基于暴露试验的大掺量粉煤灰混凝土耐久性试验研究

为研究海洋环境水位变动区大掺量粉煤灰混凝土的长期耐久性,利用华南地区12年现场暴露试验,研究了大掺量粉煤灰混凝土的抗氯离子渗透性,分析了长龄期时混凝土水化产物的微观产物与形貌及孔结构的演变过程,以及粉煤灰对混凝土耐久性的影响机理。结果表明:大掺量粉煤灰可显著提升混凝土的抗氯离子渗透性能,延缓海水中氯离子的侵蚀速度,降低混凝土氯离子扩散系数,12年暴露龄期时30%~40%大掺量粉煤灰混凝土的氯离子侵蚀深度约为27 mm,氯离子扩散系数仅为0.24×10^-12~0.41×10^-12 m^2/s,比空白混凝土降低了6倍以上;大掺量粉煤灰显著改善混凝土中孔结构的分布,降低了混凝土的孔隙率和平均孔径,粉煤灰中活性SiO 2及Al 2O 3与水化产物CH反应生成C-A-S-H凝胶产物,提高了水化产物基团的聚合度,进而提升了凝胶产物的密实度,有效提升了混凝土的长期耐久性。

混凝土外观美化防腐蚀材料在跨海桥梁工程中的应用

针对某跨海桥梁工程耐久性和外观质量要求，通过采用兼具外观美化和防腐蚀功能的改性有机硅类材料，有效解决了桥梁节段梁的色差问题，同时增强了结构对外部侵蚀介质的抵抗能力，提高了混凝土结构的耐久性，满足了跨海桥梁工程的百年设计使用年限和良好外观质量要求。

考虑保护层施工偏差的混凝土结构耐久性设计

对近30 a来设计和施工的港口码头进行保护层厚度数据的统计调查,分析了保护层厚度设计值、标准差的变化趋势,总结得出了标准差与保护层厚度设计值的关系,将研究结果引入结构耐久性寿命预测模型。

聚合物改性水下修补灌浆料的性能研究

研究了羟乙基甲基纤维素醚和可分散乳胶粉对改性灌浆料力学性能的影响。结果表明,掺入纤维素醚可提高灌浆料的保水率,保证水泥基灌浆料的后期水化,但掺量过多时不利于改性灌浆料的抗压及抗折强度发展,推荐掺量为0.2%~0.4%;乳胶粉掺入修补灌浆料后可与水泥硬化浆体形成理想的粘结体系,对灌浆料的抗折和拉伸粘结强度有利,且在一定范围内,乳胶粉与纤维素醚复合掺加比单掺乳胶粉或纤维素醚更有利于改性灌浆料的拉伸粘结强度的提高;而潮湿条件修补材料应优选含憎水基团的8034H可分散乳胶粉,推荐掺量不小于8%。

2304双相不锈钢钢筋在混凝土孔隙模拟液中的电化学腐蚀行为研究

采用开路电位测试、电化学阻抗谱测试、动电位极化曲线测试及Mott-Schottky曲线测试研究了HRB400普通碳素钢筋、304奥氏体不锈钢钢筋与2304奥氏体-铁素体型双相不锈钢钢筋在海洋环境中的钝化行为、耐氯盐侵蚀性能及耐蚀机理。结果表明,在混凝土孔隙模拟液中,3种钢筋在混凝土孔隙模拟液中的腐蚀电位不断提升,阻抗模值、相位角峰宽均逐渐增大,最大相位角向低频方向移动。Mott-Schottky测试结果显示,HRB400钢筋钝化膜中点缺陷密度较高,2304双相不锈钢钢筋钝化膜的点缺陷密度最小。在含氯混凝土孔隙模拟液中,HRB400钢筋、304不锈钢钢筋和2304双相不锈钢钢筋的临界Cl-浓度范围分别为0.02~0.03、1.5~2.0和3.5~4.0 mol/L,其中2304双相不锈钢钢筋较强的耐氯盐侵蚀性能主要是因为钢筋表面钝化膜较低的点缺陷密度和致密的结构,以及Cr、Ni、Mo等耐蚀元素形成的钝化膜对Cl-较强的排斥作用。

某码头胸墙混凝土裂缝控制技术

根据国内某突堤式沉箱结构胸墙裂缝的统计情况,利用解析法分析了分层浇筑工况下混凝土内部的拉应力、裂缝宽度等参数,计算结果与现场观测结果较吻合。根据混凝土温度收缩应力的计算,全断面浇筑时温度收缩应力大于分层浇筑。采取缩短分层浇筑时间间隔、或把分层浇筑改成全断面浇筑、降低基础阻尼系数、合理选择分段长度等措施,可以较好控制混凝土的温度收缩裂缝。

钢壳沉管自密实混凝土工作性能评价方法的对比试验研究

自密实混凝土目前尚无统一的工作性能评价方法。通过在室内开展500~850 mm扩展度范围的自密实混凝土工作性能指标的对比试验,从填充性、间隙通过性和抗离析性能三个方面对自密实混凝土的性能评价方法进行了讨论。结果表明:采用坍落扩展度U SF、扩展时间T 500、L型仪测试通过率H 2/H 1和视觉稳定性指数A VSI的综合评价指标可对自密实混凝土的工作性能进行较好的表征;U SF和T 500对自密实混凝土的填充性可以进行比较好的评价;L型仪或J环试验对自密实混凝土的间隙通过性可以进行较好的评价;对现场混凝土的稳定性可先采用视觉稳定性试验(VSI)初步评价,需要定量评价时,可采用离析率筛析试验(GTM筛析法);对侧墙等竖向构件混凝土的抗离析性评价,除了采用GTM筛析法之外,必要时还需增加压力泌水试验。

溴化锂改性导电砂浆的导电性能及其在腐蚀防护中的应用效果

为提高牺牲阳极-导电砂浆阴极保护系统中导电砂浆的导电性,通过在导电砂浆中掺加溴化锂对其进行改性,研究了导电砂浆电阻率与溴化锂掺量及养护龄期的关系,并通过飞溅区腐蚀模拟试验对该牺牲阳极-导电砂浆阴极保护系统的腐蚀防护效果进行了验证。结果表明:溴化锂能显著降低导电砂浆的电阻率,随溴化锂掺量的增加,导电砂浆电阻率降低;用溴化锂145.4 g、水泥450 g、砂子1350 g、水270 g配合比制备的高溴化锂掺量导电砂浆,其导电性几乎不受养护龄期影响,且电阻率均小于100Ω·cm;该牺牲阳极-导电砂浆阴极保护系统能够为飞溅区钢结构提供全面的防护。

大断面钢壳自密实混凝土管节浮态浇筑模型试验研究

深中通道沉管隧道具有超大跨度、超宽、大回淤等特点,其采用钢壳包裹素混凝土的结构使钢壳制作与混凝土浇筑实现了场地分离,为验证深中通道钢壳自密实混凝土管节施工工艺可行性,进行了大断面模型试验,对自密实混凝土性能、钢壳浮态预制浇筑工艺和模型结构质量进行研究,确保管节在施工过程的可靠性。通过对自密实混凝土的制备,混凝土拌合物性能满足流动性、填充性和抗离析性能等基本性能要求。结果表明,通过对大断面模型浮态浇筑试验中模型混凝土温度和应变监测、抗压强度测试,钢壳自密实混凝土的温度得到了较好控制,所配制的自密实混凝土具有较好的体积稳定性。混凝土28 d抗压强度均在50 MPa以上,其密实性和匀质性较好,满足配制指标要求,钢壳沉管自密实混凝土浮态浇筑施工工艺可行。

冰冻海水环境下混凝土表面涂层长期暴露试验研究

本文通过对暴露长达10年的表面涂层混凝土试件和青岛市胶州湾大桥实体结构进行涂层粘结强度、氯离子浓度等测试,对涂层应用在混凝土结构上的长期防护效果进行了研究。结果表明:在冰冻海水环境暴露10年后,大气区、浪溅区和水变区混凝土表面涂层的粘结强度均超过1.5 MPa,符合现行规范要求;在浪溅区和大气区环境下,涂层对海工混凝土的长期防护效果较好,但在水变区环境下涂层的防护效果相对较差;有涂层混凝土试件的表观氯离子扩散系数与无涂层混凝土在水变区环境下已无明显差别;大桥实体结构中有涂层混凝土的表面氯离子浓度较无涂层混凝土降低了2.3~3.9倍,且涂层对于实体结构的抗氯离子长期侵蚀效果稍弱于小尺寸混凝土试件。

基于分形理论和二次分割的图像裂缝特征提取方法与应用

在役跨海桥梁、港口工程等的服役环境恶劣,多数情况下采集到的裂缝图像背景复杂、噪声干扰较多。为了克服现有技术存在的不足,提出一种基于分形理论和二次分割的图像裂缝特征提取方法。该方法采用分形参数作为裂缝图像的特征参数,能优先抑制裂缝图像中产生干扰过多的问题,有效克服灰度不均匀、噪声块多和背景复杂的干扰因素,同时基于二次分割理论,结合两种不同的算法特点,利用粗分割排除干扰区域,利用细分割对目标区域内裂缝精准分割,实现混凝土结构裂缝目标准确有效的提取,具有更好的分割效果。

带轧皮预锈钢筋在混凝土养护期间的自然钝化行为研究

以自然暴露3个月的带轧皮HRB400钢筋为研究对象,并与未暴露钢筋进行对比,采用开路电位测试、电化学阻抗谱测试研究了生锈钢筋和正常钢筋表面性能随浸泡时间的变化特征,并采用动电位极化曲线测试、Mott-Schottky曲线测试研究了2种钢筋的可钝化性、表面耐蚀性能与半导体行为,此外通过XPS分析了2种钢筋浸泡10 d后的组成成分。结果表明,2种钢筋均能在混凝土孔隙模拟液中完成钝化,5 d内表面均达到稳定,生锈钢筋的钝化效果、耐蚀性能均比正常钢筋略差,2种钢筋钝化前后的表面成分变化主要表现为Fe(Ⅱ)氧化物的明显降低和Fe(Ⅲ)氧化物、羟基氧化物的显著升高,正常钢筋比生锈钢筋钝化效果和耐蚀性能优异的原因是钝化后具有较低的Fe(Ⅱ)氧化物含量和较高的Fe(Ⅲ)化合物含量。

基于实体监测的混凝土导热系数分析

大体积混凝土内部温度场与裂缝息息相关，混凝土导热系数是分析温度场最重要的参数。调研了导热系数试验方法，包括：圆柱体法、防护热板法、热流计法，各种方法测得的导热系数介于0．37—3．99w／（m·K）。根据安仁铺船闸输水廊道侧墙混凝土温度监测结果，将混凝土构件简化为圆柱体进行导热系数计算，得到混凝土整体的导热系数为0．23w／（m·K）。利用计算得到的导热系数进行有限元模拟，计算结果与实际监测结果基本吻合。

国内外自密实混凝土工作性能测试方法及评价标准的对比分析

目前自密实混凝土没有统一的工作性能检测和评价方法,给自密实混凝土的质量控制带来了诸多不便。本文系统的比较了不同国家地区的标准对自密实混凝土工作性能测试方法及控制指标的异同,以期对自密实混凝土的施工质量控制提供参考。对比国内外标准发现,国内外标准均通过填充性(流动性)、间隙通过性及抗离析性(稳定性)进行自密实混凝土工作性能的评判;自密实混凝土的工作性能评价方法的选择,应结合评价方法的有效性、操作的难易程度、评价方法的重现性等进行综合选择;针对不同的施工条件要求,为了标准化、科学化、实用化的表征自密实混凝土的工作性能,建议选择扩展度(流动性)、T500(粘聚性)、J环(间隙通过性)和VSI(抗离析性)进行自密实混凝土的性能评价。

湿固化环氧防腐涂料的制备及应用

制备了一种可在潮湿以及水下环境中固化、粘结的环氧防腐涂料。它含2个组分:黏度较低的双酚A环氧树脂、活性稀释剂聚乙二醇缩水甘油醚、颜填料、助剂等组成组分A;B组分由脂肪胺类、酚醛胺类和聚酰胺类固化剂混合而成。简要介绍了施工工艺。该涂料能为水下钢结构和混凝土提供保护。

高桩码头混凝土横梁裂缝影响因素分析

根据国内某高桩码头结构横梁混凝土开裂情况,结合现场混凝土温度监测,从内约束应力和外约束应力分析了横梁混凝土开裂的原因。结果表明:码头上横梁混凝土的开裂主要是由外约束应力导致的,各种参数对外约束应力的影响幅度从大到小依次是:基础水平阻力系数、浇筑间隔时间、构件长度、构件高度,研究成果可用于类似工程混凝土裂缝控制。

科特迪瓦某重力式码头胸墙开裂原因分析及裂缝控制对策

针对科特迪瓦某重力式码头胸墙浇筑后出现多条竖向裂缝的问题,采用有限元软件对胸墙进行开裂风险评估,对水泥进行Rietveld全谱测试,从多角度分析胸墙的开裂原因,并给出胸墙控裂对策。结果表明:胸墙的外约束应力过大是导致其开裂的直接原因,而混凝土水化热温升过高、凝结时间过短及混凝土降温速率过快是导致开裂的深层次原因。通过优化混凝土配合比、控制混凝土内外温差、改善施工工艺等措施有效控制了裂缝的产生,后期浇筑的胸墙裂缝数量明显减少,胸墙控裂取得成功。

配筋与养护方式对MgO膨胀混凝土膨胀效应的影响

针对MgO膨胀混凝土膨胀效应如何调控这一问题,研究了配筋率、钢筋应力和养护方式对MgO膨胀混凝土限制膨胀率的经时影响,分析了MgO膨胀混凝土的补偿收缩特性,提出了MgO膨胀剂混凝土的调控措施。结果表明:随着配筋率增大,MgO膨胀混凝土的限制膨胀率和限制膨胀率增长速率均呈现下降的趋势;配筋率超过1.54%时,配筋率会对MgO膨胀混凝土的膨胀效应产生明显的抑制作用;钢筋拉应力小于20%时,钢筋应力对MgO膨胀混凝土膨胀效应的影响并不明显;高分子膜覆盖养护在前期能有效促进MgO混凝土膨胀效应的发挥,但在后期对MgO混凝土的膨胀促进作用要小于标准养护方式。

基于时温等效原理的片麻岩-改性沥青混合料的动态模量主曲线研究

为了研究宽频率域和温度域片麻岩-改性沥青混合料的动态黏弹性,利用马歇尔试验开展片麻岩SBS改性沥青混合料和片麻岩SBR改性沥青混合料的配合比设计;制备两种改性沥青混合料的旋转压实试件,进行简单性能试验测试并分析不同频率、温度条件下的动态模量、相位角;最后,基于时温等效原理确定两种改性沥青混合料的动态模量主曲线。结果表明:随着频率的增加,两种改性沥青混合料的动态模量逐渐增大;除40℃外,4℃和20℃时相位角均随加载频率的增加而减小;温度越高,动态模量越小,而相位角则呈相反的变化规律;利用Sigmoidal函数拟合的动态模量主曲线,相关系数大于0.98,相关性较高。

片麻岩-SBS橡胶沥青黏附性及混合料路用性能研究

为了研究酸性片麻岩集料与改性沥青的黏附特性及其沥青混合料的高温抗车辙和低温抗裂性能,制备掺加抗剥落剂的SBS改性沥青、SBS橡胶改性沥青、SBS塑化橡胶改性沥青,以及相应的沥青混合料。在测定改性沥青基本性能的基础上,利用接触角测量仪分别测试3种改性沥青与不同测试试剂的接触角,借助表面能理论计算表面能参数,并以车辙试验和低温弯曲试验评价3种沥青混合料的高低温性能。结果表明:3种改性沥青与蒸馏水的接触角最大,与乙二醇的接触角最小;掺加塑化胶粉改性沥青的表面能最大,掺加普通胶粉改性沥青的表面能次之,两者的表面能分别为SBS改性沥青的1.70倍、1.76倍;片麻岩-SBS橡胶沥青混合料的动稳定度为片麻岩-SBS塑化橡胶沥青混合料的1.32倍,而最大弯拉应变下降了4.28%,但两者的动稳定度和最大弯拉应变均大于SBS改性沥青混合料。