为了解决混凝土耐久性评价指标较多且评价结果不统一的问题,设计了碱式硫酸镁水泥混凝土(BMSCC)耐水性试验。经过与传统耐水性评价参数的对比,验证了相对质量评价参数、相对动弹性模量评价参数和双指标耐水性评价参数作为BMSCC耐水性评价指标的合理性,并对其进行了修正。基于修正后的评价参数,提出了一种综合耐水性评价参数。结果表明:修正前BMSCC相对质量评价参数、相对动弹性模量评价参数和双指标耐水性评价参数等评价结果与传统耐水性评价参数评价结果存在偏差,修正后各评价参数可以作为BMSCC耐水性评价参数。综合耐水性评价参数能够较准确地评价BMSCC的耐水性,为BMSCC及新型混凝土耐久性评价提供了理论参考和研究方法。

为研究纳米SiO2改性陶粒混凝土在不同溶液冻融环境下的抗冻性能,设计了四种溶液(水、硫酸盐、碳酸盐、复合盐)冻融环境,采用快速冻融法,以质量损失率及相对动弹性模量为指标对其冻融损伤规律进行了研究,并基于试验数据建立了抗冻性能退化模型。结果表明:在盐溶液冻融环境下,陶粒混凝土质量损失及相对动弹性模量高于水冻环境;当盐溶液浓度相同时,硫酸盐溶液冻融环境对混凝土的质量及动弹性模量的损伤较碳酸盐溶液强,复合盐类溶液冻融损伤居中;基于试验数据建立的抗冻性能模型可较好地反映纳米SiO2改性陶粒混凝土在不同冻融溶液环境下的冻融损伤规律。

通过冻融循环试验,结合冲击波无损监测技术,研究了钢渣、矿渣掺量对透水混凝土抗冻性能的影响。结果表明,掺入钢渣或矿渣后,透水混凝土的质量损失随着冻融次数增加逐渐增大,相对动弹性模量随着冻融次数的增加不断降低,相对弹性波速在冻融后期衰减明显。掺入适量的钢渣、矿渣可以提高透水混凝土的抗冻性能,其中,单掺钢渣或矿渣的抗冻性能比双掺更好,最佳掺量为15%。冲击弹性波法测定的动弹性模量与规范规定的共振法测定结果一致性较好。研究成果可为透水混凝土的设计及耐久性评价提供参考。

研究了不同石粉含量对超高性能混凝土工作性、力学性能以及抗冻性能的影响。结果表明,随着石粉含量的增加,超高性能混凝土的流动性、抗压、抗折强度均呈现出先上升后下降的趋势;石粉含量对超声波速和动弹性模量变化趋势与强度变化趋势一致;随着石粉含量的增加,抗冻性能先增加后减小;UHPC的最优石粉含量为3%~5%。

通过室内实验,研究了引气剂对混凝土的质量损失、动弹性模量、相对动弹模、极限抗压强度及应力-应变曲线规律的影响。结果表明,混凝土的质量、动弹性模量、极限抗压强度均随着冻融次数的增加而减小,引气剂可以减缓混凝土的质量、动弹模、相对动弹模、极限抗压强度及承载能力的下降幅度,适当添加引气剂有助于增强混凝土的抗冻性能及耐久性。

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。

对比分析了不同冻融循环次数下,钢纤维-石墨导电混凝土与素混凝土的力学性能。结果表明,经过200次冻融循环后,素混凝土的质量损失达到5.1%,相对动弹性模量为58.1%;导电混凝土的平均质量损失仅为2.1%,平均相对动弹性模量为88.0%;经过300次冻融循环后,素混凝土抗压强度下降39.9%,导电混凝土抗压强度下降23.6%,即导电混凝土的抗冻融循环的能力优于素混凝土,并且,可根据相应的拟合曲线预测导电混凝土的使用寿命。