为了探究硫酸盐渍土地区粉煤灰混凝土抗压强度随侵蚀时间的变化规律,在某典型硫酸盐渍土地区埋置不同粉煤灰掺量(0、10%、15%、20%)的混凝土试件进行了硫酸盐侵蚀后的抗压强度试验和微观形貌分析,并基于BP神经网络模型预测了试件的抗压强度。试验结果表明:不同粉煤灰掺量试件的抗压强度均随着侵蚀时间的增加先升高后降低;当粉煤灰掺量为10%时,试件的抗压强度最高。SEM分析表明:540 d时大部分试件出现了微裂缝,840 d时试件均发生了劣化,但尚未破坏;当粉煤灰掺量为10%时,试件的劣化不明显;预测结果表明,侵蚀时间是影响掺粉煤灰混凝土试件抗压强度的最主要因素。

通过强度试验,运用灰关联熵分析方法,以水压力、荷载、硫酸盐、氯盐与侵蚀时间作为影响因素,研究地下粉煤灰混凝土抗压强度变化情况及其关联程度,结合SEM、XRD分析了不同工况下混凝土内部结构的微观变化。结果表明:灰关联熵分析方法可以有效区分多种因素的主次关系,在选取的五种因素中,硫酸盐与混凝土强度退化灰关联熵值最大;无水压力时,Cl^-会先进入混凝土内部与水泥水化产物生成Friedel’s盐。有水压力时,水压力加速硫酸根离子侵蚀混凝土试块,Cl^-结合能力减弱并且多以自由离子形式存在于粉煤灰混凝土中;随着侵蚀时间增加,多因素作用下粉煤灰混凝土生成产物石膏越来越多,内部结构越来越稀疏,使得抗压强度下降速率大于单因素与双因素作用下粉煤灰混凝土抗压强度下降速率。

我国在建筑施工行业每年需要消耗大量的水泥,而生产水泥需要消耗大量的资源。粉煤灰是燃煤发电产生的废弃物,若不能充分利用,粉煤灰的堆积会带来环境污染。为了提高粉煤灰的利用率,解决上述资源与环境的难题,鲁丽华等人编著的《粉煤灰混凝土的耐久性》一书。笔者通过对该书的学习,认为该书从背景概述到试验研究,再到结论分析,从不同角度分析了在冻融循环、腐蚀环境下粉煤灰混凝土及粉煤灰钢筋混凝土构件各项性能的发展规律,现简要总结如下。

我国"三北地区"桥墩基础长期处于盐碱冻融环境,严重影响了桥墩基础混凝土的耐久性。以1%、2%、4%和6%的Na_2SO_4、NaCl和Na_2SO_4+NaCl作为腐蚀溶液,进行了最大冻融循环120次的不同配比粉煤灰混凝土长期性能室内试验,分析了腐蚀溶液、腐蚀溶液浓度、冻融循环次数、水灰比和粉煤灰掺量等因素对粉煤灰混凝土质量损失率和动弹性模量变化率的影响规律。研究结果表明:(1)相同条件下,溶液对粉煤灰混凝土的质量损失率和动弹模变化率的腐蚀作用:Na_2SO_4+NaCl>NaCl>Na_2SO_4;(2)粉煤灰混凝土的质量会在硫酸钠溶液中出现冻融前期增加而后期损失加剧的现象;(3)粉煤灰混凝土盐碱冻融循环过程中的质量损失和弹性模量减小随水胶比的增大而增大;(4)粉煤灰混凝土的质量损失率和动弹模变化率均随粉煤灰掺量呈现出减小的趋势。

在设计粉煤灰混凝土冻融与碳化耦合试验方案的基础上,开展了实验室模拟试验,研究了不同试验模式下粉煤灰混凝土遭受冻融循环后的碳化深度规律以及粉煤灰掺量对混凝土冻融后碳化深度的影响。引入冻融循环作用对混凝土碳化深度发展的影响系数,分析了冻融与碳化耦合作用机理,得出了冻融和碳化反应在耦合过程中的效应。