混凝土冻融破坏的分析与应用改善

混凝土的冻融循环是混凝土构件表面和内部因温度变化而导致水分冻结和融化循环出现的现象。总结了混凝土冻融循环的破坏机理,分析了冻融循环作用对混凝土性能的不利影响,列举了常见的改善混凝土抗冻性的方法。     

冻融环境下CFRP-粘土砖抗剪性能试验研究

为研究冻融循环对CFRP与烧结粘土砖界面的影响,通过一种简单易行的单面剪切试验方法测定了冻融作用下粘贴了碳纤维布的粘土砖试件的应变值,得到荷载-滑移曲线,分析了冻融循环作用下CFRP与烧结粘土砖粘结性能的变化规律,建立了冻融循环作用下CFRP-粘土砖界面荷载滑移退化模型.通过对比分析,模型预测值与试验值吻合较好.     

海工磨细矿渣混凝土的冻渗性与孔结构研究

在天然海水侵蚀和冻融循环作用下,与普通混凝土对比,对掺加磨细矿渣(GGBS)海工混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性的耦合性能(简称冻渗性)以及孔结构的细观性能进行了研究.用R值代表混凝土冻渗性指标进行分析讨论,结果表明:掺加磨细矿渣的混凝土,无论掺加引气剂与否,水胶比增大,R值逐渐减小;不掺引气剂,矿粉掺量增大,R值减小;掺加引气剂,矿粉掺量增大,R值增大;引气剂掺量增大,R值增大,但引气剂掺量超过一定极限,R值增长不明显;抗压强度等级在40～60 MPa范围内,其强度值与R值没有明显的规律性.MIP结果表明:掺加矿粉和引气剂的海工混凝土经过冻渗后,无害孔和少害孔的数量较多;R值与最可几孔径大小有明显的反比关系.     

海水冻融后轻骨料混凝土的双轴压压强度和变形性能

针对我国渤海湾北部海域轻骨料混凝土结构的工作环境和受力状态，进行了海水中不同冻融循环次数后轻骨料混凝土的双轴压压强度试验，考察了试件的破坏形态和表面裂缝的走向特征。根据试验结果，分析了极限抗压强度随冻融循环次数和应力比的变化规律，并在此基础上建立了考虑海水冻融影响的双轴压压强度准则。探讨了冻融循环作用后轻骨料混凝土的双轴压压变形性能，包括峰值应变、应力-应变关系随冻融循环次数和应力比的变化规律。研究结果说明，随冻融循环次数的增加各种应力比下的应力-应变关系曲线均逐渐扁平，峰值应力点明显下降并右移，说明混凝土的极限抗压强度逐渐降低。     

冻融循环下云母石英片岩三轴力学特性与强度预测模型

为探究云母石英片岩物理力学特性受冻融循环作用的影响,对饱水云母石英片岩开展了0、25、50、75、100次冻融循环试验,并对试样分别进行了4级围压下的常规三轴压缩试验,研究了其动弹性参数、三轴压缩破坏形式及三轴抗压强度的变化规律,取得如下成果:①随着冻融循环次数的增加,三轴抗压强度、动弹性模量、动剪切模量及动体积模量呈指数衰减,黏聚力及内摩擦角则呈线性衰减趋势;②随着冻融循环的进行,围压对试样强度的增大作用逐渐削弱,冻融循环对试样强度的劣化作用逐渐凸显;③冻融作用使云母石英片岩三轴压缩破坏形态由张拉破坏逐步演化为顺片理剪切破坏;④基于Jaeger破坏准则建立了一种以冻融循环次数、片理面倾角及围压为控制参数的斜交片理云母石英片岩三轴抗压强度预测模型,预测结果与实测数据具有较好的一致性。研究成果可为研究云母石英片岩冻融损伤劣化规律提供参考。     

荷载-冻融耦合作用下充填层自密实混凝土的耐久性及损伤模型

为掌握处于冻融服役环境条件下充填层自密实混凝土(SCC)的耐久性,设计了轴压荷载-冻融耦合作用模拟试验,对比研究了SCC在冻融循环作用、荷载-冻融循环耦合作用下的质量、峰值应力、峰值应变等参数随冻融循环次数的变化规律;结合统计损伤理论,建立了相应的损伤本构模型,讨论了损伤变量与冻融循环作用次数的变化关系。结果表明:相较于单一冻融作用,1/3应力水平的轴压荷载与冻融循环耦合作用下的充填层自密实混凝土劣化速率更大,此时难以抵抗300次冻融循环作用,掺适量聚丙烯纤维或橡胶粉可较好改善其在荷载-冻融循环耦合作用下的耐久性。所建立的损伤本构模型可较好地描述荷载-冻融耦合作用后混凝土应力-应变关系,其损伤变量与冻融次数具有良好相关性。     

混凝土受硫酸盐侵蚀的环境因素研究现状

硫酸盐侵蚀是水泥混凝土结构病害劣化的主要原因之一.海水、盐湖、地下水等环境中大多含有硫酸盐,混凝土组分本身也有可能带有硫酸盐,而它们在各种条件下对混凝土产生腐蚀作用,使其发生破坏.文章分析了阳离子、阴离子、硫酸盐浓度、温度、PH值、干湿循环及冻融循环、荷载作用等因素对混凝土受硫酸盐侵蚀的影响,综述了目前的研究现状,指出了当前研究成果中的成就与不足.     

水泥基材料超低温冻融循环试验研究

利用液氮作为环境介质进行超低温冻融循环试验,研究了超低温对水泥基材料抗冻性能的影响。观测冻融循环前后试件外观、质量和强度等宏观性能变化,采用扫描电子显微镜（SEM）分析水泥基材料冻融循环前后微观结构变化。试验结果表明：在超低温条件下,混凝土的抗冻性能明显强于砂浆,且随混凝土强度提高其抗冻性能呈增长趋势;SEM分析结果表明超低温冻融循环后泡水融化试件结构内存在明显缺陷;超低温冻融循环试验可以加速水泥基材料破坏进程,明显减少试验周期,能相对较快的评价出水泥基材料的抗冻性能。     

普通混凝土抗冻耐久性研究

以水灰比为0.60,0.55,0.50,0.45和0.40的普通混凝土抗冻耐久性为研究内容,用混凝土相对动弹性模量和质量损失率来表征冻融过程中性能劣化状况.通过试验得出：随着冻融循环次数的增加,相对动弹性模量基本上呈直线变化,而质量损失率在循环初期,随水灰比不同,呈不同变化趋势,后期质量都减小.     

考虑冻融损伤的钢筋混凝土桥梁氯离子侵蚀寿命预测研究

松花江公路大桥位于东北严寒地区,冬季时,为保障桥梁运行畅通,将在桥面上撒化冰盐以清除积雪,防止结冰,避免大桥混凝土结构遭受氯离子侵蚀和冻融循环的作用.冻融循环作用不仅会造成混凝土构件表面剥落,内部劣化,同时还加速了氯离子的侵入,从而导致混凝土中的钢筋过早脱钝、锈蚀,进而导致构件承载能力下降,结构安全性能降低.对松花江大桥进行了不同冻融损伤下的氯离子侵蚀规律试验研究,在此基础上,对大桥进行了不同冻融损伤下的氯离子侵蚀寿命预测,为大桥的后期使用和维护提供了科学依据.