荷载损伤对混凝土毛细吸收作用影响

为研究荷载损伤及荷载作用形式对混凝土内部毛细吸收作用的影响,本文研究在0%、30%、65%、75%四种应力水平下,分别持载10min和3h,后卸载、切割,通过毛细吸收实验,测定毛细吸水量及氯离子含量分布。试验结果表明:不同荷载作用形式下,混凝土毛细吸水量随应力水平的增加先减小后增大,混凝土毛细吸收系数随应力水平的增加先减小后增大,混凝土内部各深度处的氯离子含量随应力水平的增加先减小后增加。当应力水平较低时(小于75%时),混凝土的毛细吸收表现为各向同性,当应力达到一定水平时(75%),混凝土的毛细吸收表现为各向异性。

矿物掺合料对混凝土毛细吸收作用影响的试验研究

研究粉煤灰、矿粉等矿物掺合料的种类及掺入量对混凝土毛细吸收作用的影响,将其按一定比例掺入混凝土中,同时等量替代混凝土中的水泥。通过混凝土毛细吸收试验,并绘制混凝土试件毛细吸水量随时间变化曲线,试验结果表明,掺入一定比例的粉煤灰、矿粉可以有效的降低试件的毛细吸收系数,提高其抗渗透性能,当粉煤灰掺量(等量替代水泥)为30%、矿粉掺量为50%时,混凝土试件的抗渗透性能最好。

非饱和混凝土中氯离子的毛细吸附

将混凝土置于不同湿度空间,通过不同时间的毛细吸附,测试混凝土中自由氯离子浓度分布。分析了不同湿度、腐蚀时间和腐蚀溶液对混凝土中氯离子传输的影响。结果表明,随着混凝土内部相对湿度的降低,混凝土的毛细吸附能力增强。随着腐蚀时间的增长,氯离子的渗透深度逐步加深,且前期随吸附时间快速增加,后期增加速率降低。同时呈现出氯离子含量在混凝土表层增长较快,而内部较缓。复合离子的存在加速了混凝土的氯离子毛细吸收速度。

毛细作用下风积沙混凝土水分和氯离子传输特性试验

目的研究毛细作用下水分和氯离子在风积沙混凝土中的传输特性,探讨风积沙掺量、氯盐质量浓度对水分和氯离子侵入的影响规律。方法试验制备了5组不同掺量的风积沙混凝土,按照比例为0%、25%、50%、75%、100%等质量替换普通河砂,通过自然扩散法进行风积沙混凝土毛细吸水/盐试验。结果风积沙混凝土毛细吸收曲线前1 d内均呈线性增长,而后逐渐趋于水平;混凝土在氯化钠溶液中的毛细吸收量和毛细吸收系数大于清水溶液,毛细吸收系数随风积沙掺量的增加呈现先减小后增大的趋势,最小值出现在风积沙掺量为25%。风积沙混凝土中水分和氯离子传输深度呈明显线性关系,当水分传输趋于稳定时,氯离子由于扩散作用依旧向内部传输。通过水分和氯离子侵入深度及两者关系,毛细作用下风积沙混凝土中风积沙掺量宜控制在20%~30%。结论风积沙混凝土中水分和氯离子传输非同步,水分渗透速率大于氯离子渗透速率。当水分渗透逐渐稳定时,氯离子会继续向混凝土内部渗透。

毛细作用下硫酸盐溶液在水泥基材料中的传输研究

硫酸盐溶液在混凝土中的传输速率是造成硫酸盐对混凝土侵蚀破坏的主要控制因素,硫酸盐溶液在混凝土中传输速率越大,单位时间内进入混凝土中的硫酸盐溶液越多,溶液中水分蒸发速率越快,则对混凝土造成的侵蚀就越显著。通过试验研究了毛细作用下硫酸盐溶液在水泥基材料中传输的影响因素。试验结果表明,低水灰比条件下水泥砂浆的硫酸盐溶液的传输能力显著降低;掺入适量的超细矿渣粉和粉煤灰可以改善水泥砂浆的抗渗性能;在相同浓度下,水泥基材料对硫酸钠的吸附能力最强,硫酸铵次之,硫酸镁最弱。

冻融和碳化作用对混凝土氯离子侵蚀的影响

对4种不同配比混凝土先后进行冻融循环(0,50,150次)、加速碳化(0,1,2星期)和氯离子侵蚀,以研究冻融、碳化作用对混凝土氯离子侵蚀的影响.通过压汞法和选择电极法分别测定不同作用后混凝土的孔径分布和氯离子含量及其毛细吸收变化情况.结果表明:冻融循环增大混凝土孔隙率,作为混凝土损伤的动力源,为氯离子侵蚀创造更为有利的条件;冻融次数越多,造成的氯离子侵蚀越严重;碳化反应破坏混凝土基体原有的过滤机制,并促进Friedel盐分解,使氯离子含量增多;冻融与碳化均不同程度增大混凝土毛细吸水性能,两者共同作用较单独作用时的氯离子侵蚀严重得多.对混凝土结构进行耐久性设计和使用寿命预测时,必须考虑和引进冻融、碳化及其他因素的复合作用.

水泥基材料水分传输及动力学研究

从水泥基材料耐久性出发,引出了水分传输的重要性,研究了水泥砂浆和混凝土的一维水分传输。结果表明:只有结合毛细吸收和扩散2种传输过程才能很好地表征水泥基材料内部的水分传输过程,材料内部孔隙结构对水分传输的动力学过程有很大的影响。该研究结果为水泥基材料耐久性评价和寿命设计提供了更精确的理论基础。

RILEM混凝土抗冻融性推荐测试方法CIF及评述

混凝土抗冻融性是衡量其在冻融循环作用下耐久性的重要指标。本文详细介绍RILEM推荐的混凝土抗冻融性测试方法-CIF法的原理、仪器设备、测试过程及结果评定,并与我国现行标准《普通混凝土长期性能及耐久性试验方法》GBJ82-1985中规定的冻融循环测试方法进行比较,以期我国有关标准制定或修订时有所参考。

轴压荷载作用对混凝土微裂缝和渗透性影响研究

通过对水灰比0.4的普通混凝土棱柱体试件进行65%、75%、85%三种轴压应力水平下的持载1 250 min试验,测定了整个加载、持载和卸载过程中的纵横向应变,并引入比裂缝面积评价轴压荷载作用下混凝土损伤。同时,对卸载后的混凝土试件进行毛细吸水和吸盐试验,评定不同荷载水平下混凝土的渗透性能。试验结果表明:轴压荷载作用下,混凝土纵向、横向应变均随着应力水平的增加而变大;较高的应力水平下,混凝土完全卸载后,由于其内部出现一定损伤,应变不会完全恢复,仍残留一部分的塑性变形;混凝土内部的水分及氯离子量均随着轴压荷载的增加而变大,并且在较高应力水平下,横向毛细吸收系数和氯离子扩散系数均大于纵向毛细吸收系数和氯离子扩散系数。

荷载损伤对混凝土微裂缝和氯离子侵蚀的影响研究

研究荷载损伤对混凝土中微裂缝和氯离子侵蚀的影响,在65%、75%、85%三种轴压应力水平,分别持载10、50、250、1 250 min,测定整个加载过程中的纵横向应变,通过比裂缝面积评价混凝土的扩展微裂缝,卸载后,通过毛细吸收试验,测定混凝土7d的毛细吸水量和28 d的氯离子含量,试验结果表明:混凝土的扩展微裂缝随着应力水平及持载时间的增加而增加,残余微裂缝也随着应力水平及持载时间的增大而增大;同一应力水平下,在持载时间较短时(≤250 min),平行轴力方向的毛细吸收和抗氯离子侵蚀和垂直于轴力方向的相差不大,但当持载时间较长时(1250 min),平行轴力方向的毛细吸收和抗氯离子侵蚀和垂直于轴力方向的有较大差别,平行轴力方向的毛细吸收作用稍小一些,抗氯离子侵蚀性能稍差一些。

改性方法对生土材料水分传输特性的影响

通过未改性生土材料、水泥改性生土材料、黄麻改性生土材料和水泥/黄麻复合改性生土材料的毛细吸水试验,研究了改性方法对生土材料毛细吸水速率、毛细吸收系数和表面渗入深度等水分传输参数的影响及其作用机理.结果表明:生土材料的毛细吸水量与时间平方根呈线性关系;水泥改性生土材料的毛细吸收系数和初始吸水速率较未改性生土材料的毛细吸收系数和初始吸水速率分别降低19.8%和25.3%,而黄麻改性生土材料的毛细吸收系数和初始吸水速率分别提高了43.4%和26.2%;黄麻纤维明显提高了生土材料水分的表面渗入深度;水泥改变了黄土颗粒表面状态和生土材料的孔结构,从而影响了生土材料的水分传输特性.

采用中子照相观测无裂缝和带裂缝混凝土的水分侵入(英文)

钢筋混凝土结构的使用寿命在很大程度上取决于混凝土材料本身的质量、保护层厚度、侵蚀环境等.水和溶解于水中的有害离子能够通过混凝土孔隙的毛细吸附、扩散或两者的复合作用侵入到混凝土内部.两者复合作用的机理非常复杂,无法通过简单的模型进行描述,因此,目前对侵蚀环境下钢筋混凝土结构的使用寿命预测方法还不完全成熟.成功采用了一种有力的检测方法———中子照相,来观测水分在多孔混凝土中的运动过程,试验结果为今后建立可靠的寿命预测模型提供了坚实的试验基础.在介绍中子照相基本原理的基础上,对无裂缝和带裂缝混凝土的毛细吸水过程进行了实时中子成像.水分在钢筋与混凝土的界面处以及在裂缝前方的断裂区内部的运动过程尤为特殊.首次就水分的侵入过程进行了详细的可视化研究,试验结果有助于进一步更好地理解钢筋混凝土的劣化机理,寻求提高混凝土耐久性的措施.

粉煤灰复合水泥基材料的孔结构反演模型分析

为研究水泥基材料内的孔结构,基于Lucas-Washburn方程,提出考虑分形维数的毛细孔分布反演模型.应用X射线计算机断层扫描技术无损表征水泥基材料的毛细吸收过程,通过分布曲线推断出样品的孔径分布,通过劈开试验及滴定试验验证了该技术的可行性.将该模型应用于粉煤灰质量分数为10%的水泥基复合材料中,结果表明,毛细管孔径越大,毛细管内水上升得越快,在毛细管吸水的早期阶段,毛细管内水上升的高度较大.由模型推导出累积孔径分布,将所得结果与压汞法测得的累积孔体积进行比较,相关度为0.9426,证明了反演模型的准确性.

不同冻融循环后混凝土损伤特性的研究

对混凝土不同冻融循环次数后的相对动弹性模量做了具体分析,并且对试件从外及里各部分进行了毛细吸水试验,结果表明:引气混凝土经过300次冻融循环后仍保持良好的抗冻性;未掺和掺加引气剂的混凝土试件经不同冻融循环后外部毛细吸收系数A值均大于其内部的毛细吸收系数,试件内外损伤程度不同。

防水剂对受荷开裂下PVA-SHCC渗透性能的影响

受荷载时产生的多重裂缝是SHCC的薄弱部位和外界介质侵入的通路,会加速了结构的耐久性劣化。而对SHCC进行防水处理是提高耐久性的有效措施,研究了防水剂对PVA-SHCC试件抗氯离子渗透性能和受荷开裂下的试件水毛细吸收系数的影响。试验结果表明:对PVA-SHCC进行防水处理可以显著降低试件中的氯离子扩散系数,外涂防水剂试件的氯离子扩散系数只是不掺防水剂的试样的8%到20%,内掺防水剂的试件的氯离子扩散系数只是不掺防水剂试件的60%左右。试件在受荷开裂下的抗渗性比未施加应力试件的抗渗性差,采取防水处理可以有效提高受荷试件的抗渗性能,外涂和内掺处理方式对提高抗渗的效果相差不大。SHCC渗透性能的研究可以为SHCC结构耐久性研究和服役寿命预测提供重要参考。

较高应力下混凝土氯离子侵蚀性研究

研究较高应力水平作用下混凝土中氯离子传输机理,文中制定65%、75%、85%三种应力水平,持载时间分别为10min、50min、250min、1250min,卸载后与5%Na Cl溶液接触进行28d氯离子侵蚀试验,测定混凝土不同深度处氯离子含量。试验结果表明,在较高应力水平下（65%~85%）,混凝土各深度处的氯离子含量随着应力水平的增加而增加,垂直于轴力方向的混凝土各深度处的氯离子含量要高于平行于轴力方向的混凝土各深度处的氯离子含量。

水分与氯离子在再生混凝土中的迁移规律

采用毛细吸盐方法对水分及氯离子在再生混凝土中的迁移展开了研究。研究了不同取代率、不同氯盐浓度下再生混凝土的水分和氯离子的侵入规律,分析了毛细吸盐条件下水分和氯离子传输关系。结果表明,氯离子与水分的传输在再生混凝土中也呈现非同步性;再生粗骨料取代率大的试件中的水侵入深度约为氯离子侵入深度的3倍;在毛细吸附初期,二者渗透呈现近似线性相关关系。

基于核磁共振技术对水泥砂浆高温后孔隙结构及水分迁移特征的研究

为研究高温后水泥砂浆内部水分迁移特征,将水泥砂浆试件300、400、500℃高温处理后表面镀蜡(留有一个上表面),随后将试件未镀蜡一端置于液面下2 cm进行自渗吸试验。采用核磁共振(NMR)技术T_(2)谱及核磁共振成像研究高温作用后水泥砂浆试件水分迁移情况及特征。结果表明,随着处理温度升高,试件胶凝孔和气孔或裂隙占比增大,而毛细孔占比逐渐降低,试件吸水质量减小,吸水质量前24 h内快速增加,随后减缓并趋于稳定。同时,高温作用影响毛细管吸水率,当处理温度小于等于400℃时,高温可增大毛细管吸水率;当处理温度大于400℃时,高温反而削弱毛细管吸水率。通过引入毛细吸收系数S来表征毛细管吸水率,S在6 h前大于10,而在6 h后减小超过2个数量级。另外,水分迁移存在优先孔径,在毛细孔中迁移的优先孔径为10~480 nm,在气孔或者裂隙中迁移的优先孔径为1680~16800 nm,且随浸水时间增加,水分更倾向由大孔传输到较小孔隙中。最后,通过核磁共振成像可实时观测到水分迁移位置由外到内,迁移速度与试件处理温度呈正相关。

基于“荷叶效应”的抗蚀、耐久混凝土超疏水防护层

我国沿海地区的构筑物过早侵蚀破坏的例子很多,特别是上世纪80年代前建成的沿海构筑物,使用不到10年其中50%就发生破坏。按现行我国规范和标准设计施工的海洋混凝土构筑物的服役寿命难以满足50年以上,其实际服役寿命只有约30年。我们通过观察荷叶表层膜的疏水性效应受到启发,在混凝土表面创造类似于荷叶表面的纳微米结构,使水珠不能侵入混凝土内部。

污泥脱水性能测定对污泥调理与脱水的重要性分析

污泥机械脱水是污泥处理减量的核心工艺,该工艺的开展质量取决于污泥调理与脱水机的选择。污泥调理主要是进行化学药剂选择、加入量选择,脱水机依据工艺需求选择合适类型,并基于主要指标比阻(SRF)与毛细吸收时间(CST)的测定数据进行标准约束。下文就污泥脱水性能测定对污泥调理与脱水的重要性分析。