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珊瑚骨料混凝土中钢筋的开始锈蚀模型

建筑材料学报 2021年第5期24卷 977-985页

作者：牛荻涛孙振张路陈昊西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学省部共建西部绿色建筑国家重点实验室陕西西安710055

采用线性极化法和电化学交流阻抗谱法,分析了不同电压下珊瑚骨料混凝土中钢筋腐蚀电位和腐蚀电流的时变性;测试了珊瑚骨料混凝土和普通混凝土的电阻率和孔隙率,研究了2种混凝土的临界氯离子浓度.结果表明:在相同电压下,珊瑚骨料混凝土... 详细信息

采用线性极化法和电化学交流阻抗谱法,分析了不同电压下珊瑚骨料混凝土中钢筋腐蚀电位和腐蚀电流的时变性;测试了珊瑚骨料混凝土和普通混凝土的电阻率和孔隙率,研究了2种混凝土的临界氯离子浓度.结果表明:在相同电压下,珊瑚骨料混凝土腐蚀电位的稳定期和腐蚀电流的平稳期较普通混凝土短;珊瑚骨料混凝土的临界氯离子浓度小于普通混凝土.

关键词：珊瑚骨料混凝土临界氯离子浓度开始锈蚀线性极化电化学交流阻抗谱

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珊瑚骨料混凝土动态压缩性能的试验研究

建筑材料学报 2019年第1期22卷 7-14页

作者：吴文娟汪稔朱长歧孟庆山刘海峰中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071 岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049

为探究珊瑚骨料混凝土在冲击荷载下的动态力学响应,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,建立了珊瑚骨料混凝土的动态应力-应变关系曲线,讨论了以珊瑚礁、砂为粗细骨料的混凝土动态强度增长因子、能耗密度、破损形态与应变率的关系,... 详细信息

为探究珊瑚骨料混凝土在冲击荷载下的动态力学响应,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,建立了珊瑚骨料混凝土的动态应力-应变关系曲线,讨论了以珊瑚礁、砂为粗细骨料的混凝土动态强度增长因子、能耗密度、破损形态与应变率的关系,并与同强度等级的普通砂石混凝土进行对比分析.结果表明:珊瑚骨料混凝土的动态强度增长因子对应变率表现出更强的敏感性;2类混凝土的动态强度增长因子与应变率均呈对数函数关系,能耗密度与应变率呈线性关系;相同应变率条件下,珊瑚骨料混凝土由于骨料自身强度低、结构疏松且多内孔隙而使其能量吸收能力更强,表现出更好的抗冲击性能,但破碎程度稍大于普通砂石混凝土.

关键词：珊瑚骨料混凝土分离式霍普金森压杆动态强度增长因子能耗密度应变率抗冲击性能

粉煤灰珊瑚骨料混凝土内掺氯离子扩散和吸水性能

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建筑材料学报 2021年第1期24卷 77-86,92页

作者：苏丽牛荻涛罗扬黄大观罗大明西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学省部共建西部绿色建筑国家重点实验室陕西西安710055

研究了粉煤灰掺量对珊瑚骨料混凝土(CAC)内掺氯离子含量、氯离子结合能力及毛细吸水性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)和热重(TG-DTG)分析了水化产物、理论孔体积及结合水含量.结果表明:随着养护龄期的延长,CAC中总氯离子浓度增大,粉煤... 详细信息

研究了粉煤灰掺量对珊瑚骨料混凝土(CAC)内掺氯离子含量、氯离子结合能力及毛细吸水性能的影响,并采用X射线衍射(XRD)和热重(TG-DTG)分析了水化产物、理论孔体积及结合水含量.结果表明:随着养护龄期的延长,CAC中总氯离子浓度增大,粉煤灰降低了早龄期总氯离子含量,增大了后期总氯离子含量,而自由氯离子含量随养护龄期的变化规律正好相反,粉煤灰提高了CAC的氯离子结合能力;粉煤灰对28d时CAC的抗毛细吸水性能提升较小,显著降低了60d时CAC的毛细吸水量和吸水率,掺加20%的粉煤灰使28、60d时CAC的二次吸水率分别减少了6.1%、15.4%;粉煤灰对水化产物种类没有影响,但降低了CAC中Ca(OH)2的含量,结合珊瑚骨料携带的氯离子,生成了Friedel's盐.

关键词：珊瑚骨料混凝土粉煤灰内掺氯离子含量毛细吸水性能微观结构

盐雾对珊瑚骨料混凝土构筑物性能的影响及其机理

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建筑材料学报 2018年第4期21卷 600-607页

作者：吴文娟汪稔朱长歧孟庆山汤盛文中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 武汉大学水资源与水电工程国家重点实验室湖北武汉430072

针对热带海洋环境中由于盐雾作用造成的混凝土结构侵蚀破损现象,在对南海现役珊瑚骨料混凝土构筑物进行调查分析的基础上,对其进行了物理力学性能、孔隙结构以及微观机理分析.结果表明:长期暴露于高温高湿盐雾环境中的珊瑚骨料混凝土保... 详细信息

针对热带海洋环境中由于盐雾作用造成的混凝土结构侵蚀破损现象,在对南海现役珊瑚骨料混凝土构筑物进行调查分析的基础上,对其进行了物理力学性能、孔隙结构以及微观机理分析.结果表明:长期暴露于高温高湿盐雾环境中的珊瑚骨料混凝土保护层发生了严重的侵蚀破坏,珊瑚骨料混凝土中的微细小孔隙向有害大孔洞转化,孔隙率明显增大,直接导致混凝土质量、强度的损失;微观层次机理认为这一过程中混凝土中C-S-H和Ca(OH)2流失严重,Mg(OH)2等无胶结作用的生成物增多,致使水泥石结构破坏严重.所得成果对珊瑚骨料混凝土的施工工艺设计和长期运营维护具有重要的科学指导作用.

关键词：珊瑚骨料混凝土盐雾作用侵蚀劣化孔隙强度微观结构

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热带岛礁珊瑚骨料混凝土的耐久性及提升方法

哈尔滨工程大学学报 2023年第3期44卷 418-424页

作者：达波陶韬蒋沛漪王瑞华马骏彭润陈达河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210098 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室江苏南京210098 水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心湖北武汉430010 河海大学里尔学院江苏南京210098

为探究热带岛礁环境下珊瑚骨料混凝土的耐久性研究现状,提升其耐久性能。本文采用试验与理论分析相结合的方法,研究了珊瑚骨料混凝土的抗氯离子扩散性能、抗渗透性能以及抗碳化性能指标。结果表明:珊瑚骨料混凝土的表面自由氯离子含量... 详细信息

为探究热带岛礁环境下珊瑚骨料混凝土的耐久性研究现状,提升其耐久性能。本文采用试验与理论分析相结合的方法,研究了珊瑚骨料混凝土的抗氯离子扩散性能、抗渗透性能以及抗碳化性能指标。结果表明:珊瑚骨料混凝土的表面自由氯离子含量以及表观氯离子扩散系数等耐久性指标远高于普通骨料混凝土以及再生骨料混凝土;相同水压作用下,珊瑚骨料混凝土的渗水高度比再生骨料混凝土、普通骨料混凝土以及轻骨料混凝土高5倍以上,表明珊瑚骨料混凝土的抗渗透性能明显劣于再生骨料混凝土、普通骨料混凝土和轻骨料混凝土;相同暴露时间下,珊瑚骨料混凝土的抗碳化性能优于普通骨料混凝土、轻骨料混凝土。为确保长期服役条件下珊瑚骨料混凝土具有较好的抗碳化性能,建议采用改善珊瑚骨料密实度、添加外加剂、降低水灰比以及掺入矿物掺合料等方法。

关键词：热带岛礁环境珊瑚骨料混凝土抗氯离子扩散性能抗渗透性能抗碳化性能耐久性提升方法

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玄武岩纤维增强珊瑚骨料混凝土的孔结构相关三轴力学响应及强度准则

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Journal of Central South University 2023年第4期30卷 1325-1344页

作者：傅强王振华彭刚陈楼黄大观李宁 School of Civil Engineering Xi’an University of Architecture and TechnologyXi’an 710055China School of Civil Engineering Central South UniversityChangsha 410075China School of Civil Engineering Qingdao University of TechnologyQingdao 266033China

本文研究了玄武岩纤维增强珊瑚骨料混凝土(BFCAC)的三轴力学性能,分析了玄武岩纤维(BF)和孔结构对BFCAC三轴力学性能的影响,建立了BFCAC的强度准则。结果表明,BFCAC的峰值偏应力和弹性模量随着围压非线性增加,两者的围压效应随BF掺量的... 详细信息

本文研究了玄武岩纤维增强珊瑚骨料混凝土(BFCAC)的三轴力学性能,分析了玄武岩纤维(BF)和孔结构对BFCAC三轴力学性能的影响,建立了BFCAC的强度准则。结果表明,BFCAC的峰值偏应力和弹性模量随着围压非线性增加,两者的围压效应随BF掺量的增加而增大。围压和BF掺量的增加均提高了BFCAC的临界应变和延性变形,但较大围压作用弱化了BF对珊瑚骨料混凝土延性变形的影响。BFCAC的泊松比随BF掺量和围压增大分别增大和减小。BF和围压提升了BFCAC的体积收缩变形,降低了其体积膨胀变形。围压一方面使BFCAC由劈裂破坏逐渐转变为剪切破坏和挤压塑性流动破坏,另一方面,围压也提高了BF与珊瑚骨料混凝土基体间的粘结性能。BFCAC破坏时,裂缝均贯穿珊瑚骨料,且在较高围压时,珊瑚骨料发生孔隙坍塌。BFCAC的小孔不具有分形特征,中孔和大孔的分形特征较为明显,且其孔结构分形维数随BF掺量的增加而增大。孔结构分形维数与三轴力学性能的关系表明,BFCAC的三轴力学性能不仅受BF本身的影响,也受BF对CAC孔结构的影响。建立了BFCAC的改进非线性M-C强度准则,不仅能够准确计算BFCAC的三轴强度变化规律,而且能够有效体现BF和孔结构特征对BFCAC三轴强度的影响。

关键词：玄武岩纤维珊瑚骨料混凝土围压效应孔结构分形维数改进M-C强度准则

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增强珊瑚骨料混凝土毛细吸水性能与预测模型

材料导报 2023年第15期37卷 100-107页

作者：苏丽牛荻涛黄大观张云升乔宏霞兰州理工大学土木工程学院兰州730050 西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西安理工大学土木建筑工程学院西安710048

本工作设计了三种类型的珊瑚骨料混凝土(CAC),包括粉煤灰CAC、硅灰CAC和矿渣CAC,粉煤灰CAC为对照试件。采用改进的ASTM C1585方法,研究了养护28 d和60 d后CAC的毛细吸水特性,分析了硅灰和矿渣对CAC毛细吸水性能和孔隙率的影响,并建立了... 详细信息

本工作设计了三种类型的珊瑚骨料混凝土(CAC),包括粉煤灰CAC、硅灰CAC和矿渣CAC,粉煤灰CAC为对照试件。采用改进的ASTM C1585方法,研究了养护28 d和60 d后CAC的毛细吸水特性,分析了硅灰和矿渣对CAC毛细吸水性能和孔隙率的影响,并建立了初始吸水率预测模型。结果表明:硅灰和矿渣的掺入均显著减低了CAC的毛细吸水率,但随着硅灰和矿渣含量的增大,硅灰和矿渣对CAC毛细吸水率的降低作用减弱。随着养护时间的延长,硅灰和矿渣对毛细吸水率的降低作用也减弱。28 d时,含有4%硅灰或20%矿渣的CAC毛细吸水率是最低的;60 d时,含有6%硅灰或20%矿渣的CAC毛细吸水率是最低的。在整个吸水阶段,硅灰对CAC累积吸水量的降低作用大于矿渣。添加4%的硅灰或20%的矿渣能够有效降低CAC的孔隙率,同时,理论孔体积和二次吸水率之间有较好的相关性。通过回归分析建立的CAC初始吸水率预测模型能够预测不同含量硅灰和矿渣CAC的初始毛细吸水率。

关键词：珊瑚骨料混凝土矿物掺合料毛细吸水吸水率孔隙率

“灯芯效应”下珊瑚骨料混凝土氯离子传输行为

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建筑材料学报 2023年第11期26卷 1173-1182,1206页

作者：罗大明周萌李凡牛荻涛西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学绿色建筑全国重点实验室陕西西安710055

研究了“灯芯效应”下珊瑚骨料混凝土在Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)共同作用下Cl^(-)的传输规律,建立了“灯芯效应”下珊瑚骨料混凝土Cl^(-)传输模型.结果表明:Cl^(-)沿半浸泡混凝土高度方向由下而上传输的同时也由表层向中心传输,其在混凝土... 详细信息

研究了“灯芯效应”下珊瑚骨料混凝土在Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)共同作用下Cl^(-)的传输规律,建立了“灯芯效应”下珊瑚骨料混凝土Cl^(-)传输模型.结果表明:Cl^(-)沿半浸泡混凝土高度方向由下而上传输的同时也由表层向中心传输,其在混凝土内部的含量呈类抛物面分布;SO_(4)^(2-)的存在会加快Cl^(-)在混凝土中的传输,而Mg^(2+)的加入会抑制Cl^(-)的传输,导致混凝土在相同高度及深度处的Cl^(-)含量小于SO_(4)^(2-)与Cl^(-)共同作用下的Cl^(-)含量;本文建立的“灯芯效应”下珊瑚骨料混凝土氯离子传输模型计算结果与实测结果吻合良好.

关键词：珊瑚骨料混凝土半浸泡灯芯效应氯离子传输离子共同作用

珊瑚骨料混凝土受压本构及其与复材筋粘结性能研究

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珊瑚骨料混凝土受压本构及其与复材筋粘结性能研究

作者：周文清华大学

学位级别：硕士

珊瑚骨料混凝土(Coral aggregate concrete,CAC)是一种以珊瑚礁石碎屑代替传统骨料制成的海洋骨料混凝土。在海洋工程及岛礁建设中,使用本地珊瑚礁石碎屑代替碎石、河砂制备混凝土,可以显著降低工程建设成本,缩短工期。为更加深入地了解... 详细信息

珊瑚骨料混凝土(Coral aggregate concrete,CAC)是一种以珊瑚礁石碎屑代替传统骨料制成的海洋骨料混凝土。在海洋工程及岛礁建设中,使用本地珊瑚礁石碎屑代替碎石、河砂制备混凝土,可以显著降低工程建设成本,缩短工期。为更加深入地了解CAC的力学性质,促进其在实际工程中的应用,本文对CAC在单轴和多轴应力条件下的本构关系进行了一系列研究,并对CAC与纤维增强复合材料(Fiber-reinforced polymer,FRP)筋之间的粘结-滑移关系展开了试验研究。首先,本文结合文献综述与试验分析对珊瑚骨料和CAC的性能进行了简要介绍,包括珊瑚礁石碎屑作为混凝土骨料的基本性能、珊瑚骨料的表面微观构造、CAC的基本力学特性、耐久性能及过渡区微观构造等。随后,本文通过单轴压缩试验研究了CAC在单轴荷载下的性能,并与普通混凝土和轻骨料混凝土进行对比。结果表明:CAC在单轴压缩下脆性较强,与普通混凝土有显著差异,而与轻骨料混凝土类似。这是珊瑚骨料疏松多孔的天然结构与较低的强度造成的。综合试验和文献中的数据,本文提出了适用于CAC的单轴压缩应力-应变模型。针对CAC多轴应力状态下的力学性能,本文对19个CAC试件分别进行了常规三轴和真三轴试验,研究变量包括侧向压力及主应力比、混凝土强度等。CAC的内部破坏主要表现为骨料的破碎,而非水泥石-骨料界面破坏。骨料破碎使混凝土内部出现宏观缺陷,从而导致水泥石的过早破坏,因此相同条件下,CAC三轴强度普遍低于普通混凝土。与本文试验结果的对比表明,已有的轻骨料混凝土多轴破坏准则可以用于描述主动约束下CAC的本构关系。最后,为了探究FRP筋和CAC之间的相互作用机理,对27个FRP筋与CAC试件进行了拉拔试验。试验中出现了三种典型的试件破坏模式:混凝土保护层劈裂、筋材拔出伴有混凝土破坏、筋材表层剥脱。不同的破坏模式和粘结强度可归因于不同的混凝土强度、保护层厚度、筋材几何形状及筋材表面处理。基于试验和文献中的数据,本文提出了分段式模型以描述FRP筋与CAC发生拔出破坏时的粘结本构关系,并对粘结界面上的混凝土进行了力学分析,结合CAC破坏准则提出了特征粘结强度的预测方法。

关键词：珊瑚骨料混凝土本构关系三轴试验纤维增强复合材料粘结滑移