黑龙江省公路引气混凝土配合比设计实例

采用引气混凝土能够降低水灰比、增强混凝土的抗冻耐久性、减轻碱集料反应带来的膨胀破坏、改善混凝土的和易性和抗渗性。尤其是在有除冰盐等盐侵蚀的地区,还能够提高混凝土结构抵抗盐冻剥蚀的能力。根据北黑高速公路建设实际,分析混凝土原材料的技术指标及对含气量的影响,选择引气混凝土参数、配合比设计参数,进行配合比设计。通过试验验证,确认配制的引气混凝土的工作性能、力学性能和抗冻耐久性良好。

高原环境引气混凝土研究现状及抗冻耐久性提升措施分析

青藏高原平均海拔4 000多米,海拔高、气压低、正负温交替天数多,冻融破坏是导致高原地区混凝土结构物性能劣化的最主要因素之一。文章对高原环境下引气混凝土的研究现状进行了分析,论述了低气压对引气剂溶液引气性能、混凝土含气量、孔结构与气孔结构的影响规律,提出了高原环境下提高混凝土抗冻耐久性的相关措施。

引气混凝土在中国盐湖环境中抗冻性的研究

用快冻法研究了普通混凝土与引气混凝土在水和西藏、内蒙古、新疆和青海盐湖卤水中的抗冻性。结果表明 ,普通混凝土在盐湖卤水中冻融时 ,引起冻融破坏的主导因素是盐结晶压 ,混凝土的抗卤水冻蚀性主要取决于盐结晶压的损伤负效应和卤水冰点降低的损伤正效应。引气产生的气孔不仅能释放水冻胀压 ,而且能更加显著的缓解盐结晶压 ,引气能否改善抗冻性主要取决于盐湖卤水的种类和成分。

掺加 SJ-2 新型引气剂引气混凝土性能研究

研究了掺加ＳＪ２新型引气剂引气混凝土的性能．结果表明：ＳＪ２新型引气剂对混凝土强度的影响程度与国外有代表性的Ｖｉｎｓｏｌ引气剂大致相同，但明显优于国内属质量较好的ＳＲ引气剂；ＳＪ２新型引气剂对混凝土抗冻性的改善效果与Ｖｉｎｓｏｌ引气剂大致相同．ＳＪ２新型引气剂是国内混凝土工程中值得推广应用的一种优质引气剂．

冻融循环后引气混凝土双轴破坏准则研究

对经过0次、100次、200次、300次、400次冻融循环作用后的引气混凝土试件进行了双轴压、双轴拉-压荷载作用下的强度试验研究。观察了试件的破坏形态和表面裂缝的走向特征,根据试验结果分析了极限抗压、抗拉强度随冻融循环次数和应力比的变化规律。在主应力空间,建立了不同冻融循环次数后考虑应力比影响的双轴破坏准则;对于双轴压,建立了同时考虑应力比及冻融循环次数影响的破坏准则,对于双轴拉-压,建立了八面体应力空间的破坏准则;为寒冷地区处于双轴荷载作用下的引气混凝土结构的强度分析提供试验和理论依据。

冻融环境下引气混凝土双轴拉-压强度和破坏准则的试验研究

本文对掺引气剂混凝土进行了不同次数快速冻融试验,用电子显微镜观察了经受不同次数冻融循环后混凝土微观结构的变化,并进行了6种应力比下的双轴拉-压试验,观察了试件破坏形态,测得了混凝土试件的抗拉强度和抗压强度。试验发现,掺引气剂混凝土在双轴拉-压荷载作用下,其抗拉强度和抗压强度均随冻融循环次数的增加而明显降低。在此基础上,分析了双轴拉-压极限强度随冻融循环次数的变化规律,并在主应力空间和八面体应力空间建立了同时考虑冻融循环次数和拉压比的破坏准则。

SJ-2新型引气剂及其引气混凝土性能

介绍了SJ 2新型引气剂性能 ,并且研究了其引气混凝土性能。结果表明 :SJ 2引气剂是一种原料来源和性能独特的新型引气剂 ,其对混凝土各项性能的影响程度可与国外有代表性的Vinsol引气剂相媲美 ,是国内混凝土工程中值得推广应用的一种优质引气剂。

内掺憎水与引气外加剂对寒地交通工程混凝土的改性效应

严寒地区交通工程经常受到除冰盐冻害的影响,通常掺入引气剂可以提高交通工程的混凝土抗冻性,但并不能改善混凝土的渗透性,交通工程中混凝土结构的破坏往往是由于环境中氯离子因混凝土孔隙的毛细管作用渗入到混凝土内部,引发钢筋锈蚀而使混凝土结构发生的破坏。严重者盐冻直接剥蚀破坏,为此,通过探索严寒地区交通工程混凝土在内掺憎水和引气双重条件下对混凝土的改性效应,结合ASTM C1202测试手段和SEM微观方法,发现在内掺憎水和引气条件下,憎水剂的加入可以明显改善混凝土由于含气量过大而造成的抗氯离子扩散能力下降,同时内掺憎水剂可以显著改善混凝土的微观孔隙表面特征,降低混凝土微孔隙的毛细管作用。表明内掺憎水和引气外加剂条件下对严寒地区交通工程混凝土具有明显的改善效应。

引气混凝土的特性研究

系统地研究了引气对混凝土力学性能、早期抗裂性能以及耐久性能的影响,这些耐久性包括抗冻性、Cl-侵入、盐结晶破坏、碳化等。研究结果表明:混凝土中适当引气可以改善混凝土的综合耐久性能。引气除了可以大幅度提高混凝土的抗冻性、改善混凝土的工作性外,在同等强度下,引气还可显著改善混凝土的抗渗性、抗Cl-渗透和抗碳化性能;通过引气还可显著改善混凝土的盐结晶、碱-集料反应引起的破坏;混凝土引气后韧性提高,早期抗裂性能也得到改善。

-3℃养护条件下不同龄期引气混凝土强度及渗透性试验规律研究

研究负温(-3℃)养护条件下,引气混凝土在28、56、84、112、140 d不同龄期内混凝土强度及渗透性变化规律。通过与标准养护条件下对应龄期引气混凝土抗压强度及渗透性能作对比,得出了负温(-3℃)养护条件下引气混凝土随龄期增长强度损失率及渗透性能增长率。同时对该引气混凝土渗透性及强度试验数据进行回归分析,得到负温养护条件下线性相关系数,结果表明负温(-3℃)养护条件下引气混凝土渗透性与强度有较好的线性相关性。通过掌握渗透性与强度的辩证关系,可为冬季防水工程施工中耐久混凝土配合比设计提供理论支持及参考依据。

养护条件及龄期对引气混凝土强度和渗透性影响规律研究

本试验主要研究负温(-3℃)和低温(3℃)不同养护条件下,引气混凝土在7 d、14 d、28 d、56 d、84 d和112d不同龄期内强度增长规律及引气混凝土在28 d、56 d、84 d和112 d不同龄期内渗透性能变化规律。通过与标准养护条件下相应龄期引气混凝土抗压强度及渗透性能对比,得出了不同养护条件下引气混凝土随龄期增长强度损失率及渗透性能增长率。结果证明,试验龄期内引气混凝土强度损失率范围负温和低温下分别是22.40%~41.00%、7.97%~18.26%;渗透性能增长率范围,负温下约为76.52%~114.35%,低温下则在12.34%~47.86%之间波动。同时对该引气混凝土渗透性及强度实验数据进行回归分析,得到不同养护条件下线性相关系数。数据显示,负温(-3℃)养护条件下引气混凝土线性相关系数小于低温(3℃)养护条件下引气混凝土线性相关系数,说明养护温度影响混凝土渗透性与强度的线性相关性。通过掌握渗透性与强度的辩证关系,可为冬季防水工程施工中耐久混凝土配合比设计提供理论支持及参考依据。

冻融环境下引气混凝土力学性能研究

采用快速冻融的方法,对混凝土在水中进行50、100、150次冻融循环后,得到其不同循环次数下的抗压强度,分别考虑了含气量、粉煤灰掺量和水胶比3个影响混凝土抗冻性的主要因素,分析了冻融环境下的混凝土力学性能。这些结论为在冻融环境下的混凝土含气量、粉煤灰掺量和水胶比的选择提出了建议,也为受冻融循环影响的混凝土结构进一步的研究提供了参考。

高原低气压环境对引气混凝土含气量及气泡稳定性的影响

该文利用低气压试验箱模拟高原气压环境，试验研究了不同配合比及初始含气量水平下环境气压的降低对引气混凝土含气量及其气泡稳定性的影响。结果表明：与常压相比，环境气压的降低能够显著削弱引气剂的引气能力，当混凝土配合比及引气剂掺量一定时，混凝土含气量随环境气压降低呈线性减少，当环境气压降低至50 kPa时，混凝土含气量降低约20%～49%。另外，低气压条件下混凝土气泡稳定性变差，具体表现为混凝土含气量经时损失变大，延长振捣时间导致低压混凝土损失更多气泡，二者均使低压下硬化混凝土的气泡间距系数增大，影响混凝土抗冻性。因此，在高原地区应通过采取优选引气剂类型、增大引气剂掺量以及避免过振等技术措施，以确保高原地区引气混凝土含气量能够达到抗冻设计要求。

气泡参数对引气混凝土性能的影响

通过试验研究,测试了硬化混凝土的含气量、气泡平均半径、气泡数量、气泡间隔系数,探讨了气泡参数对引气混凝土性能的影响。试验结果表明,气泡平均半径对引气混凝土抗压强度的影响最大,混凝土抗压强度随气泡平均半径的增大而降低;随着气泡数量的增多,引气混凝土干燥收缩变形呈减小趋势;气泡间距系数对引气混凝土抗冻性的影响非常显著,当气泡间距系数超过300μm时,混凝土抗冻性较差。

引气混凝土导热系数试验与分析

为了研究引气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,探讨了骨料含量、砂率、水灰比、粉煤灰掺量、含气量等影响混凝土导热系数的因素。根据试验结果可知,水灰比、含气量是影响混凝土导热系数的主要因素,骨料、砂率、粉煤灰掺量对导热系数也有一定的影响。

冻融后引气再生混凝土与钢筋黏结性能的试验研究

通过在再生混凝土中添加引气剂配制出引气再生混凝土,并制作了不同直径钢筋-引气再生混凝土中心拔出试件。将试件放在冻融环境为淡水与盐浓度为5%的人工海水中进行了25、50、75次快速冻融循环,然后对未经冻融循环作用以及经过不同次数冻融循环作用的中心拔出试件进行了黏结性能试验研究。试验中测试了钢筋与混凝土间的黏结强度、黏结滑移,观察了试件开裂形态随施加荷载、钢筋直径、冻融循环次数的变化情况。依据试验结果,分析了钢筋直径、冻融循环次数对黏结强度、黏结滑移的影响规律。试验表明,随着冻融循环次数的增加,钢筋与混凝土黏结力逐渐下降,峰值荷载减小,峰值滑移量变大,且在海水中冻融的试块黏结力损失更为严重。

冻融作用对引气混凝土钢筋握裹力、碳化与氯离子扩散系数的影响

采用快速冻融试验、碳化试验以及NEL法氯离子扩散系数试验,研究了冻融作用对引气混凝土钢筋握裹力、碳化深度以及氯离子扩散系数的影响。结果表明:混凝土钢筋握裹力随受冻程度的提高明显降低,并且非引气混凝土的降低幅度明显大于引气混凝土;引气混凝土的碳化深度随受冻程度的提高明显增大。

多年冻土季节活动层区引气混凝土孔结构演变规律与抗冻性研究

以多年冻土季节活动层区铁路、公路线路中桥梁的墩台基础混凝土灌注桩为背景,将持续-3℃养护下84 d时的引气混凝土和标养下28 d时的引气混凝土(两者抗压强度相同)的孔结构及抗冻性进行了对比分析,得出引气混凝土在-3℃养护环境下孔结构的演变规律和抗冻性能。结果表明:持续-3℃养护下混凝土平均孔径为标养下的1. 48～1. 63倍,气泡间距指数为标养下的1. 37～1. 61倍,孔隙率为标养下的1. 25～2. 02倍,且平均孔径随着含气量的增大先减小后增大,气泡间距系数随着含气量的增大而减小,孔隙率随着含气量的增大而增大;通过延长养护龄期抗压强度虽然最终可以达到标养下的抗压强度(龄期滞后),但混凝土的抗冻性能降低,其降低幅度不仅与含气量有关,而且与孔结构有关,含气量对混凝土抗冻性能的影响存在最优含气量,即最优含气量在3. 2%左右。

机场道面引气混凝土性能试验研究

机场道面混凝土是一种干硬性混凝土,与一般建筑工程使用的混凝土有较大区别。着重从含气量对机场道面混凝土的工作性和强度及抗冻性等方面的影响进行了试验。研究表明:抗折强度随含气量的增大而减小,但在3.5%～5.5%区间时,抗折强度下降较平缓;混凝土抗冻性随含气量的增大而提高,当含气量大于3%时,能够满足道面混凝土抗冻性要求。

高频振动对引气混凝土引气参数和抗冻能力的影响

针对两种引气混凝土施加不同时间的高频振动,采用硬化混凝土气孔结构分析仪定量地描述振动对引气混凝土含气量、气泡间距和气泡孔径分布等参数的影响,通过冻融循环试验反映高频振动与引气混凝土抗冻能力的关系。结果表明:振动施加初期混凝土含气量变化不大,随振动时间的延长(约60 s后),含气量开始大幅下降,约105s后,含气量下降放缓,最终趋于稳定;随高频振动时间的延长,混凝土气泡间距系数先增大再减小,气泡平均直径不断减小,比表面积不断增大;480～960μm的气泡对高频振动更为敏感,0～480μm的气泡在混凝土中较为稳定;长时间的高频振动会直接劣化引气性能,造成混凝土抗冻融能力下降。