氯离子在轴向受压混凝土内的输运试验

设计水灰比为0.55的素混凝土棱柱体试件,研究加载中和加载后不同压应力水平下的氯离子在混凝土内的侵蚀。对试件在8%浓度的氯化钠溶液中浸泡180 d后的取样进行测试,测试结果表明,当施加的压应力小于抗压强度的70%时,持续荷载与瞬时荷载下混凝土内同一深度的自由氯离子质量分数变化很小,且没有一定的规律性。而当压应力施加到95%的抗压强度后卸载时,混凝土内的氯离子质量分数明显增大。施加不大于70%抗压强度的压应力后,混凝土表观氯离子扩散系数有所减小,持续荷载下回归得到的表观氯离子扩散系数比相同应力水平下瞬时荷载时的要小,顺着荷载施加方向的氯离子质量分数和表观扩散系数要小于垂直荷载施加方向的值。根据试验数据及所需满足的边界条件建立了相应的计算公式。     

荷载损伤后纤维轻骨料混凝土氯离子侵蚀研究

为研究荷载损伤对纤维轻骨料混凝土抵抗氯离子侵蚀性能的影响,设计了掺加聚丙烯纤维、钢 聚丙烯纤维、钢纤维3种轻骨料混凝土,开展了抗拉和抗压试验。分别在40%,60%,80%极限荷载3种拉、压应力水平下持续加载60 s,并测量加载后的残余应变。卸载后将试件切割成直径100 mm、厚50 mm的圆柱体,通过NEL法测定氯离子扩散系数。研究结果表明:混凝土残余应变随着拉、压荷载等级的增大而增大,纤维对轻骨料混凝土极限强度和变形能力提高显著;未施加荷载时,随着纤维的增加,单掺聚丙烯纤维组氯离子扩散系数变小,混掺纤维组基本保持不变,钢纤维组显著增加;施加荷载后,纤维的增加没有显著改善轻骨料混凝土抗氯离子侵蚀能力;残余应变与氯离子扩散系数间存在正相关特性,残余应变越大,氯离子扩散系数越大。     

早期高强混凝土准动态损伤试验分析

为了研究早龄期高强混凝土在承受多次反复荷载作用下内部损伤情况及超声波特性,在室内实验室制作了一批混凝土立方体试块,脱模后在标准养护室进行养护。分别测定了1、2和3 d龄期的混凝土立方体试块经历多次50%、70%和80%极限荷载前后的抗压强度和超声波波速变化规律;7、14、28 d龄期混凝土立方体试块的抗压强度和超声波波速。试验结果表明:在28天龄期内声速随龄期增长不断增大,与强度基本呈线性关系;前3天龄期的混凝土试块在承受不同比例的极限荷载时,损伤程度和变化规律不同,单轴抗压强度与超声波波速都能衡量这种变化规律。这对于研究超声波测试技术衡量爆破工程中的早龄期高强混凝土在经受多次爆破荷载作用下的损伤累积规律具有一定的指导作用。     

经历荷载历史后的混凝土动态抗压试验

为了研究荷载历史对混凝土动态抗压特性的影响,应用MTS试验机对经历了30%极限抗压强度荷载历史后的C30混凝土试件进行了应变速率为1×10-5/s～1×10-2/s的单轴动态抗压试验。试验结果表明:经历荷载历史后,混凝土的动态抗压特性发生了一定程度的变化;与直接加载相比,经历荷载历史后的混凝土平均极限抗压强度、弹性模量降低了,峰值应变没有明显变化;抗压强度、弹性模量随着应变速率的增大而增大,峰值应变正好相反。     

荷载损伤对混凝土渗透性能影响试验研究

较大的荷载作用于混凝土构件会引起损伤,损伤又会导致混凝土的渗透系数发生变化,但混凝土材料渗透系数与损伤之间的定量关系还不成熟。对C20、C30、C40三个强度等级的混凝土分别施加0、30%、50%、70%、90%的峰值荷载,人为产生一定的损伤后再进行渗透试验,研究损伤对渗透系数的影响规律,探索性建立混凝土渗透系数与荷载损伤之间的定量表达式,并与以往的经验公式比较。结果表明:相同强度等级的混凝土受压时,荷载越大,造成的损伤越大,渗透系数越大;相同荷载水平下,混凝土强度等级越高,造成的损伤越小,渗透系数越小。对试验数据进行拟合,得出了荷载损伤与水渗透系数之间的指数函数关系式。     

双向压荷载对高性能混凝土氯离子渗透性的影响

采用ASTM C1202快速试验方法——直流电通量法,研究了双向荷载及龄期对C30高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响.试验结果表明:双向荷载对混凝土的损伤以及养护龄期对混凝土损伤的修复均对氯离子渗透性产生显著影响.在竖向压荷载存在的条件下,当侧向压荷载低于30%极限荷载时,随着侧向压荷载的增加,混凝土抗氯离子渗透性能有所增强;当侧向压荷载高于30%极限荷载时,随着侧向压荷载的增加,混凝土抗氯离子渗透性能逐渐减弱.无论施加双向荷载还是施加单向荷载,当荷载水平高于30%极限荷载时,混凝土抗氯离子渗透性能均随时间的增长逐渐降低.     

疲劳作用对混凝土中氯离子扩散系数影响的研究

采用两种应力水平和四种循环次数,通过轴向压缩的疲劳荷载形式,使混凝土试件获得不同的损伤量。应用超声探伤、电化学阻抗谱的方法判断混凝土的疲劳损伤程度。利用电迁移加速方法,进行氯离子扩散试验,测定混凝土的氯离子扩散系数。最终得到疲劳损伤量与混凝土氯离子扩散系数之间的关系。结果表明:超声波速和阻抗谱低频容抗弧压扁度可以作为表征混凝土疲劳损伤的指标;随着疲劳损伤的增加,混凝土中氯离子的扩散系数增大。     

重复荷载作用后钢筋混凝土梁损伤恢复测试分析研究

针对采用超声波CT无损检测技术对钢筋混凝土梁构件进行检测时可能导致误诊这一问题,借助混凝土梁试件在上限0.7Pu、下限0.1Pu的重复加载物理试验和超声波CT无损检测技术,通过观察卸除重复荷载后试件钢筋、混凝土的应变和超声波速的变化,展开对重复荷载作用后试件钢筋及混凝土应变、超声波速与卸载时间试验关系的研究,定义应变恢复速率νε和超声波速恢复率ηVP两个物理量来表征试件的损伤恢复情况。结果表明,νε主要受外荷载影响并随外荷载变化而变化,对试件损伤恢复的贡献可以基本忽略;ηVP主要受试件裂缝影响,随着卸载时间的增加,试件宏观开裂和微裂缝逐渐闭合,ηVP值也逐渐增大。这为桥梁的健康诊断及寿命预测提供了一定的依据和支持。     

硅灰对剑麻纤维珊瑚混凝土的影响

为研究硅灰对剑麻纤维增强珊瑚混凝土耐久性的影响,通过人工加速老化试验方法测定试块的立方体抗压强度值与劈裂抗拉强度值,探索硅灰抑制剑麻纤维在砂浆中老化的机理,为剑麻纤维增强珊瑚混凝土其它性能及应用提供参考。试验结果表明:试件的立方体抗压强度在试验前后没有发生明显变化;未掺入硅灰的试件的劈裂抗拉强度在试验后有所下降,降幅为13.88%;硅灰掺量为10%的试件的劈裂抗拉强度在试验后降幅为6.46%;当硅灰掺量为20%~30%时,试件的劈裂抗拉强度在试验前后变化不大。     

荷载历史后高强混凝土动态抗压试验

应用MTS试验机,在应变速率为10-5/s～10-2/s,对经历50%极限抗压强度荷载历史的C60混凝土试件进行的单轴动态抗压试验,研究荷载历史对高强混凝土动态抗压特性的影响。试验结果表明混凝土的动态抗压特性发生变化,动态抗压强度和弹性模量随应变速率的增大而增大,峰值应变则减小;与直接加载比较,荷载历史后的混凝土极限抗压强度随应变速率的增幅较大,平均极限抗压强度和弹性模量降低,峰值应变无明显变化。     

混凝土爆炸损伤的超声波速分析

在高强度混凝土爆炸前后,利用超声波检测技术,进行声波测试并重构波速分布,可得出混凝土损伤变化规律.试验结果表明,超声波速变化能有效的表征混凝土损伤,且波速降低率越大表示试件损伤度越高;混凝土试件经爆炸载荷作用下发生损伤,损伤区域主要集中在炮孔周围、下方及试件底部,其中炮孔下方损伤度最大.     

废玻璃粉混凝土抗硫酸盐侵蚀试验研究

以质量损失率、超声波速值以及抗压强度比为评价指标,对废玻璃粉混凝土抗硫酸盐侵蚀的性能进行了研究,并通过SEM(扫描电子显微镜)和XRD(X射线衍射)对其进行了微观结构分析。结果表明:各混凝土试件的质量损失率随侵蚀龄期增长均先增加后减少;在相同的浸泡龄期下,取代相同质量的水泥,不同取代率的废玻璃粉混凝土的超声波速值均大于粉煤灰混凝土的超声波速值,其抗压强度比也均大于粉煤灰混凝土的抗压强度比,PC30B20的抗压强度比最大,达到1.55。微观结构分析进一步说明,与粉煤灰相比,废玻璃粉更有利于改善混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。     

拉伸疲劳对混凝土氯离子扩散的影响

采用不同的最大应力水平和不同的疲劳次数对C30混凝土进行拉伸疲劳试验,然后采用残余拉应变、基于超声波波速的疲劳损伤度和基于电化学阻抗谱的损伤电阻对拉伸疲劳后混凝土的疲劳损伤进行表征,研究混凝土氯离子扩散系数和疲劳损伤之间的关系.结果表明:残余拉应变越大,混凝土氯离子扩散系数也越大,残余拉应变25×10~(-6)可以作为混凝土耐氯离子侵蚀性能的起劣点;混凝土氯离子扩散系数随着疲劳损伤度的增加而增大,两者之间呈指数函数关系;混凝土氯离子扩散系数随着损伤电阻的增大而减小,两者之间呈指数函数关系.     

疲劳荷载和碳化联合作用下混凝土损伤特性试验研究

为研究不同疲劳荷载作用后,混凝土试件在快速碳化不同时期力学性能的变化规律,对棱柱体试件的破坏过程及形态变化、相对动弹性模量、碳化深度、相对抗压强度展开分析。研究结果表明:混凝土碳化深度与碳化时间的平方根成正比,且具有一定损伤程度试件的碳化系数k随着损伤度D的增大而增大,两者基本成线性关系。碳化深度较小的棱柱体试件破坏形态与正常情况下试件破坏情况没有明显的区别;当碳化深度较大时,试件表面的混凝土出现大面积的剥离。经历疲劳荷载作用后碳化的试件,每个时期的碳化深度相比未经疲劳作用的混凝土试件明显增大,且随疲劳损伤的增大而增大。前期经历疲劳荷载作用试件的相对抗压强度相比未经历疲劳荷载的试件明显降低,随着碳化的进行相对抗压强度均逐渐增大,到28 d时两者的相对抗压强度相差较小,疲劳荷载引起的试件损伤28 d碳化后基本得到弥补。     

冻融循环作用下纤维混凝土的损伤模型研究

通过对4组10 cm×10 cm×40 cm混凝土试件的快速冻融循环试验,以及采用共振法和超声法进行试件的波速和频率测试,得到了冻融循环200次混凝土试件的损伤参量特征值和强度变化规律,论证了超声波速作为损伤参量测试值的合理性,研究了冻融循环对纤维混凝土材料损伤特性的影响因素,分析了纤维混凝土冻融损伤破坏的细观机理,结合动弹性模量和超声波速相对值的变化特点,根据细观损伤力学和数学模拟的方法建立了纤维混凝土冻融损伤本构模型。研究分析和测试计算显示:纤维混凝土冻融损伤模型的计算值与实测值基本吻合,本构模型预测的混凝土损伤特性符合混凝土实际冻融破坏情况;超声波速作为损伤参量易于测量且易与宏观量建立联系,能够较好地反应纤维混凝土冻融损伤规律;聚丙烯纤维在混凝土中能够产生引气效应,可有效地抑制混凝土的冻融损伤劣化程度,在本文研究的混凝土强度范围内纤维掺量为10%时混凝土抗冻性最好。     

矿物掺合料对珊瑚砂混凝土性能的影响研究

通过抗压强度、氯离子扩散系数和干燥收缩试验,探讨分析不同矿物掺合料对珊瑚砂混凝土性能的影响。结果发现,单掺15%矿粉和5%偏高岭土可以提高珊瑚砂混凝土的最终强度,降低氯离子扩散系数、减少珊瑚砂混凝土的干燥收缩;单掺15%粉煤灰的珊瑚砂混凝土的强度出现倒缩、渗透性能变差。     

硫酸盐和干湿循环作用下早龄期混凝土劣化性能研究

针对硫酸盐侵蚀和干湿循环共同作用下早龄期混凝土试件进行了压汞(MIP)试验、超声波声速测试和单轴压缩试验,测定了不同干湿循环次数下混凝土试件的孔隙率、超声波声速值和抗压强度值随干湿循环次数的经时变化规律。研究结果发现:随干湿循环次数的增加,混凝土的孔隙率经历了一个先减小后增大的过程,而超声波声速值和抗压强度值则经历了一个先增大后减小的过程。上述结果从混凝土内部孔隙结构密实性的变化角度解释了硫酸盐和干湿循环作用对宏观性能作用的影响机制。     

混凝土长方柱抗压强度及尺寸效应试验研究

国内外研究及设计规范大多采用棱柱体或圆柱体作为混凝土轴心抗压强度的标准试件,对长方柱的抗压强度研究较少。通过对16组不同尺寸的混凝土长方柱的轴压试验,研究其极限荷载及抗压强度。结果表明:长方柱混凝土抗压强度随着长、宽、高的增加而降低,具有明显的尺寸效应;并通过分析拟合得到轴心抗压强度的尺寸效应修正系数,轴心抗压强度修正值和极限荷载修正值均与试验值较为接近。     

矿物掺合料对珊瑚砂混凝土性能的影响

该文以珊瑚砂作为细骨料来配制C30珊瑚砂混凝土,研究了粉煤灰、矿粉、偏高岭土对珊瑚砂混凝土的力学性能、氯离子扩散系数影响规律,并通过XRD、TG对其微观机理进行初步分析。研究结果表明,掺加粉煤灰会降低珊瑚砂混凝土的强度,矿粉对于珊瑚砂混凝土的强度影响较小,而掺加偏高岭土会明显提高珊瑚砂混凝土的抗压强度和降低氯离子扩散系数,减少Ca(OH)_2的含量,使珊瑚砂混凝土的渗透性能得到优化。     

恒载作用下混凝土抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

文章通过试验模拟混凝土在硫酸盐干湿循环侵蚀和持续荷载作用下的侵蚀特点,分析不同荷载水平作用下混凝土质量、轴心抗压强度、动弹性模量的变化规律。试验结果表明,当试件受270kN荷载作用时,其质量、抗压强度及动弹性模量损失率最大,分别为10.8%、17.7%、29.8%。混凝土试件物理指标的损失率与施加的荷载水平呈正比关系。