氯盐干湿环境下迁移型阻锈剂对混凝土内钢筋保护作用的宏微观分析

为了研究迁移型阻锈剂(MCI)对不同氯盐侵蚀程度下混凝土结构的长期保护作用,通过对钢筋混凝土试验梁在质量浓度为5%的NaCl溶液中进行不同周期的氯盐干湿循环试验,以钢筋表面元素及形貌、钢筋保护效率等参数表征MCI对混凝土梁内钢筋的保护效果.结果表明:①对氯盐侵蚀引起的钢筋锈蚀,当MCI用量为400 g/m^(2)时,能为不同阶段、不同锈蚀程度的钢筋提供有效的保护作用.②氯盐干湿环境下,随着初始氯离子含量由0上升到0.169%,MCI的阻锈效率也由98.39%下降至83.12%,故应当先除氯再使用MCI,以保证效率最大化;③阻锈剂可以有效修复钢筋表面钝化膜上的裂缝,并提高混凝土致密度,阻塞有害离子(如Cl^(-))的渗入从而抑制或延缓钢筋锈蚀的发生.上述研究工作可为MCI在沿海混凝土工程中的应用提供依据.

氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下C50高性能混凝土的耐久性研究

通过混凝土抗冻性快动法试验,对C50高性能混凝土进行氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下的耐久性研究,结果表明：试件尺寸对氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下混凝土的质量损失率影响很大,尺寸为100mm×100 mm×100 mm的试件经225次冻融循环质量损失率已大于5％,而尺寸为100 mmX100 mmX400 mm的试件经500次冻融循环质量损失率仍小于5％;随着冻融循环次数的增加,试件的相对抗压强度与相对动弹性模量呈线性关系,而且相对抗压强度的下降速率是相对动弹性模量下降速率的3.74倍;试件在氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用失效时的氯离子渗透深度为8.2 mm;表层0～5 mm深度内的氯离子浓度大于5mg·g-1,明显高于自然扩散;在氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下,C50混凝土中氯离子的扩散规律满足菲克第二定律,扩散系数为1.21×10^-12 m^2·s^-1;按保守估计,当C50混凝土的保护层厚度分别为30和40 mm时,因氯盐侵蚀而导致其破坏的时间分别为39和88 a.

冻融循环条件下亚氯盐渍土盐冻胀试验研究

为研究亚氯盐渍土的盐冻胀特性,对罗布泊地区天然亚氯盐渍土进行多次冻融循环试验,研究了含硫酸盐亚氯盐渍土的温度变化规律和盐胀特性。试验结果表明:在冻融循环作用下,同一土层的温度升降基本一致,每一土层的温度分布形式成抛物线型,离冷端面较近的第1层和第2层温度变化较大,而第3层到第5层温度变化较小;低液限粉土的亚氯盐渍土具有较好的盐胀累加效果,盐胀量随着温度的降低而增加,随着温度的升高有所回落,最大盐胀量可达到7.61 mm;前4周期的盐胀效果明显,产生的盐胀量约占总盐胀量的80%;盐胀在前6次冻融循环逐渐增大,但增大的趋势慢慢降低,并在第7次冻融循环作用时趋于稳定。研究成果可为分析含硫酸盐亚氯盐渍土的盐胀机理和治理盐胀病害提供参考。

温度-盐分-冻融耦合作用下沥青混凝土疲劳寿命研究

为提高寒冷地区沥青路面的疲劳性能,对AC-16型沥青混凝土进行未冻融和冻融条件下的劈裂疲劳试验,得到了其应力疲劳方程。研究了温度、盐分和冻融循环次数耦合作用下,沥青混凝土疲劳寿命的变化规律。研究结果表明:沥青混凝土的疲劳寿命与其劈裂抗拉强度具有明显的相关性,即劈裂抗拉强度越高,疲劳寿命越大。温度、冻融循环和氯盐的侵蚀是影响沥青混凝土疲劳性能的重要因素。在相同的冻融循环温度下,随着冻融循环次数的增加,沥青混凝土疲劳寿命降低;在相同的冻融次数下,随着冻融温度的降低,沥青混凝土疲劳寿命降低。经饱和氯盐溶液冻融的沥青混凝土疲劳寿命明显低于经清水冻融的沥青混凝土疲劳寿命,说明盐分能够加剧沥青混凝土的疲劳破坏。

不同压力条件下罗布泊地区天然亚氯盐渍土盐-冻胀试验研究

研究天然亚氯盐渍土冻融循环后盐-冻胀率随含水率和压力变化规律,选取罗布泊地区天然亚氯盐渍土,进行冻融循环试验。结果表明,累加盐-冻胀率随冻融次数的递增逐渐增大。在干密度相同的情况下,试验土样的含水率为最优含水率时,其累加盐-冻胀率达到最大值;含水率的变化对盐-冻胀率的影响显著。不同干密度不同含水率土样的盐-冻胀率随压力的增大而减小。外界压力对亚氯盐渍土盐-冻胀现象有明显的抑制作用,且较大的盐-冻胀率的出现周期较无压有所提前。当压力为50.00kPa时,最大盐-冻胀率减少85.5%,但当压力为66.00kPa时并不能完全消除盐-冻胀的产生。

氯盐干湿循环作用下混凝土力学性能与孔结构变化研究

为探究淡水区和氯盐环境下干湿循环对混凝土构件的影响差异,分别模拟了无氯盐和有氯盐作用的干湿循环环境,测试干湿循环前后混凝土的抗压强度、动弹模量、微观孔结构参数及孔径分布情况,比较了宏微观指标变化程度。结果表明,两种干湿循环作用均对混凝土抗压强度有少许增强作用,微观表现为孔隙率的减小;两种干湿循环均会降低混凝土的动弹模量,使混凝土内部出现损伤,微观表现为混凝土孔径分布情况变差,特别是大孔含量有增加。一般干湿循环会使混凝土抗渗性增强,氯盐干湿循环会降低混凝土抗渗性,微观表现为一般干湿循环后混凝土临界孔径减小,而氯盐干湿循环后,混凝土临界孔径增大。

氯盐冻融对疏水性纳米白炭黑改性沥青性能的影响

基于基础性能试验、动态剪切流变(DSR)试验、热重分析(TGA)试验和红外光谱(FTIR)试验,对疏水性纳米白炭黑改性沥青在氯盐冻融环境下的劣化进程进行了系统研究。试验结果表明,疏水性纳米白炭黑的掺入可以有效抑制沥青在氯盐冻融环境下的劣化进程。基础性能试验和DSR试验表明经过30次氯盐冻融循环后,疏水性纳米白炭黑改性沥青的针入度增加了17.46%,软化点提高了5.82%,黏度增加了7.76%,车辙因子提升了17%~54%,其增长幅度远小于基质沥青,说明疏水性纳米白炭黑的掺入可以有效降低沥青对氯盐冻融环境的敏感度。TGA试验数据表明了疏水性纳米白炭黑可以提高沥青的热稳定性,但是疏水性纳米白炭黑改性沥青的热稳定性受氯盐冻融环境影响较为明显,这是由于疏水性纳米白炭黑在改性沥青过程中键合作用形成的连接键在氯盐冻融环境下更容易被破坏。通过FTIR试验可以发现在氯盐冻融环境下沥青发生了化学反应,但无新官能团出现。其中游离烃基(3676 cm^-1)变化最为明显,可以更为有效地描述2种沥青在氯盐冻融环境下的劣化进程。在氯盐冻融环境下,疏水性纳米白炭黑改性沥青各官能团无明显变化,分布较为稳定,具有较高的性能稳定性。

干湿循环下机制砂粉煤灰混凝土的抗氯离子侵蚀性能

为了探讨干湿循环下机制砂混凝土内的氯离子传输规律,在不同的机制砂替代率、粉煤灰掺量和石粉质量分数条件下,开展干湿循环下的氯盐侵蚀试验,通过试验得到混凝土内的自由氯离子质量分数和氯离子扩散系数.结果表明:随机制砂替代率的增加,混凝土内的自由氯离子质量分数与氯离子扩散系数呈现先减小、后增大的趋势,机制砂替代率为50%机制砂混凝土的抗氯离子渗透性能最好;随着粉煤灰掺量的增大,机制砂混凝土抗氯离子渗透性能呈现先增强、后减弱的趋势,其中粉煤灰掺量为30%的机制砂混凝土能够最大程度抵抗氯离子的侵蚀;与不含石粉和石粉质量分数为11.6%的机制砂混凝土相比,石粉质量分数为5.8%混凝土的抗氯离子侵蚀性能最强;用适量的机制砂替代天然砂可以有效提高混凝土在氯盐溶液干湿循环下的耐久性寿命.

氯盐渍土工程特性研究

通过对新疆焉耆地区和硕至库尔勒高速公路沿线天然盐渍土的室内基本性质试验分析,选取粉土、粘土类天然盐渍土在开放系统中进行反复冻融循环条件下的试验研究,从土类及盐性角度研究得出氯盐渍土的盐胀规律。通过对氯盐渍土进行溶陷试验,研究氯盐渍土在不同含水量和含盐量条件下的溶陷变形特性,并定性分析氯盐渍土溶陷系数与含水量、含盐量的关系,可供工程人员参考。

寒区桥面铺装低掺聚丙烯纤维混凝土耐久性研究

针对寒区桥面铺装这一特殊应用领域要求,对不同掺入量的聚丙烯纤维混凝土进行冻融循环及冻融—氯盐共同作用下耐久性试验,研究低掺聚丙烯纤维对寒区桥面铺装混凝土性能的影响。试验结果表明:低掺聚丙烯纤维桥面铺装混凝土可提高抗冻性能和抵御氯盐侵蚀能力,防止钢筋锈蚀,增强混凝土耐久性。

寒区桥梁用自密实混凝土试验研究

通过对自密实混凝土进行快冻法和3%NaCI溶液的冻融循环试验,测定不同冻融循环次数后的质量损失率和相对动弹模量及其变化特点以及冻融损伤对氯离子扩散能力的影响。结果表明:自密实混凝土随着冻融次数的增加,其表观质量、力学性能均呈现不同下降趋势。可为寒区桥梁工程设计、养护及寿命预测提供依据。

天然强氯盐渍土盐—冻胀性试验研究

以罗布泊盐渍土为研究对象,通过室内试验对其盐—冻胀性进行了研究,盐渍土的盐—冻胀性试验在冻融循环条件下进行,试验结果表明,罗布泊强氯盐渍土的累加盐—冻胀率随冻融次数的增加而逐渐增大;相同干密度时含水率为最优含水率的土样,其累加盐—冻胀率最大;相同含水率不同干密度的土样,其盐—冻胀率相差不大;含水率的变化对盐渍土的盐—冻胀率影响较大。

冻融环境下GFRP管混凝土柱轴压性能试验研究

通过对21个玻璃纤维增强聚合物(GFRP)管混凝土柱和21个素混凝土柱分别在水溶液和质量分数为3.5%的氯化钠(NaCl)溶液中进行冻融循环试验及轴压试验,且对冻融后的GFRP管混凝土柱进行了超声波检测,研究冻融环境下不同冻融介质和冻融循环次数对GFRP管混凝土柱轴压性能的影响。结果表明,冻融介质相同的情况下,随着冻融循环次数的增加,质量损失率增大,相对动弹性模量降低,GFRP管混凝土柱内异常点增多,承载力下降,极限应变下降;冻融次数相同的情况下,经盐冻作用的GFRP管混凝土柱轴压极限承载力降低更为明显。GFRP管混凝土柱盐冻循环150次后极限承载力下降了29.45%,下降量是相同条件下水冻结果的2.19倍。盐冻循环后的GFRP管混凝土柱极限应变小于相同条件下的水冻循环极限应变。

自密实混凝土冻融循环的性能研究

通过对自密实混凝土进行快冻法和3%NaCI溶液的冻融循环试验,测定不同冻融循环次数后的抗压强度、劈裂抗拉强度、质量损失率和相对动弹模量及其变化特点。结果表明,自密实混凝土随着冻融次数的增加,其表观质量、力学性能均呈现不同下降趋势。可为寒区桥梁工程设计、养护及寿命预测提供依据。

低掺聚丙烯纤维混凝土桥面铺装耐久性分析

针对寒区桥面铺装这一特殊领域要求,对不同掺入量的聚丙烯纤维混凝土进行冻融循环及冻融—氯盐共同作用下耐久性试验,研究低掺聚丙烯纤维对寒区桥面铺装混凝土性能的影响。试验结果表明低掺聚丙烯纤维桥面铺装混凝土可提高抗冻性能并抵御氯盐侵蚀能力,防止钢筋锈蚀,增强混凝土耐久性。

冻融作用下氯盐渍土变形与强度特性试验研究

在"一带一路"倡议背景下,盐渍土的冻胀和融沉问题对南疆地区的交通建设及其长期稳定运行产生了不利影响,以喀什-阿图什铁路段盐渍土为研究对象,研究不同含盐量盐渍土在冻融循环作用下的压缩变形和直剪强度特性的变化规律。试验结果表明:相同的含盐量条件下,随着冻融循环次数的增加,试样压缩系数逐渐增大,压缩模量逐渐减小,黏聚力和内摩擦角整体上呈减小趋势;相同冻融次数条件下,随着含盐量的增加,试样压缩系数逐渐增大,压缩模量逐渐减小,黏聚力整体上呈先增后减趋势,摩擦角整体上呈减小趋势;但冻融过程的水分和盐分迁移对直剪试验结果即黏聚力和内摩擦角的演化规律有一定的影响。此研究结果可为南疆地区交通建设提供指导。

聚丙烯纤维掺量对混凝土盐冻损伤研究

采用快冻法对不同掺量聚丙烯纤维混凝土试样进行氯盐—冻融循环试验。通过质量损失率、相对动弹性模量、抗折强度以及氯离子浓度这四个盐冻耐久性评价指标来分析不同掺量纤维混凝土试样的盐冻损伤情况,并对混凝土盐冻耐久性进行量化分析,预测其使用寿命。结果表明:聚丙烯纤维混凝土较普通混凝土的抗盐冻效果好,且在掺量为0.1%、0.3%、0.5%以及1%的掺量中,掺0.1%的聚丙烯纤维混凝土的抗盐冻性最好。

新疆某地区天然强氯盐渍土的盐—冻胀力规律研究

为了研究天然强氯盐渍土的盐—冻胀力规律,采用冻融循环的方法,取不同含水率不同干密度的土样进行冻融循环试验,研究盐—冻胀力随含水率和干密度变化的规律。试验结果表明:累加的盐—冻胀力伴随着冻融循环次数的递增而逐渐增大;在含水率相同的试验条件下,随着土样干密度的增大土样的累加盐—冻胀力增加。在同一干密度的试验情况下,土试样的含水率为最佳含水率时,土样的累加盐—冻胀力到达峰值;干密度对盐—冻胀力的影响更为显著。

新疆焉耆地区盐渍土工程特性试验研究

通过对新疆焉耆地区和硕—库尔勒高速公路沿线的天然盐渍土室内基本性质试验分析,选取粉土、黏土类天然盐渍土,在开放系统中进行反复冻融循环条件下的试验研究,从土类及盐性角度研究了氯盐渍土的盐胀规律。

氯盐-冻融循环下PPFC耐久性能研究

为探究聚丙烯纤维混凝土(Polypropylene Fiber Concrete,PPFC)在氯盐-冻融环境下的耐久性,对不同粉煤灰、硅灰和聚丙烯纤维掺量下的PPFC进行氯盐-冻融双重劣化试验。测试了9组PPFC试件的质量损失率、相对动弹性模量损失和抗折弯曲强度的变化。300次氯盐-冻融循环试验表明:氯盐-冻融循环作用后PPFC的质量损失率、相对动弹性模量损失较小,相对抗折强度下降缓慢,聚丙烯纤维对抑制混凝土剥落有利,提高了混凝土的抗盐冻性能;在氯盐-冻融环境下对PPFC的改性,建议粉煤灰质量分数为30%、硅粉质量分数为12%、聚丙烯纤维体积分数为1%。