混凝土冻融损伤机理试验研究

文中列举了几种混凝土冻融循环损伤机理的经典理论假说,对混凝土试块开展冻融循环次数分别为25、50和75次的快速冻融循环试验,并且对每组冻融循环次数下的混凝土试块进行表面裂纹观察,分析推断混凝土试块冻融循环损伤机理.对冻融循环试验条件下的试块开展静力强度试验,对其破坏特征进行探讨研究.结果显示:混凝土试块快速冻融循环试验...     

冻融循环作用下新老混凝土粘结的劈拉性能试验研究

采用新老混凝土粘结而制作的立方体试件,通过快速冻融试验,研究了冻融循环作用对新老混凝土粘结性能的影响。试验包括对已有的混凝土经历冻融循环作用后再与新混凝土粘结和新老混凝土粘结后再经历冻融循环两种情况,探索了冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂类型等因素对粘结面劈拉强度的影响规律,分析了冻融循环作用对新老混凝土粘结面的损伤机理,并对遭受冻融破坏的混凝土结构粘结修补提出了建议。     

机制砂混凝土在冻融循环下的强度和耐久性研究

目前,对机制砂混凝土在恶劣环境下的强度和耐久性的研究较少.在对原材料性能测试和混凝土配合比试验的基础上,对C30机制砂混凝土开展了冻融循环试验研究.对比研究了冻融循环、冻融循环后酸腐蚀和冻融循环后碱腐蚀三种情况下机制砂混凝土的质量、强度和相对动弹模量的变化规律.试验结果表明机制砂混凝土在冻融循环后质量、抗压强度和相对动...     

冻融循环后再生粗骨料混凝土梁受弯性能试验研究

为了研究冻融循环对再生粗骨料混凝土梁受弯性能的影响,首先通过冻融循环试验研究不同冻融循环次数对再生粗骨料混凝土质量损失率、立方体抗压强度和相对动态弹性模量的影响;然后对经历不同冻融循环次数（0、25、50、75）的再生粗骨料混凝土梁进行受弯性能试验,研究了试件的破坏形态、开裂荷载和极限荷载、混凝土和钢筋应变、跨中挠度等。结果表明：冻融循环次数由0增加到25次时,再生混凝土的质量呈增加趋势,冻融循环超过25次后,再生混凝土的质量呈不断减小的趋势;抗压强度和相对动态弹性模量随着冻融循环次数的增加而减小;再生混凝土梁的开裂荷载和极限荷载随冻融循环次数的增加而减小;再生混凝土梁的极限挠度随冻融循环次数的增加呈现出不断减小的趋势。     

硫酸盐和冻融双重作用对混凝土力学性质的影响

进行了在硫酸盐侵蚀和冻融循环作用下的混凝土室内模拟试验,研究了硫酸盐侵蚀和冻融循环双重作用下混凝土的腐蚀特性。试验结果表明,随着时间的增长,冻融循环和硫酸盐侵蚀先后对混凝土的腐蚀起主导作用,双重腐蚀加速了混凝土力学性能的劣化。此外,对混凝土的腐蚀机理进行了分析。     

混凝土冻融循环的交流阻抗研究

研究了３种混凝土在冻融循环过程中交流阻抗谱的变化,据此以对混凝土在冻融循环过程中微结构的变化和混凝土经冻融循环而遭受破坏的机制有所了解,交流阻抗方法还可用于经少量冻融循环次数后对混凝土长期抗冻性能进行推测。     

冻融循环作用下衬砌混凝土碳化深度的计算

研究了冻融循环作用对混凝土碳化的影响,建立了考虑冻融循环作用的混凝土碳化深度计算公式,通过计算表明,表面铺设保温板后,衬砌混凝土受到的冻融循环减弱,混凝土碳化速度降低。     

单侧压对冻融混凝土劈拉损伤特性的影响

对冻融混凝土进行了不同单侧压下的劈拉试验,分析了冻融循环次数和单侧压对混凝土劈拉性能的影响,并结合声发射技术研究了混凝土在劈拉过程中的损伤发展,建立了混凝土损伤演化方程。结果表明：随着冻融循环次数的增加,混凝土冻融劣化程度加深,峰值应力明显降低;相同冻融循环次数下,单侧压越大,混凝土的峰值应力越大;经历冻融循环后的混凝土损伤发展速度加快,单侧压的存在对混凝土的损伤发展起到延阻作用;考虑冻融循环次数和单侧压作用的混凝土劈拉损伤演化曲线均可分为损伤初始发展阶段、损伤稳定发展阶段和损伤快速发展阶段。     

双轴拉压混凝土在冻融循环后的力学性能及破坏准则

北方寒冷地区的大多数混凝土结构物和水坝等处于复杂应力状态,冻融循环对混凝土的力学性能产生不利影响。利用大连理工大学海岸和近海工程国家重点试验室的大型混凝土静、动三轴试验系统,对经过0,25,50,75次冻融循环的混凝土,进行了0,-0.05,-0.15,-0.25共4种比例加载路径的双轴拉压试验,测得了混凝土的抗压强度和抗拉强度,及2个加载方向的应变,并根据试验结果,系统地探讨了冻融循环后,混凝土在不同拉压比下的双轴拉压强度和变形特性,发现随冻融循环次数的增加,混凝土的抗压强度、抗拉强度明显降低,拉压比对冻融循环后混凝土强度和变形性能有明显的影响。在主应力空间和八面体应力空间建立了同时考虑冻融循环次数和拉压比的冻融循环后混凝土双轴拉压的破坏准则,与试验值符合较好。经分析得出结论,实际工程中,处于双轴拉压应力状态的混凝土结构的抗冻融循环能力低于单轴应力状态的混凝土结构,因此,设计时要引起足够的重视。     

冻融循环作用后钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

为研究冻融循环作用后的钢筋混凝土梁受弯性能,对经历0、50、100、125次冻融循环的混凝土立方体试块进行抗压强度试验;设计并制作了48根钢筋混凝土梁试件,分别经历0、50、100、125次冻融循环后进行静力受弯性能试验;分析混凝土质量损失率、相对动弹性模量、相对抗压强度等参数与冻融循环次数的关系。研究冻融循环次数、混凝土强度等级对钢筋混凝土梁受弯性能的影响。结果表明：混凝土试块质量、相对动弹性模量和立方体抗压强度均随冻融循环次数的增加而下降,高强度等级混凝土可延缓冻融循环造成的破坏;部分设计适筋混凝土梁经历冻融循环作用后发生超筋破坏。推导了受弯梁经历冻融循环作用后发生超筋破坏的界限配筋率计算式,并通过试验验证了其正确性;冻融循环作用后钢筋混凝土梁的开裂弯矩、受弯承载力仍可采用现行混凝土结构设计规范相关理论计算。     

混凝土经历常温及-30～-120℃间冻融循环作用的受压变形性能试验研究北大核心

通过混凝土经历两种超低温冻融循环作用工况的试验,探究混凝土超低温冻融循环作用下的受压变形性能。结果表明,随冻融循环作用次数的增加,超低温冻融循环作用上限温度时,因冻融损伤的累积效应使混凝土的弹性模量和峰值应变分别呈下降和增大的变化趋势;而超低温冻融循环作用下限温度时,因混凝土孔隙水结冰作用明显、产生的影响对冲了冻融损伤的累积效应使混凝土的弹性模量保持不变或略有增长、峰值应变变小。超低温冻融循环作用导致的混凝土弹性模量损失与其降温引起的峰值应变增长量有良好的对应关系,而超低温冻融循环的上限温度是否回到常温对混凝土受压变形性能的影响则不大。这些可为可靠地设计LNG类储罐预应力混凝土结构提供依据。     

恶劣环境下机制砂混凝土的强度和耐久性能

在对原材料进行性能测试和混凝土配合比试验的基础上,对C30机制砂混凝土开展了高温和冻融循环试验.对比研究了冻融循环、冻融循环后酸侵蚀和碱侵蚀3种情况下机制砂混凝土强度、相对动弹模量的变化规律;对比研究了高温、高温后酸侵蚀和碱侵蚀3种情况下机制砂混凝土强度、相对动弹模量的变化规律.结果表明:在试验温度和冻融次数范围内,机制砂混凝土在高温和冻融循环后抗压强度、相对动弹模量显著降低,并随温度和冻融循环次数的增加其降低幅度有增大趋势;机制砂混凝土在高温和冻融循环后,耐酸、碱侵蚀性能明显降低,温度越高、经受的冻融循环次数越多,其耐酸、碱侵蚀能力越低,且以耐酸侵蚀能力为最低.     

在冻融作用下钢纤维混凝土的性能

通过冻融循环试验,研究了钢纤维体积率、冻融循环次数、混凝土强度等级对冻融循环作用下钢纤维混凝土动弹性模量的影响,分析了钢纤维混凝土剥落和损伤机理;测试了钢纤维混凝土冻融后抗压强度、劈拉强度和抗折强度,探讨了钢纤维对混凝土的增强机理。试验结果表明,混凝土强度等级较高时,钢纤维体积率对混凝土抗冻性能的影响比较显著,抑制了钢纤维混凝土的剥落,降低了钢纤维混凝土损伤速率。     

冻融循环后再生混凝土力学性能试验研究

为了研究再生混凝土冻融循环后的力学性能变化,通过改变冻融循环次数,对不同强度的再生混凝土和普通混凝土的抗冻性能进行试验研究,分析混凝土立方体抗压强度、质量、动弹性模量及超声波损失率的变化规律,并针对内蒙古地区,对不同强度的再生混凝土进行了抗冻耐久性寿命预测,同时对达到寿命服役期的最大抗压强度损失率给出了建议。研究结果表明：冻融循环50次前,再生混凝土与相同强度等级的普通混凝土的抗冻性能相差不大,冻融循环50次后,再生混凝土的抗冻性能略低于普通混凝土的,且随着冻融循环次数的增加,再生混凝土抗冻性能的劣势越来越显著;强度等级对再生混凝土试件的抗冻性能影响较大,强度等级越低,再生混凝土的冻融损伤越严重;超声波对冻融循环作用下再生混凝土的损伤较动弹性模量法更为敏感,建立的冻融损伤模型能够较好地反映再生混凝土冻融循环后的力学性能变化规律。     

冻融循环后混凝土的静动力特性试验研究

针对冻融循环后混凝土的静态力学特性已进行了广泛研究,然而其动态力学性能研究尚未见报道。首先采用快速冻融方法,对1组混凝土试件分别进行了0、40、80、120、150、180、210、240、270、300次冻融循环试验,然后利用电子万能试验机和SHPB试验装置,进行了受冻融循环作用试件的抗压性能和动态冲击性能试验,得到了混凝土抗压强度随冻融循环次数和应变率的变化规律。试验表明,冻融循环对混凝土的静态抗压强度具有显著影响,但对试验中混凝土的动态抗压强度未见明显影响。     

混凝土冻融循环后的力学性能研究

对混凝土试块进行25、50、75次快速冻融循环试验。研究混凝土试块在冻融循环作用下的表面情况,还有其质量、抗压强度和弹性模量的变化规律,并分别建立混凝土试块的质量、抗压强度和弹性模量与冻融循环次数的关系式。研究结果表明,冻融循环对混凝土的弹性模量损伤最大,其次是混凝土的强度,最后是混凝土的质量损失。而且,在混凝土冻融循环过程中,混凝土冻融损伤的过程就是混凝土内部冻胀微裂纹由内部逐渐发展到混凝土表面的过程。     

冻融循环作用对混凝土路面使用寿命的影响

在研究了冻融循环作用下混凝土强度衰减规律的基础上,分析了冻融循环作用对混凝土路面使用寿命的影响及其影响机理,得出了冻融循环作用对混凝土路面使用寿命影响明显的结论,从而为完善我国寒冷地区水泥混凝土路面结构设计奠定基础。     

基于超声波测试的冻融循环作用下混凝土强度损伤演变研究

针对高寒地区混凝土抗冻耐久性问题,在混凝土中加入不同掺量的粉煤灰研究其抗冻性能,通过非金属声波检测仪进行冻融循环过程中混凝土强度无损测试,研究了冻融循环作用下混凝土强度损伤和动弹性力学参数的演化特征,分析了冻融循环过程中混凝土声波波速与力学性能变化规律。研究结果表明:掺入引气剂能够提高混凝土的抗冻性,相同引气剂掺量下,粉煤灰掺量为10%的混凝土抗冻性较好;冻融循环过程中,超声波纵波波速、横波波速与动弹性模量、动剪切模量均随着冻融循环次数的增加呈相似性衰减,且存在较高相关性。     

混凝土超低温冻融循环损伤演化规律和机理

针对全混凝土液化天然气储罐面临的超低温冻融循环问题,自主设计了一种高强耐低温混凝土（LHC）;对不同超低温冻融循环次数下LHC和C60混凝土进行了单轴和三轴压缩试验.结果表明：LHC和C60混凝土强度均随循环次数增加而降低,且相同超低温冻融循环次数下,LHC的强度均高于C60混凝土;利用Weibull分布,以弹性模量作为损伤变量,得出了单轴和三轴应力状态下损伤演化速度和最终损伤度随超低温冻融循环次数的变化规律;通过压汞（MIP）和核磁共振（NMR）试验,分析了不同状态下LHC和C60混凝土孔隙特性的变化规律,证明了孔隙水是影响混凝土抗超低温冻融循环能力的重要因素,并从微观上解释了LHC具有更好抗超低温冻融循环能力的机理.     

冻融循环对混凝土力学性能的影响

本文验测了冻融循环对混凝土力学性能(抗压、抗拉及抗剪强度、弹性模量、泊松系数和剪切模量)的影响,并用显微镜检验了混凝土承受不同冻融循环后的微观结构,研究了高强混凝土和普通混凝土力学性能的损伤和微观性能之间的关系.试件经受了幅度为 10℃至-30℃( 50°F至-22°F)的温度变化冻融循环0、30、60及90次.冻融循环损伤了混凝土的力学性能,冻融循环愈多,则水泥浆的裂缝愈多,沿骨料和水泥浆接触面的裂缝亦愈多,导致混凝土较大损坏.普通混凝土的水泥浆裂缝以及骨料和水泥浆接触面的裂缝均较高强混凝土的多而宽,因此普通混凝土力学性能的损伤较高强混凝土为严重.