盐冻环境下混凝土抗盐冻性能研究

在雨雪侵蚀和冰冻作用下,北方地区水工结构常常会出现盐冻破坏问题,对水工结构的抗渗耐久性和长效稳定运行等带来严重影响。为降低盐冻破坏程度,文章以浑河流域某公路桥梁工程为例,试验探究了矿渣粉、硅灰、粉煤灰对水工混凝土抗盐冻性能的影响,并利用SEM扫描电镜深入分析气泡特征对抗盐冻性能的作用机理。结果表明:在水工混凝土中引入独立均匀分布的密闭气泡能够明显增强其抗盐冻能力,水胶比较大时,抗盐冻能力主要受气泡结构的影响,加入引气剂生成良好的气泡结构可以有效改善抗盐冻性能;水胶比<0.32时,气泡结构特征的影响作用下降,该条件下不掺入引气剂能够保持较高的抗盐冻水平,实际工程中应考虑不同部位及强度要求选择合适的配合比。

预加载条件下混凝土抗盐冻性能试验研究

文章为了研究荷载、冻融和盐侵蚀共同作用下不同强度等级混凝土的抗盐冻性能,制定预加载制度,对不同强度等级的混凝土试件施加压应力,使其产生裂缝后进行混凝土冻融盐蚀试验。结果表明:吸水试验和SEM扫描电镜试验证明预加载制度有效;冻害现象表明相对SO_(4)^(2-),Cl^(-)对混凝土的抗盐冻性更能产生不利影响;随着冻融循环次数的增加,混凝土的抗盐冻性能不断降低;混凝土强度等级越高,抗盐冻性能越强。

利用抛填骨料工艺提升混凝土护栏抗盐冻性能效果分析

本研究通过表观形貌、抗压强度及质量损失等方法,探究在冻融循环-氯盐侵蚀作用下抛填骨料混凝土抛填率对混凝土抗盐冻性能的影响规律。结果表明:抛填骨料工艺可有效提高混凝土的抗冻耐久性,但当抛填率超过一定程度后,对抗盐冻性能的提升作用减弱,抗压强度与抛填率存在二次函数关系。通过数值拟合的方式得到兼顾混凝土强度与抗盐冻性能的最佳抛填率为12%~14%。

聚乙烯醇纤维强化水泥基复合材料的抗盐冻性能

通过氯盐环境中的快速冻融试验研究了纤维体积率、冻融循环次数、粉煤灰、硅粉对聚乙烯醇(PVA)纤维水泥基复合材料抗盐冻性能的影响。通过扫描电镜观察内部微观结构随盐冻作用的变化规律、PVA纤维在水泥基体中分布情况和界面结合状况。试验结果表明:PVA纤维的掺入可明显改善水泥基复合材料的抗盐冻性能;PVA纤维在基体中分散性较好,且与水泥基体界面结合状况较好;而粉煤灰、硅粉的掺入未明显改善PVA纤维水泥基复合材料的抗盐冻性能。

混凝土抗盐冻性能影响因素的研究

参照CDF抗冻性能试验方法研究混凝土的抗折强度、水灰比、掺合料及引气剂对道路混凝土抗盐冻性能的影响。结果表明:混凝土56次盐冻剥蚀量和相对动弹性模量损失率随抗折强度的增加而减小,随水灰比降低而减小;掺合料及引气剂有利于降低混凝土的盐冻剥蚀量和动弹性模量损失率,提高混凝土的抗盐冻性能。

粉煤灰陶粒混凝土的抗盐冻性能

为了评价桥面铺装中应用的轻骨料混凝土长期耐久性,利用R ILEM推荐混凝土抗盐冻性能试验标准(CDF)研究了粉煤灰陶粒混凝土与普通混凝土的抗盐冻性能.结果表明:相同强度等级的掺加矿物掺合料的粉煤灰陶粒混凝土的抗盐冻性能明显优于普通混凝土的抗盐冻性能.复掺矿物掺合料混凝土的抗盐冻性能优于单掺矿物掺合料混凝土的抗盐冻性能.与普通混凝土相比,通过SEM-EDXA的分析,掺与未掺矿物掺合料陶粒与水泥石之间的界面过渡区的范围明显变小,这是粉煤灰陶粒混凝土抗除冰盐性能优良的重要原因.

气泡特征对混凝土抗盐冻性能的影响

采用快冻法研究了普通混凝土(OPC)、引气混凝土(APC)和高性能混凝土(HPC)在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的抗盐冻性能,并借助低真空扫描电子显微镜(SEM)观测了水泥浆体中气泡特征,研究了混凝土气孔结构对混凝土抗盐冻性能的影响规律。结果表明:在水胶比0.50的OPC浆体中,引入直径小于30μm、间距小于60μm,且均匀、独立分布的密闭气泡可以显著提高OPC的抗盐冻性能;对于强度等级C40的HPC,气泡结构是影响混凝土抗盐冻性能的主要因素,掺加引气剂、获得优异的气泡结构是提高其抗盐冻性能的有效途径;对于掺硅粉的HPC,当水胶比小于0.31时,气泡结构特征不再是影响其抗盐冻性的主要因素,即使不添加引气剂,这种混凝土也具有较高的抗盐冻性能。

混凝土抗盐冻性能试验研究

寒冷地区海洋环境和除冰盐环境中的混凝土结构受到盐害和冻害的双重作用,使混凝土的破坏更加严酷。本文采用快速冻融方法,对混凝土在盐溶液中进行了冻融试验,通过试验探讨了水胶比,粉煤灰掺量,含气量等因素的变化对混凝土抗盐冻性能的影响,研究了混凝土外观、质量损失率、相对动弹性模量、超声声速、抗压强度随冻融循环次数的变化规律。试验结果表明,试件均由于质量损失率超过5%而破坏;水胶比是影响混凝土抗盐冻性能的决定性因素,适当的粉煤灰掺量也能使混凝土达到抗盐冻性能要求,存在一个临界含气量能最大限度地提高混凝土抗盐冻性能;即使在引气条件下,大水胶比(0.50)和大掺量(50%)粉煤灰混凝土的抗盐冻性能仍很差。

钢筋混凝土构件的抗盐冻性能研究

在质量浓度为3.5%的NaCl溶液中,采用快冻法研究普通混凝土(OPC)、引气混凝土(APC)和高性能混凝土(HPC)试验梁和混凝土试件的抗盐冻性能。结果表明,采用混凝土试件的抗盐冻实验结果并不能准确反映钢筋混凝土构件的性能特点。OPC的盐冻破坏源于其表面剥蚀,引气能够显著提高其抗盐冻破坏能力,掺加40%FA将显著地降低APC的抗盐冻性能,掺加10%硅灰将使APC试验梁在盐冻过程中出现表面宏观裂纹。综合分析指出,FA掺量为20%的C50粉煤灰引气HPC结构具有较理想的抗盐冻能力。

粉煤灰陶粒混凝土抗盐冻性能的研究

利用RILEM推荐的混凝土抗冻性能试验标准(CDF)研究了粉煤灰陶粒混凝土与普通混凝土的抗盐冻性能。结果表明:相同强度等级的掺加矿物掺合料的粉煤灰陶粒混凝土的单面抗冻性大大优于普通混凝土的单面抗冻性;矿物掺合料的56次的耐单面抗冻顺序是:硅灰+矿渣>硅灰+粉煤灰>矿渣+粉煤灰>硅灰>粉煤灰>矿渣。

纳米SiO_2桥梁混凝土抗盐冻性能试验研究

本文对掺加纳米SiO_2桥梁混凝土的抗盐冻性能进行了试验研究,结果表明,经过一定的盐冻试验次数后,掺加一定量纳米SiO_2混凝土抗盐冻剥蚀性能优于空白混凝土,单位表面积剥落物总质量和超声波相对动弹性模量降低较空白混凝土少,抗盐冻性能有较大的提高。

纳米材料对混凝土抗盐冻性能的试验研究

纳米混凝土是一种新型建筑材料,可较好地改善混凝土抗盐冻性能。研究纳米SiO_2、纳米Al_2O_3、纳米Fe_2O_3、纳米TiO_2对混凝土抗盐冻性能的影响。在3种不同盐环境下,通过对比冻融循环后的质量损失情况,分析了4种纳米材料对混凝土抗冻性能的改善。研究表明:随纳米材料掺量的上升,混凝土抗盐冻性能提高,结合经济性分析得出最佳掺量为0.5%;纳米SiO_2的改善效果最好,纳米Al_2O_3的改善效果最弱;NaCl主要破坏混凝土表面,而CH_3COOK主要破坏混凝土内部。

混凝土抗盐冻性能试验

为研究混凝土强度等级、矿物掺合料和含气量对其抗盐冻性能的影响,对混凝土进行了盐溶液条件下的快速冻融试验。通过硬化混凝土气泡参数测定验证了新拌混凝土含气量与硬化混凝土含气量之间的相关性,对混凝土外观、相对动弹性模量、累积剥落量随冻融循环次数变化规律进行了分析,研究了不同强度等级、矿物掺合料、含气量等因素对混凝土抗盐冻性能的影响趋势。结果表明:单纯提高强度等级并不一定利于混凝土抗盐冻性能的改善,对中低强度的混凝土而言,含气量是影响其抗盐冻性能的决定性因素;粉煤灰与矿渣粉的掺量应控制在一定范围内。

胶集比对环氧树脂混凝土抗盐冻性能的影响

为解决现有水泥混凝土抗盐冻性能差的问题,用环氧树脂替代水泥作为胶凝材料,设置环氧树脂和集料质量比1∶4、1∶5、1∶6和1∶7四种胶集比,以外观形态、单位面积剥落量和强度为评价指标,分析不同胶集比对环氧树脂混凝土抗盐冻性能的影响。结果表明:环氧树脂混凝土抗盐冻性能较水泥混凝土提升明显,且随胶集比的增大,环氧树脂混凝土的抗盐冻性能逐渐增强。

混凝土路面砖抗盐冻性能的研究

本文就混凝土路面砖的抗盐冻性能进行了试验研究 ,发现抗冻性合格的混凝土路面砖 ,抗盐冻性能较差。作者认为 ,在寒冷和严寒地区 ,除要考虑混凝土路面砖抗冻性 ,更要采取合理的技术措施提高抗盐冻性能 。

超硫水泥混凝土抗盐冻性能及提升研究

通过测试不同盐冻循环次数后超硫水泥混凝土的表面剥落质量和超声波相对动弹性模量,并对气泡结构参数进行表征,系统探究了引气剂对超硫水泥混凝土抗盐冻性能的影响规律,以及弱碱性激发剂——乳酸钠对超硫水泥混凝土抗盐冻性能的提升效果。研究结果表明,添加引气剂可有效提高超硫水泥混凝土抗盐冻性能,但会降低强度,复合掺加乳酸钠可避免强度降低。加入胶凝材料质量0.3%的引气剂,剥落质量仅为919.7 g/m^(2),较基准组降低了36.8%,且超声波相对动弹性模量未明显降低。引气剂的加入,改善了超硫水泥混凝土的气孔结构,降低了内部气孔间距系数和弦长大于100μm的气孔数占比。这可以减缓冻融作用下内部微裂纹的发展速率,延缓冻融破坏过程。此外,乳酸钠通过促进超硫水泥水化使得混凝土抗盐冻性能得到增强,但提升效果主要体现在测试后期,且对混凝土气孔结构参数影响不大(28 d龄期)。

矿物掺合料和引气剂对混凝土抗盐冻性能影响的研究

我国北方地区钢筋混凝土桥梁结构存在明显的盐冻病害现象,采用在混凝土中单掺引气剂、单掺硅灰、单掺粉煤灰、双掺硅灰和粉煤灰及双掺并掺引气剂的方法,提出了引气剂及矿物掺合料的最优掺量。结果表明,对C30、C40强度等级混凝土而言,掺加引气剂对混凝土抗盐冻性能的影响较水灰比更为显著,0.02%和0.03%掺量的引气剂能有效提高混凝土的抗盐冻性能;混凝土抗盐冻性能随硅灰掺量的增加呈先增强后减弱的趋势,硅灰的较优掺量为5%～10%。

纳米SiO2改性水泥混凝土抗盐冻性能研究

通过慢冻法试验以单位面积剥蚀量及相对动弹模量为评价指标研究不同掺量下纳米SiO2改性混凝土抗盐冻融循环能力,并进行三点弯曲试验,研究其断裂韧度及断裂能损失率,基于此建立水胶比W/B=0.31时的盐冻融损伤回归方程。结果表明:经过纳米SiO2改性的混凝土抗盐冻融性能明显提升,在60次冻融循环之内,2.0%掺量下最大可分别提升混凝土约70%单位面积剥蚀量、24.2%相对动弹模量、29.5%断裂韧度及10.9%断裂能,且纳米SiO2存在最佳掺量范围1.5%~2.0%;在W/B=0.31时,纳米SiO2改性混凝土单位面积剥蚀量、相对动弹模量、断裂韧度损失率以及断裂能损失率与其掺量、冻融次数之间存在较为显著的数学关系。

矿物掺合料对水泥混凝土抗盐冻性能的影响

为解决寒冷气候条件下水泥混凝土受海水或除冰盐冻融破坏问题，以28d龄期混凝土试件、质量浓度为3％氯化钠溶液、循环温度-20～20℃为试验条件，以单位面积剥落物质量为评价标准，对掺加不同矿物掺合料的水泥混凝土进行抗盐冻性能试验。试验结果表明：随着胶凝材料中硅灰质量分数的增加，水泥混凝土的抗盐冻性能逐渐增长，当胶凝材料中硅灰的质量分数大于11％后，水泥混凝土抗盐冻性能增长变缓；粉煤灰和矿粉的掺加对水泥混凝土抗盐冻性能有一定的降低作用，当胶凝材料中粉煤灰的质量分数大于20％，胶凝材料中矿粉的质量分数大于15％，水泥混凝土抗盐冻性能下降变缓。

钙铝类水滑石对混凝土抗盐冻性能的影响

以氯盐为主要成分的除冰盐会导致混凝土发生盐冻破坏,而钙铝类水滑石(CAHL)可以对氯离子进行吸附固化。为研究CAHL对混凝土抗盐冻性能的影响,在C30混凝土中分别掺加胶凝材料质量0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的CAHL,测试不同CAHL含量对混凝土抗压强度、电通量、盐冻剥落质量、自由氯离子浓度的影响。结果表明:当CAHL掺量≤1.5%时,随着掺量的增加,混凝土的抗压强度逐渐增大,而电通量逐渐降低,说明合适的CAHL掺量可以提高混凝土的致密性;随CAHL掺量的增加,Friedel’s盐的衍射峰逐渐增强,说明CAHL可以较好地固化氯离子;CAHL通过提高混凝土致密性和固化氯离子有效降低了盐冻条件下混凝土中的自由氯离子含量;与空白样相比,CAHL掺量为1.5%时的混凝土经28次单面盐冻剥落后质量损失下降22.9%。