西藏水工混凝土抗冻性能的研究

地外高寒地区的西藏，昼夜温差较大，水利水电工程中混凝土的冻融破坏非常严重。为研究解决这一工程问题，采用正交试验设计方法，就当地混凝土材料和引气剂设计了几种水利水电工程中常用的不同强度等级混凝土。通过快速冻融试验，测试了冻融对混凝土的抗压强度，抗折强度及动弹性模量的影响，并通过显微测孔分析了混凝土的微观结构。最后，就不同因素对混凝土强度和抗冻性能的影响进行了评价，并提出了几种抗冻混凝土的推荐配合比。     

纤维粉煤灰混凝土抗冻性能试验研究

针对高寒地区渠道衬砌混凝土冻融破坏问题,采用正交设计方法研究了不同强度等级纤维粉煤灰混凝土的抗冻性能.通过快速冻融试验,测试了冻融对纤维粉煤灰混凝土的抗压强度、动弹性模量和质量的影响.并就不同因素对混凝土抗冻性能的影响进行了分析和评价.最后,找出了冻融环境中满足混凝土强度和耐久性的最优配合比.     

粉煤灰混凝土的抗冻融耐久性

通过试验研究，探讨了强度等级，引气量，粉煤灰品质等因素对普通混凝土和粉煤灰混凝土抗冻融耐久性的影响，结果表明，混凝土的引气量和影响普通混凝土和粉煤灰混凝土抗冻性的决定因素，满足抗冻性要求的引气量取决于相应的混凝土强度等级。本文还推荐了抗冻混凝土最小引气量，最大水灰比的限制值，以及气泡间距指数这一参数值。     

钢纤维混凝土抗冻性能试验研究

为了研究钢纤维混凝土的抗冻性能,采用快冻法进行了0％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％五种不同钢纤维掺量的混凝土在水中和3.5％氯化钠溶液中冻融试验.通过分析冻融循环次数和钢纤维体积率对钢纤维混凝土冻融后质量损失、劈裂强度损失和相对动弹性模量变化的影响,分析了冻融环境下钢纤维对混凝土的增强机理.并且用压汞法和SEM从微观上研究了钢纤维混凝土的孔径分布特征,讨论了微观结构对其抗冻性能的影响.研究表明,在冻融循环作用下掺入适量的钢纤维能够减小混凝土内部的孔隙率、增加密实度,有效阻止混凝土内部微裂缝的产生与发展,提高混凝土的抗冻性能.钢纤维掺量对混凝土抗冻性影响显著,掺量为1.5％时,钢纤维对混凝土抗冻性能改善效果最好.     

抗冻混凝土外加剂选择试验

结合水工混凝土抗冻性要求较高的特点,我们对目前在水利水电工程中应用较多的几种外加剂进行了优选试验,找出了适宜水工抗冻混凝土施工用外加剂品种和掺量,对保证水工抗冻混凝土的施工质量具有一定的指导意义。     

钢纤维活性粉末混凝土抗冻性能试验研究

通过试验以钢纤维0%,0.5%,1%,2%,3%五种不同掺量掺入活性粉末混凝土中,研究了钢纤维对混凝土抗冻性能的影响规律,试验冻融循环次数和钢纤维体积率对钢纤维混凝土冻融后相对动弹性模量变化、质量损失和劈裂强度损失的影响,分析了冻融环境下钢纤维对混凝土的增强机理。结果表明,活性粉末混凝土在冻融循环作用下,掺入钢纤维可以改善活性粉末混凝土的抗冻性能。钢纤维以2%的掺量与粉煤灰、硅灰复合掺入混凝土中,可以配制高抗冻性能的活性粉末混凝土。     

多孔性混凝土砌块抗冻指标试验研究

多孔性混凝土砌块标准通常采用抗冻等级、质量损失率和强度损失率来表征材料的抗冻性能,显然超出了材料标准的范畴。通过蒸压加气混凝土砌块和陶粒泡沫混凝土砌块的毛细吸水试验,采用毛细吸水动力学分析了不同孔半径毛细孔吸水规律,得到了影响多孔性混凝土冻融破坏的毛细吸水系数。冻融试验结果表明,多孔性混凝土砌块第二阶段吸水对抗冻性能影响最大,冻融后的质量损失和强度损失与第二阶段毛细吸水系数成正比。提出了多孔性混凝土砌块的抗冻指标,该指标与毛细吸水系数成正比,与抗压强度的平方根成反比。根据我国现行标准对多孔性混凝土砌块抗冻要求和抗冻指标的对比分析,严寒地区的最低强度等级要求偏低,夏热冬冷地区和夏热冬暖地区的最低强度等级要求偏高,为我国应用标准修订提供了参考。     

广东地区抗冻混凝土应用浅析

对于混凝土的抗冻融循环能力，目前并没有标准的确定方法。（《混凝土工程与技术》文梓芸、钱春香、扬长辉主编，武汉理工大学出版社）各种测试方法标准通过对给定条件下冻融前后的动弹性模量、抗压、抗拉强度及质量的损失来估计冻融对混凝土的破坏作用，并作为抗冻混凝土配合比的选定依据。以上试验一般在混凝土达到28天龄期时开始漫长的冻融循环试验，整个配合比选定周期在半年左右，在此期间各种原材料质量波动不可避免，如果工程不大，试验周期有可能超过总工期。笔者在西北地区就曾有过类似经历。广东地区的工程鲜有抗冻要求，但广东气候潮湿，地下水活跃，抗冻混凝土经常处于临近饱和状态，其受冻后破坏趋势比其它地区要大的多。现以广东地区2005年初施工的某液化气储罐为例，通过加入适量引气剂在确保混凝土工作性能和强度要求的前提下改善混凝土内部孔结构，以净浆的Marsh时间及粘度表征混凝土工作性能，以28天龄期真空吸水率及抗压强度比推测混凝土内部孔结构，从而在30天左右的时间里推测混凝土抗冻性能。     

引气剂在抗冻融混凝土中的应用

分析了混凝土冻融破坏机理，就引气剂对混凝土抗冻性的影响作了论述，结合具体工程实例，详细介绍了引气剂在工程中的应用情况．指出使用引气剂可以改善混凝土和易性、减小泵送压力，提高混凝土的抗冻性。     

混凝土抗冻性评价方法研究

目前混凝土的抗冻性评价方法较单一，即通过对混凝土试件标准养护后进行快速冻融实验，因此难免就有些不妥之处，本文就混凝土的养护条件对混凝土进行分类实验，以得到混凝土在不同养护条件下的抗冻能力。     

湿筛混凝土冻融循环后性能的试验研究

对由水工三级配混凝土湿筛得到的湿筛混凝土,进行0、50、100、150、200、250次和300次快速冻融循环试验.测定不同冻融循环次数后的质量、超声波速度、相对动弹性模量、单轴抗拉强度,劈拉强度和单轴抗压强度及其变化特点.通过对试验结果的分析,建立了简单的数学公式,可为水工建筑物的设计、维修及其寿命预测等提供试验及理论依据.     

冻融循环后光圆钢筋与混凝土粘结性能退化机理研究

光圆钢筋与混凝土的粘结作用主要通过胶着力和界面摩擦粘结作用实现,冻融循环作用将削弱或破坏钢筋与混凝土之间的粘结性能。通过光圆钢筋与混凝土在遭受冻融循环作用后的粘结性能试验研究,分析光圆钢筋与混凝土粘结性能随着冻融循环作用次数增加的退化规律;基于静水压力理论和粘着摩擦理论,分析冻融循环对光圆钢筋与混凝土粘结性能破坏的作用机理。研究结果表明：钢筋混凝土在其受冻界面上产生的最大静水压力超过了钢筋与混凝土的正向胶结作用,致使冻融后钢筋与混凝土的粘结强度迅速下降。图10表2参9     

碳化与冻融交替作用下的混凝土抗压强度

通过室内单一碳化、单一冻融,以及碳化与冻融交替作用下的混凝土耐久性循环试验,对比分析了混凝土相对抗压强度、相对动弹性模量和碳化深度等指标的变化规律.结果表明:在碳化与冻融交替作用下,混凝土相对抗压强度要比单一冻融作用时大,但增加程度有限;混凝土相对动弹性模量要比单一冻融作用时小,碳化深度则比单一碳化作用时大.碳化与冻融交替作用下的混凝土抗冻耐久性较之单一冻融作用下有所下降,抗碳化能力较之单一碳化作用下有所减弱.最后建立了碳化与冻融交替作用下以碳化时间和冻融循环次数为变量的混凝土抗压强度拟合模型.     

冻融循环对混凝土力学性能的影响

采用快速冻融试验方法，对普通混凝土及3．5％NaCl溶液中浸泡后的混凝土试件分别进行0，25，50，75，100次冻融循环试验，并采用大型混凝土静、动三轴试验系统，检测了冻融循环对混凝土抗压强度、弹性模量及应力-应变关系的影响，建立了简明的数学表达式。利用电子显微镜观察混凝土承受不同冻融循环次数后的微观结构，发现冻融循环次数越大，水泥浆的裂缝越多：不同配比的混凝土受冻融循环的影响也不同，水灰比大的混凝土受冻融循环影响大于水灰比小的混凝土。     

高强混凝土抗冻性的研究

从宏观和微观两方面研究了Ｃ６０,Ｃ８０,Ｃ１００高强混凝土的抗冻性。宏观研究表明,Ｃ６０高强混凝土的抗冻性不能满足Ｆ３００的要求,而Ｃ６０引气高强混凝土的抗冻性能却很好,快冻可达Ｆ１２００以上。Ｃ８０,Ｃ１００高强混凝土具有非常高的抗冻性,快冻可达Ｆ１２００以上,但高强混凝土经过一定冻融循环后,抗折强度会出现明显的降低。微观研究表明,当高强混凝土的气泡平均半径小于０．０１ｃｍ左右时,混凝土将具有超抗冻的特性。Ｃ６０高强混凝土在冻融过程中微孔结构的破坏主要是毛细孔物破坏,而Ｃ８０,Ｃ１００高强混凝土在冻融过程中,可能是非常细的毛细孔和较大凝胶孔的破坏。     

冻融循环作用后变形钢筋与混凝土粘结性能退化研究

冻融循环作用后,混凝土内部发生损伤,混凝土的质量损失增加,超声波速、抗压强度和劈裂抗拉强度下降;而随着冻融循环作用次数的增加,钢筋与混凝土的粘结强度下降,钢筋自由端的峰值滑移量则增大;通过对3种直径螺纹钢筋与混凝土冻融后的粘结性能的试验研究得出:冻融循环作用后钢筋与混凝土粘结性能下降,特别是极限粘结强度随着冻融循环作用次数增加而下降,根本原因是由于冻融作用损伤混凝土造成混凝土的强度下降所致。     

冻融循环作用下混凝土受压本构特征研究

采用混凝土棱柱体试件,通过快速冻融试验方法,对经受冻融损伤的混凝土受压性能进行了试验研究,分析了冻融循环次数、混凝土等级、相对动弹性模量对混凝土受压性能的影响,通过碟簧耗能装置,得到了完整的应力-应变关系试验结果.将冻融次数和混凝土等级作为参数,回归试验结果,提出了冻融循环后受压性能的计算公式以及适用于立方体抗压强度为20～50 MPa的冻融循环作用下混凝土的应力-应变全曲线方程,并将曲线控制参数与相对动弹性模量和混凝土等级建立关系.结果表明:碟簧耗能装置起到了吸收机械能量的作用,是应力-应变关系试验成功的重要保证.随着冻融循环次数的增加,受压应力-应变曲线趋于扁平;受压峰值应力降低,受压峰值应变、受压极限应变增大,三者随冻融循环的变化关系均近似线性;随着混凝土等级的提高,冻融对于混凝土材料的影响下降.此外,结合所建立的破坏准则所得到的数值分析结果与试验曲线有较好的一致性.     

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...     

Modeling with ANN and effect of pumice aggregate and air entrainment on the freeze–thaw durabilities of HSC

The objective of this work is to calculate the compressive strength, ultrasound pulse velocity (UPV), relative dynamic modulus of elasticity (RDME) and porosity induced into concrete during freezing and thawing. Freeze–thaw durability of concrete is of great importance to hydraulic structures in cold areas. In this paper, freezing of pore solution in concrete exposed to a freeze–thaw cycle is studied by following the change of concrete some mechanical and physical properties with freezing temperatures. The effects of pumice aggregate (PA) ratios on the high strength concrete (HSC) properties were studied at 28 days. PA replacements of fine aggregate (0–2 mm) were used: 10%, 20%, and 30%. The properties examined included compressive strength, UPV and RDME properties of HSC. Results showed that compressive strength, UPV and RDME of samples were decreased with increase in PA ratios. Test results revealed that HSC was still durable after 100, 200 and 300 cycles of freezing and thawing in accordance with ASTM C666. After 300 cycles, HSC showed a reduction in compressive strength between 6% and 21%, and reduction in RDME up to 16%. For 300 cycles, the porosity was increased up to 12% for HSC with PA. In this paper, feed-forward artificial neural networks (ANNs) techniques are used to model the relative change in compressive strength and relative change in UPV in cyclic thermal loading. Then genetic algorithms are applied in order to determine optimum mix proportions subjected to 300 thermal cycling.     

钢渣微粉对混凝土路用性能的影响

研究了钢渣微粉对混凝土路用性能和抗冻融循环能力的影响.结果表明:掺钢渣微粉可使混凝土路用性能和抗冻性能大幅提高,当钢渣微粉掺量为10%(质量分数)时,其抗折强度比普通基准混凝土提高约30%,脆度系数降低30%,耐磨性能提高13%以上.