X射线数字成像法检测套筒灌浆质量,通过拍摄时应用长时积分技术、后期图像处理时应用量子降噪技术、散射线抑制技术和多模式灰度曲线映射技术可有效提升成像质量。由标准试件和实际墙体检测结果可知,当灌浆区归一化灰度值≤0. 65时,可判断灌浆饱满;当灌浆区归一化灰度值≥0. 85时,可判断存在灌浆缺陷;当灌浆区归一化灰度值为0. 65～0. 85时,需进行深入分析或结合其他方法验证。研究结果表明,在预制混凝土剪力墙及预制夹心墙内叶剪力墙中单排居中布置或梅花形布置套筒的灌浆饱满度基本可准确清晰地检测评定。

基于改进超声法的预制剪力墙底部接缝灌浆缺陷检测技术研究

改进超声法主要针对预制剪力墙底部接缝在几何空间、材料组成等方面的特点,应用一种实用新型换能器,其辐射端直径为10mm、工作频率范围为250~500kHz,能较好地适应底部接缝的构造特点。应用改进超声法在实验室和工程现场对预制剪力墙底部接缝灌浆缺陷进行了检测研究,实验室和工程现场检测结果均表明,检测到的缺陷位置与实际存在的缺陷位置吻合度很高,应用该方法检测预制剪力墙底部接缝的灌浆缺陷可靠。

不同位置灌浆缺陷对钢筋套筒灌浆连接接头强度影响的研究

通过在全灌浆套筒内下段钢筋锚固段中部设置灌浆缺陷,研究不同大小灌浆缺陷对钢筋套筒灌浆连接接头对中单向拉伸强度的影响;针对全灌浆套筒和半灌浆套筒,系统分析端部缺陷和中部缺陷对接头对中单向拉伸强度的不同影响。研究结果表明:无论是全灌浆套筒还是半灌浆套筒,对于保证接头外钢筋拉断破坏的近似最大缺陷长度,中部缺陷最大长度约为端部缺陷最大长度的50. 0%~66. 7%,中部缺陷对接头性能的不利影响更大。研究结果为评估中部缺陷对钢筋套筒灌浆连接接头受力性能的影响提供了依据。

低品质活性矿物掺合料透水混凝土试验研究

通过试验研究了低品质活性矿物掺合料透水混凝土的基本性能,包括单掺低品质硅灰、单掺低品质粉煤灰、双掺低品质硅灰和粉煤灰。宏观上测试了抗压强度、抗折强度、孔隙率和透水系数;微观上用SEM观测了胶结层的微观结构、用EDS观测了胶结层的化学组成。试验结果表明:在普通透水混凝土中掺入一定量的低品质活性矿物掺合料替代部分水泥是可行的;单掺低品质硅灰效果最佳、掺量可在6%左右单掺低品质粉煤灰次之、掺量可在15%左右;单掺低品质硅灰透水混凝土和单掺低品质粉煤灰透水混凝土强度等级为C15左右,孔隙率均不低于20%,透水系数均不低于20×10^(-2)cm/s,可以满足一般轻交通路面的应用条件。

基于等效斜压杆理论的RC框架填充墙承载力计算方法研究

系统总结了国内外基于等效斜压杆理论的RC框架填充墙承载力计算方法,综合考虑填充墙对结构整体抗震能力的有利和不利影响,并结合试验研究,提出了一种相对简单可行的计算方法。该方法考虑了填充墙开窗洞、开门洞的影响。为验证该方法的合理性,还进行了基于等效斜压杆理论的RC框架填充墙数值模拟研究。结果表明,RC框架填充墙承载力理论计算值与有限元模拟值均与试验值吻合良好,提出的计算方法可供既有框架填充墙结构承载力评估时参考。

离心成型钢筋钢纤维混凝土电杆受力性能试验研究

通过试验研究了无拉线离心成型钢筋钢纤维混凝土电杆的力学性能,包括抗裂度、裂缝宽度及其分布形态、杆顶变形和极限承载力等。试验证明:掺入适量钢纤维后,电杆的抗裂度得到明显提高,裂缝宽度明显减小,裂缝间距减小,主裂缝间的裂缝呈短细非贯通性分布形态,电杆的极限承载力有所增大。结合离心成型工艺特点和钢纤维分布规律分析了其中的原因,为工程应用提供了科研依据。

聚丙烯仿钢纤维(PPTF)透水混凝土试验研究

研究了掺聚丙烯仿钢纤维(PPTF)透水混凝土的基本性能,测试了PPTF类型及掺量对透水混凝土抗压强度、抗折强度、孔隙率和透水系数的影响。结果表明:在普通透水混凝土中掺入一定量的PPTF是可行的,不会发生结团及锈蚀现象;PPTF掺量为3 kg/m3比较合适,与普通透水混凝土相比,尽管孔隙率和透水系数有所下降,但仍满足使用要求,而强度则有明显提高,其中以锯齿形PPTF增强效果最优;掺PPTF透水混凝土可以满足一般轻交通路面的应用条件。

便携式X射线技术检测套筒灌浆密实度研究

设计了7个模拟预制混凝土剪力墙钢筋连接的灌浆套筒试件,采用便携式X射线技术对各试件的灌浆密实度进行了检测,并在试验基础上开展了工程现场的预制剪力墙套筒密实度测试。试验研究和工程实测结果均表明:对于200mm厚预制混凝土剪力墙内居中或梅花形布置的灌浆套筒,便携式X射线检测结果可明确地界定套筒外形、钢筋形态及接头部位、灌浆密实区和未灌浆区,能够用于套筒灌浆密实度的判定。

钻孔结合内窥镜法检测套筒灌浆饱满度试验研究

钻孔结合内窥镜法是在套筒出浆孔管道或套筒出浆孔和灌浆孔连线任意位置钻孔,然后沿孔道底部伸入内窥镜探头测量套筒灌浆缺陷深度。该法无需预埋任何元件,操作简单易行,且对灌浆套筒力学性能无明显不利影响,可用于在建或已建装配整体式混凝土结构套筒灌浆质量检测。基于套筒内钢筋锚固长度要求、套筒产品构造特征及灌浆缺陷深度,提出灌浆饱满度计算公式,实现套筒灌浆饱满度检测的量化评估。

预制装配式混凝土框架高效延性节点试验研究

介绍国内外关于装配式混凝土框架延性节点的研究成果,在此基础上,设计一种新型装配式混凝土框架高效延性节点并开展足尺试验研究。试验包括3个装配式节点和1个现浇对比节点,采用低周反复加载方法。试验结果表明:装配式高效延性节点的承载力高于现浇对比节点;在节点核心区预埋低屈服高延性连杆并通过中间翼缘有效锚固后,节点正负向加载位移延性系数比现浇对比节点有大幅提高,延性性能明显改善;在整个加载过程中,连杆首先屈服并发生充分的塑性变形,梁柱基本保持弹性状态,达到延性连接设计目的;加载后期节点核芯区剪切变形增大,有限元分析表明节点核芯区箍筋加密后可有效抵抗剪切变形。最后,结合本文研究成果对相关装配式延性节点的抗震性能作总结分析。

相控阵超声成像法检测钢筋混凝土叠合构件缺陷研究

设计制作了3块叠合面内设有不同人工缺陷的钢筋混凝土叠合板试件,并采用相控阵超声成像法对各试件缺陷进行了检测。结果表明,相控阵超声成像技术能够通过对缺陷成像的方式准确检测新旧混凝土结合面的孔洞、浮土等缺陷,可为装配式混凝土结构中应用较多的叠合构件检测提供技术支撑。

离心成型预应力钢纤维混凝土电杆设计试验研究

对研制的呼称高27m离心成型预应力钢纤维混凝土电杆进行了受力性能试验研究。结果表明，在断线工况荷载作用下，电杆的受力表现出良好的整体性，各项性能均满足设计要求：杆身采用预应力和钢纤维双重增强作用，使电杆的抗裂能力提高，变形减小：一旦发生超载运行出现裂缝，裂缝细短且非贯通，卸载后变形回复能力强，残余变形很小：在极限承载时，整杆变形明显，具有良好的延性破坏预兆。同时，预应力钢纤维混凝土电杆在预应力筋放张和杆段对焊组装过程中，避免了普通预应力混凝土电杆在预应力筋挂板和杆段连接钢圈附近混凝土起皮爆裂现象。根据试验结果对比分析，建立了预应力钢纤维混凝土电杆抗裂度、裂缝宽度、挠度和正截面承载力设计计算方法。研究成果为河南省漯河～淮阳220kv线路工程建设提供了重要科研依据，为钢纤维混凝土在预应力电杆中的应用提供了重要参考。

侵蚀方式对硫酸根离子在混凝土中传输的影响

对连续浸泡和干湿循环2种侵蚀方式下硫酸根离子在混凝土中的传输过程进行了比较研究。选取混凝土强度等级为C40,采用室温下自然干燥方式,硫酸钠侵蚀溶液的浓度为800,6 000,50 000 mg/L。当侵蚀龄期分别达到30,90,180,360,580 d时,采用钻芯、分层切片、研磨提取水泥石粉末样本进行化学分析,测定不同深度处混凝土的硫酸根离子含量。结果表明:总体上看干湿循环与连续浸泡相比更具有加速硫酸根离子向混凝土内传输的作用,使同深度处硫酸根离子含量增加;浓度较低的侵蚀溶液硫酸根离子具有更易于向混凝土深处传输的趋势,使较深处硫酸根离子含量增加;浓度较高的侵蚀溶液更偏于按着由表及里破坏的方式对混凝土产生侵蚀,使高含量的硫酸根离子聚集在浅层混凝土中。

钢筋浆锚搭接连接灌浆密实度检测方法试验研究

采用预埋传感器阻尼振动法对钢筋浆锚搭接灌浆过程中的施工质量进行了检测,采用冲击回波法和X射线法分别对波纹管约束和螺旋箍筋约束的钢筋浆锚搭接试件的灌浆密实度进行了检测。结果表明:预埋传感器阻尼振动法对灌浆施工过程的灌浆密实度的判断较为可靠;冲击回波法可以定性地发现灌浆不密实的情况,但对灌浆段和非灌浆段的界面判断不够准确;X射线法可以较清楚地判定单排孔道内部灌浆段和非灌浆段的界面,并建议了适当的检测参数,但其有效检测时的试件厚度有明显限制。现场检测时,可以综合应用预埋传感器阻尼振动法和X射线法,分别进行灌浆密实度的过程控制和事后检验,以有效提升灌浆质量。