防护涂层对东北沿海地区混凝土结构抗冻性能的影响

选用聚脲、聚氨酯、环氧砂浆3种防护涂层对东北沿海区域混凝土做表面处理后进行快速冻融试验,结果表明与未涂覆防护涂层的混凝土相比,涂覆防护涂层的混凝土质量损失率降低,相对动弹性模量提高,防护涂层的抗冻性能由强到弱的顺序为:环氧砂浆涂层聚氨酯涂层聚脲涂层;防护涂层可隔离腐蚀环境与混凝土接触,延缓腐蚀性物质进入,减缓混凝土内部的无害孔向多害孔与有害孔转变的趋势,改善混凝土的抗冻性能,延长混凝土结构的使用寿命。     

高铁路基边坡稳定性影响因素分析

为了研究冻融过程及各个因素对季节冻土区高铁路基边坡稳定性的影响,本文选取哈大高铁路基边坡(K691+300～K691+800)为研究对象,通过建立模型,计算了冻、融两过程对边坡稳定性的影响并确定了不同状态下边坡安全系数。分析得到:季节冻土区边坡经历一次冻、融过程后安全系数减小0.13;同时,分析了含水率、坡度、冻融循环次数及融化深度对边坡稳定性的影响,计算表明:含水率的变化对季节性冻土区边坡的稳定性影响较大,融化深度及冻融循环次数次之。由计算得到拟合公式,可为工程稳定性预估提供参考。     

冻融循环侵蚀作用下高延性混凝土力学性能试验研究

高延性混凝土(HDC)具有良好的拉伸应变-硬化特性和裂缝控制能力,受拉状态下产生多条细密裂纹,这使得HDC极有可能具有良好的抗冻性能。基于此,通过采用快速冻融方法对21个HDC试件进行了冻融循环试验来研究HDC的抗冻性能,其中,3个HDC棱柱体试件进行冻融循环试验,18个HDC立方体试件进行不同冻融循环次数下单轴受压试验,测定不同冻融循环次数作用后HDC的表观特征以及各项基本力学性能,包括极限承载力、动弹性模量、峰值应变和裂缝状态。试验结果表明,经过300次冻融循环后HDC具有良好的裂缝控制能力,试件出现较少的细密裂纹,表现出良好的抗冻性能。通过分析HDC冻融试验应力-应变曲线,得到HDC冻融本构关系曲线,且与试验曲线对比,发现本构模型曲线与试验曲线较为吻合。     

冻融循环对ECC-RC复合梁受弯性能影响

对ECC-RC复合梁和RC梁分别经历0、50、100、150次冻融循环后进行静力受弯性能试验;分析了冻融循环次数对构件的承载能力、破坏形态、裂缝及挠度的影响。研究表明:随着冻融循环次数的增加,梁的屈服荷载和极限荷载均有一定程度的降低,且降低的幅度随冻融循环次数的增加而逐渐增大;随着冻融循环次数的增加,在相同荷载作用下,ECC-RC复合梁的挠度比RC梁的挠度减小约20%;在相同冻融循环次数下,ECC-RC复合梁的极限承载力平均比RC梁要高18%左右。冻融循环作用后,受拉区ECC材料相对于混凝土具有较好的控制裂缝开展、抵抗构件变形的能力,实现了RC梁单一裂纹宏观开裂发展模式向ECC-RC复合梁多重微细裂纹稳态开裂模式的转变。     

冻融循环作用下尾矿坝的力学响应特征

寒区冻融环境条件下,尾矿砂的冻融、缩胀、损伤破坏给寒区尾矿坝工程造成极大的危害。为探究冻融循环作用下尾矿坝变形规律,揭示其变形机制。采用自主设计的尾矿坝相似模型试验装置,开展不同冻结温度(-5、-25、-45℃)条件下,尾矿坝的变形规律模型试验。借助土压力、激光位移、孔隙水压力传感器,采用动态数据采集仪采集相关数据,分析冻融循环过程中尾矿坝各关键位置应力、变形、孔隙水压力的动态变化规律。试验结果表明:坝体内应力随冻结温度的降低而增大,在冻融循环前期,尾矿坝各关键位置应力增长速度明显高于冻融循环其他阶段。坝体内孔隙水压力随冻结温度的降低而减小,坝体越深,孔隙水压力的变化幅度越大,周期性更强,也更具有规律性。冻结温度具有明显的位置效应,越靠近尾矿坝边缘,坝体变形量越大,变形速度越快。     

胶凝材料对地质聚合物混凝土的 抗冻融循环性能的影响

地质聚合物混凝土（GPC）能最大限度地减少自然资源的消耗。粉煤灰和矿粉的配合比对于GPC的性能具有较大影响。本研究制备了普通硅酸盐混凝土（OPC）、全粉煤灰配方及部分矿粉代替FA制备的地质聚合物混凝土GPC-0、GPC-10、GPC-20、GPC-30（矿粉：0、10%、20%和30%）,对比不同GPC的冻融后的性能,即重量变化,抗压强度损失,相对动态弹性模量损失。结果表明：矿粉含量最高的GPC-30的质量损失率小和抗压强度高,远优于其他地质聚合物混凝土。利用共振频率测试（RFT）的无损检测方法测定动态弹性模量,表明矿粉基比全粉煤灰CPC具有更好的抗冻融性。粉煤灰的含量越高,矿粉的含量越低,养护制备出的混凝土的力学性能退化就越大,并得出GPC的实用性能以及不同比例配方,这为今后的试验和工程应用提供数据和理论支持。     

冻融黏土动态回弹模量演变规律及预估模型

为研究冻融循环影响下路基黏土动态回弹模量的变化规律,开展了不同初始含水率、压实度、冻融循环次数、偏应力及围压条件下的动三轴试验。结果表明：路基黏土的动态回弹模量随初始含水率和偏应力的增加而减小,而与压实度及围压均呈正相关关系;冻融作用导致动态回弹模量发生衰减,而经历5次冻融循环后其值基本稳定。基于此,建立了全面考虑冻融循环影响、物理状态及应力条件的路基黏土动态回弹模量回归模型,预测效果较好。     

盐冻环境下塔里木灌区水工玄武岩纤维混凝土抗腐蚀性能试验研究

为探究塔里木灌区盐渍土环境下水工玄武岩纤维混凝土的抗冻性能,开展了不同体积掺量(0、0.1%、0.2%、0.3%)的玄武岩纤维混凝土试件,在不同浓度复合盐溶液(NaCl+MgSO₄+Na₂SO₄)侵蚀与冻融循环共同作用下的腐蚀劣化试验。结果表明：(1)玄武岩纤维的掺入提高了水工混凝土抵抗盐冻破坏的能力,随着复合盐溶液浓度的增大及冻融循环次数的增加,试件发生由表及里的损伤破坏,纤维掺量为0.3%试件的质量损失率最小,相对动弹性模量波动幅度最小,抗盐冻性能最好。(2)玄武岩纤维的掺入减缓了混凝土内部Ca(OH)₂的消耗速率,腐蚀产物的含量也相应减少,混凝土抵抗盐冻破坏的能力随之增强。(3)复合盐侵蚀与冻融循环作用下,试件的腐蚀产物主要为钙矾石(AFt)和石膏,冻胀与腐蚀产物对毛细孔隙和微裂缝的破坏是混凝土微观结构损伤的主要原因。研究成果可为玄武岩纤维混凝土在塔里木灌区的实际工程应用提供科学依据。     

基于冻融循环和疲劳荷载共同作用下泡沫混凝土的微观力学性能研究

泡沫混凝土在循环荷载和冻融循环耦合作用下,易产生微裂缝,致使泡沫混凝土在承受时,易发生微裂缝的扩展破坏,进而降低材料的强度、刚度等力学特性,影响其在工程上的应用。故此,分析研究泡沫混凝土在循环荷载-冻融循环条件下的微裂缝发展规律,揭示循环荷载与冻融循环交互作用下轻质混凝土力学性能的演变规律,通过三维数值模型得到泡沫混凝土的微观结构和在冻融以及荷载作用下的力学机理。结果表明：随着荷载循环次数的增加,微裂缝数量增加速度逐渐加快,大致呈指数增长;耦合作用下残余强度呈现先增后减的趋势,在冻融循环50次、加荷载循环30次时,残余强度达到最大值,与冻融循环单独作用下相比偏小;伴随泡沫混凝土服役年限的增加,其内部损伤逐步积累,可致使结构提前发生破坏。     

钢管混凝土短柱冻融循环作用后轴压性能试验研究

为研究冻融循环作用后钢管混凝土柱的力学性能,根据冻融循环次数、混凝土强度等级以及加载方式的不同等参数变化,进行了4组共20个钢管混凝土短柱的轴压试验。结果表明,冻融循环次数对短柱的主要破坏模式没有影响,不同加载方式和套箍系数对短柱的破坏模式影响较大,其中套箍系数是影响短柱极限承载力的主因。当核心混凝土强度较低时,随着冻融循环次数的增加,延性系数降低;而冻融循环次数对高强度核心混凝土构件的延性系数无明显影响。上述研究成果可为寒冷地区遭受冻融劣化的钢管混凝土短柱的极限承载力设计以及加固维护提供试验数据支持。