钢渣激发剂对近海混凝土力学性能和耐久性的影响

为提高近海混凝土的耐久性和钢渣粉在混凝土中的利用率,通过测试掺钢渣混凝土的流动度、凝结时间、力学性能、碳化深度和氯离子电通量,研究了硫酸钠、脱硫石膏、脱硫灰这3种激发剂以单掺或复掺方式对钢渣活性和混凝土抗氯离子能力和抗碳化性能的影响。结果表明:钢渣使水泥净浆的流动度下降,凝结时间延长,Na_(2)SO_(4)作激发剂可略微缩短凝结时间,矿粉和钢渣粉可一定程度减少混凝土坍落度的经时损失,但加入一定量的激发剂后会减弱这种效果;脱硫灰、Na_(2)SO_(4)、脱硫石膏这3种激发剂对混凝土的抗折强度有显著提升,特别是3%Na_(2)SO_(4)对抗折强度的贡献较大;Na_(2)SO_(4)与脱硫石膏复合激发剂对混凝土抗折强度的提升作用大于Na_(2)SO_(4)-脱硫灰复合激发剂和单掺激发剂;3种激发剂单掺对钢渣-矿粉混凝土7 d抗压强度略有改善效果,对后期抗压强度的改善效果不明显,但复合激发剂对混凝土抗压强度的提升较为显著,特别是3%Na_(2)SO_(4)和4%脱硫石膏复合激发剂对力学性能的提升效果较为显著;Na_(2)SO_(4)使混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能分别提高了23.9%和43.7%,Na_(2)SO_(4)和脱硫石膏复合激发剂对耐久性的提升效果优于单一激发剂。脱硫灰、脱硫石膏、Na_(2)SO_(4)激发剂提高了钢渣的活性,进一步改善了混凝土的微结构,使得混凝土的力学性能和耐久性能提升。

寒区近海混凝土桥梁性能衰退机理与损伤行为评估方法

受到周期性潮汐变化的影响,中国寒区近海混凝土桥梁长期遭受海水冻融及多种耦合腐蚀作用,这严重影响了桥梁的服役性能与使用寿命。为了准确预测桥梁的性能衰退规律,针对桥梁所处环境,分析了桥梁结构的性能退化机理,并借助近场动力学方法在多尺度方面的优势,利用MATLAB-ABAQUS联合仿真方法建立了桥梁劣化损伤预测与评估方法。在此基础上,从混凝土海水冻融损伤出发,考虑温度分布特性、临界饱和度模型、孔隙结晶规律与孔隙压力理论,结合不同孔隙的结晶温度与孔隙累积,通过孔隙变形加载方式建立混凝土微观尺度的冻融循环数值模拟计算方法。随后,根据混凝土微观尺度冻融损伤的计算结果,建立考虑冻融损伤分布的RC桥墩等效数值模拟计算方法。最终,设计制作了RC桥墩节段,进行了海水环境下RC桥墩的冻融循环试验,并利用超声层析成像技术,得到RC桥墩的海水冻融损伤分布。试验与计算结果表明:通过与超声层析成像试验结果的对比,混凝土微观尺度计算模型可以很好地模拟冻融循环过程中孔隙累积与孔隙转化引起的混凝土冻融损伤行为;受到温度分布与相对饱和度的影响,当冻融大于50次后,试件出现明显的冻融损伤界限(冻融深度),且随着冻融次数的增加,冻融深度的增速呈现先增大后减小的趋势。除此之外,等效计算模型的滞回曲线计算结果与试验结果吻合较好,随着冻融次数的增加,RC桥墩的峰值荷载逐渐减低,海水冻融对RC桥墩力学性能的影响极为严重,且建立的计算方法很好地预测了海水冻融作用下RC桥墩的力学性能退化。