不同因素耦合作用下高强混凝土的冻融损伤规律研究

为研究高强混凝土在不同环境因素耦合作用下的冻融损伤规律,通过快速冻融循环试验测定混凝土试件的相对动弹性模量,推定试件相对应的冻融损伤因子,比较高强混凝土构件在不同环境因素下的冻融损伤失效过程,从而得出不同因素对高强混凝土冻融损伤的影响规律。结果表明,应力作用因素对高强混凝土在冻融循环过程中的相对动弹性模量损伤速度和劣化过程影响最大,材料性能的劣化最为明显。不同盐溶液环境因素对高强混凝土在冻融循环过程中的相对动弹性模量损伤速度和劣化过程影响依次为:(5%MgCl_2+5%Na_2SO_4)复合溶液5%MgSO_4溶液10%NaCl溶液。     

混凝土冻融损伤层厚度的超声检测

冻融破坏是实际混凝土工程主要病害之一,通过超声波平测法对冻融作用后混凝土的损伤层厚度进行测量.结果表明,随着冻融次数的增加,混凝土的损伤层厚度增加,超声波平测法可有效地评价实际混凝土工程的损伤.     

冻融循环与复合盐侵蚀耦合作用下再生混凝土耐久性研究

以质量分数3%NaCl和不同浓度的Na₂SO₄复合盐溶液以及水为侵蚀介质,采用快冻法对再生混凝土进行冻融循环试验,测定各组再生混凝土试件的质量损失、抗压强度以及相对动弹性模量的试验数据,研究了再生混凝土在冻融与复合盐侵蚀耦合作用下的性能劣化规律,通过曲线损伤模型预测了再生混凝土的耐久性寿命。研究结果表明：在不同浓度复合盐溶液侵蚀下,3%NaCl+10%Na₂SO₄溶液冻融中质量损失,抗压强度劣化最为严重,3%NaCl+5%Na₂SO₄溶液中的冻融损伤度最大;再生混凝土损伤层厚度与相对动弹模量之间存在负相关性,可以采用相对动弹性模量表征混凝土内部损伤;曲线模型可以较好评价再生混凝土在复合盐环境下的冻融损伤,在3%NaCl+5%Na₂SO₄溶液中,再生混凝土的抗冻耐久性寿命最差。     

盐冻循环作用下粉煤灰混凝土性能试验研究

设计制作粉煤灰引气混凝土在3.5%NaCl溶液中进行快速冻融循环试验,测试盐冻循环作用后混凝土的冻融损伤层厚度和相对动弹性模量,并进行静弹性模量试验。研究结果表明:在盐冻循环作用早期,混凝土性能劣化严重,随冻融循环持续,其劣化速度降低;混凝土静弹性模量与相对动弹性模量和盐冻损伤层厚度变化趋势一致,均可表征混凝土盐冻损伤程度。     

碳化对氯离子和硫酸根离子在混凝土中扩散规律影响研究

隧道混凝土与空气接触的一边受到碳化作用,同时另一边受到来自土壤水环境中腐蚀离子的侵蚀,因此研究碳化作用下腐蚀离子扩散规律具有一定工程意义。模拟了碳化作用后隧道混凝土在硫酸盐与氯盐复合作用下定向腐蚀的过程,将碳化后的混凝土试块(100 mm×100 mm×300 mm)做半密封处理,分别放在质量分数为10%Na_2SO_4溶液、5%NaCl+10%Na_2SO_4复合溶液、10%NaCl+10%Na_2SO_4复合溶液中长期浸泡,研究了双因素腐蚀环境混凝土在碳化作用下离子传输规律及碳化作用对SO■传输规律的影响。结果表明:①混凝土不同深度SO■含量与腐蚀龄期成正比,先碳化再浸泡腐蚀工况下混凝土SO■侵蚀深度远远大于直接浸泡腐蚀工况;②在碳化、Cl~-、SO■多因素作用下,SO■的扩散速度会被Cl~-较大程度地抑制,同时被碳化作用极大地加快;③在碳化、Cl~-、SO■共同作用下,氯盐﹑碳化作用两者的强弱共同决定SO■扩散的速度。     

基于粗糙集的盐冻作用下混凝土材料耐久性评价指标分析

为探明盐冻作用下混凝土材料各耐久性评价指标的重要程度,通过室内加速试验测定混凝土试件的损伤层厚度、超声波波速、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度5个耐久性评价指标,应用粗糙集条件信息熵理论,建立硫酸盐侵蚀与冻融循环复合作用下混凝土材料耐久性评价指标的权重关系数据模型,分析各指标在混凝土材料耐久性评价中的重要程度。研究结果表明,损伤层厚度(0.30)与超声波波速(0.30)权重最大,质量损失率(0.21)次之,相对动弹性模量(0.19)最小,表明损伤层厚度及超声波波速能更好地反映盐冻作用下混凝土材料的耐久性能,与混凝土试验损伤结果相符;并通过各评价指标相关性提取对应决策规则,为盐冻作用下混凝土材料耐久性评价指标的客观选取提供了重要依据,提高了混凝土冻融侵蚀损伤程度的预测精度。     

地聚物混凝土在盐水与冻融作用下的损伤研究

采用钠水玻璃(Na_2O·mSiO_2)激发高活性偏高岭土和粉煤灰的混合物制备地聚物混凝土,研究地聚物混凝土在盐溶液中(3. 5%NaCl溶液、3. 5%Na_2SO_4溶液、3. 5%Na_2SO_4溶液+3. 5%NaCl溶液和纯水)经过冻融循环后的损伤程度,分析各冻融循环周期下试件的表观形貌变化、质量损失率变化和相对动弹性模量变化规律。结果表明:盐侵蚀作用下,随着冻融次数的增加,试件表面浆体的剥落现象越来越明显,质量和相对动弹性模量损失严重。由质量损失率和相对动弹性模量变化曲线可知,在四种溶液中相同冻融次数下,地聚物混凝土的冻融破坏程度由强到弱依次为复合盐冻、氯盐冻、水冻、硫酸盐冻,说明复盐环境对地聚物混凝土的抗冻性能最不利。研究成果可为盐水与冻融环境中的地聚物混凝土结构工程设计提供一些理论参考。     

冻融与硫酸盐复合侵蚀下粉煤灰混凝土的耐久性研究

通过分析混凝土表观变化形态、抗压强度和相对动弹性模量随冻融循环次数变化的规律,讨论了不同粉煤灰掺量混凝土(0、10%、20%)与5%Na_2SO_4溶液耦合作用下的损伤劣化机理。借助SEM和XRD技术研究了混凝土微观结构和侵蚀产物发展演化规律,并综合热分析技术定量分析了不同粉煤灰掺量对混凝土抗冻融与硫酸盐复合侵蚀能力的影响。结果表明:在冻融试验终止时,10%、20%粉煤灰掺量混凝土强度损失率分别为60.36%、83.67%,10%粉煤灰掺量相对于20%粉煤灰掺量混凝土具有良好的抗冻性。在冻融循环100次前,混凝土试样相对动弹模量一直处于递增状态。在硫酸盐侵蚀条件下,混凝土中钙矾石含量要多于石膏。在冻融循环50次时,不同粉煤灰掺量混凝土试样中侵蚀产物含量大小排序为:20%粉煤灰未掺粉煤灰10%粉煤灰。     

侵蚀溶液中道路纤维混凝土的抗冻性能试验研究

针对道路纤维混凝土在侵蚀溶液中的抗冻问题,成型0.44、0.42和0.40三种水灰比的小梁试件,并采用混凝土防护剂对部分试件做表面处理,放入蒸馏水、10%Na_2SO_4溶液和10%Na_2SO_4+5%NaCl溶液中做冻融循环试验,并测定其质量、相对动弹模量和抗弯拉强度损失。结果表明:混凝土的质量损失率随水灰比的升高而降低,而动弹模量和弯拉强度损失率随水灰比的升高而增加,Na_2SO_4和NaCl溶液加剧了这种趋势;表面防护剂对此三个抗冻指标均有改善作用。此外,水灰比和侵蚀溶液的影响是相互促进的。     

海水侵蚀环境下再生混凝土梁的损伤劣化研究

采用5倍海水浓度的人造海水对再生混凝土梁进行了加速腐蚀,通过超声平测法测得了腐蚀劣化龄期分别为t=60 d、t=120 d、t=180 d及t=240 d时各再生混凝土试验梁的腐蚀损伤层厚度,研究了梁的腐蚀损伤度随腐蚀时间的变化规律。结果表明,粉煤灰掺量为40%的C30与C40级再生混凝土梁与同强度等级的其他梁相比,均具有较强的抗海水侵蚀性能。同时,建立了海水侵蚀环境下再生混凝土梁的损伤劣化模型。     

混凝土在盐溶液中的抗冻性

采用快速冻融法,以剥落量和相对动弹性模量作为混凝土抗盐冻性能的评定指标,研究了混凝土在3．5%NaCl溶液、5%、7%和10%Na_2SO_4溶液以及海水中的抗盐冻性能。试验结果表明,引气对混凝土在NaCl溶液、Na_2SO_4溶液和海水中的抗盐冻性能均有显著改善作用;混凝土在各种盐溶液中冻融循环后的破坏现象和破坏机理不同;Na_2SO_4溶液的浓度对混凝土的抗盐冻性能没有明显影响。     

混凝土冻融性能试验研究

本文采用超声波这一无损测试技术,检测冻融过程中混凝土的超声波声速值,并以声速值构造混凝土损伤变量来反映混凝土细观结构损伤状况：将不同种类混凝土所对应的该损伤变量应用于已经建立的混凝土冻融耐久性计算模型中,结果证明理论计算值与试验测试值具有很好的一致性,表明如此构造的损伤变量可以准确反映混凝土的冻融耐久性劣化规律。     

干湿-冻融交替作用下混凝土受硫酸盐侵蚀研究

冻融循环、干湿循环及硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性能的重要因素。分别采用单一干湿循环、单一冻融循环、干湿-冻融交替循环3种方法,研究混凝土在水和不同浓度硫酸盐溶液(1%、5%、10%)中的耐久性能指标,包括质量损失率和相对动弹性模量。研究发现,干湿循环和冻融循环作用效应并非简单叠加,而是超叠加效应,两者相互促进,共同作用,干湿-冻融交替作用下混凝土劣化最快。硫酸盐浓度对混凝土耐久性能影响显著,硫酸盐浓度越大,干湿-冻融后混凝土相对动弹性模量越低,混凝土损伤越严重。     

冻融条件下混凝土劣化陡劣点的探讨

冻融作用导致的混凝土耐久性劣化,本质上是混凝土细观结构意义上的微裂纹及空隙等缺陷的萌生、扩展、连通所致.这与力学因素作用下混凝土的破坏过程类似.本文借用Saenz一维应力应变关系求得荷载作用下混凝土破坏特征点损伤.利用荷载作用下混凝土破坏特征点损伤与冻融作用下混凝土耐久劣化陡劣点损伤相等的原则确定了陡劣点损伤Dc.并将结果应用于分析冻融条件下混凝土损伤演变过程,结果证实了所求得的陡劣点损伤的合理性.陡劣点的确定有助于解决混凝土冻融损伤演化的规律,进而对混凝土材料进行性能设计与寿命评估具有重要的意义.     

超声法诊断混凝土损伤层厚度

安徽省建筑工程质量监督检测站吕列民等人根据多年来的工作实践，对混凝土损伤层厚度的检测方法进行了深入研究，提出了一种新的测试方法。采用平测法布置超声波测点，先测得无损区混凝土的声波速度，再利用损伤区不同测点的声时和相应的平面测距，通过公式转换求得混凝土损伤层的厚度。该方法与超声法测缺规程推荐的方法相比，计算简便、快捷，实用性好，测试精度高。     

超声波检测混凝土应力的试验分析

通过对测法记录了不同龄期不同应力状态下混凝土试块的声速值,分析了超声波波速随混凝土龄期的变化规律,并建立了超声波波速与应力之间的回归曲线,预测了超声波检测技术的发展趋势。     

混凝土随机冻融损伤三维预测模型

为了有效评估混凝土在冻融循环作用下的损伤,在混凝土损伤力学理论的基础上,结合实验测试建立混凝土冻融损伤预测模型,开展了引气混凝土在冻融作用后抗拉强度测试试验研究.针对混凝土的耐久性失效实质是一个内部损伤演变的逐步劣化过程,对混凝土试块进行网格离散,应用概率方法分析混凝土冻融随机损伤的累积发展过程,建立混凝土损伤演化的三...     

高延性混凝土冻融损伤的超声波研究

通过采用快速冻融法对高延性混凝土(HDC)试件进行了不同冻融循环次数下单轴受压试验,研究HDC的抗冻性能,测定不同冻融循环次数作用后HDC的表观特征以及质量变化.同时,采用超声波平测法对不同冻融循环次数HDC损伤层厚度进行测定,研究冻融循环对混凝土损伤层厚度的影响规律.研究结果表明:HDC在冻融循环作用下质量最大损失率仅为0.004％,HDC试件未出现明显剥落,表现出良好的抗冻性能.通过分析HDC损伤层厚度及损伤层平均抗压强度试验数据,对预测模型计算结果与试验结果进行比较,发现模型计算值与试验值基本一致.     

力学损伤对混凝土抗冻性的影响

为研究初始应力损伤对混凝土抗冻融性能的影响,通过实验室快速冻融试验,以相对动弹性模量和质量变化率作为评价指标,分别研究了C30基准混凝土和损伤度为0～0.1,0.1～0.2,02～0.3的应力损伤混凝土抗冻融性能.结果表明：与基准混凝土相比,应力损伤混凝土抗冻融性能劣化.当损伤度小于0.1时,初始应力损伤对混凝土抗冻融性能影响不明显,可忽略损伤对其影响;当损伤度超过0.1后,初始应力损伤对混凝土抗冻融性能影响显著.通过对混凝土冻融损伤演化过程的分析,建立了包含应力损伤和冻融损伤的混凝土力学损伤演化方程.     

冻融循环下海工预应力混凝土结构的耐久性

从冻融与氯盐侵蚀机理出发,分析了影响预应力混凝土结构耐久性的主要因素;通过试验,测定了不同冻融条件下的氯离子扩散深度.以预应力混凝土氯离子扩散模型为基础,综合考虑冻融损伤、氯离子扩散系数的时间依赖性等因素,建立冻融条件下预应力混凝土结构氯离子扩散模型,并采用Crank-Nicholson格式差分进行数值模拟,运用实测数据验证了模型的正确性.结果表明:冻融循环是引起混凝土破坏的动力;应力水平加速了混凝土的损伤与劣化过程;水化龄期的选取对提高氯盐侵蚀下的混凝土结构耐久性起着非常重要的作用.