冻融环境下混凝土耐久性试验及寿命预测

为研究经历冻融作用后混凝土的耐久性,选取混凝土的相对动弹性模量和抗压强度作为衡量指标,依据混凝土快速冻融循环试验方法,对5组混凝土试件展开冻融试验,并利用SPSS软件进行了相应预测。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土的相对动弹性模量损失率及抗压强度损失率上升;冻融循环次数与相对动弹性模量损失率之间具有良好的幂函数关系,与抗压强度损失率之间具有良好的二次函数关系;水灰比越大、混凝土随冻融循环次数增加的损伤程度越大。     

冻融循环作用下饱水青砖力学性能劣化规律研究

青砖砌体作为古建筑墙体的主要材料,其结构疏松多孔,容易吸收环境中的水分达到饱水条件,消融的雪水加上长久的正负温循环作用使其结构极易产生冻融损伤。本文对饱水青砖进行不同次数的冻融循环试验,将冻融后的试件进行单轴压缩以及扫描电镜试验,从宏观和微观两个角度探究冻融循环作用对饱水青砖砌体力学性能和损伤劣化的影响规律。结果表明:饱水青砖材料在冻融过程中出现冻裂、缺棱掉角、片状剥落等损伤破坏模式,内部结构由密实连结状态逐步转为疏松颗粒分布状态。砖材的损伤值、质量损失率和强度损失率均随着冻融循环次数的增加呈非线性上升趋势,其动弹性模量、相对动弹性模量和峰值强度均随着冻融循环次数的增加而减小,根据试验数据可以构建出冻融作用下青砖的损伤演化方程,为古城墙砖材料在饱水状态下的力学性能研究提供理论参考。     

硫酸盐侵蚀与冻融循环耦合作用对水工混凝土耐久性的影响研究

文章运用试验的方法,从质量损失率、质量衰减规律、弹性模量损失和抗压强度损失的角度研究了硫酸盐侵蚀与冻融循环耦合作用下的水工混凝土耐久性.结果表明:试验初期硫酸盐侵蚀能够在一定程度上抑制水工混凝土冻融损伤,有利于提升其各项耐久性指标;而试验后期,硫酸盐与冻融循环耦合作用明显增大了各项耐久性指标的下降速度.水工混凝土表面摩...     

盐冻作用下掺粉煤灰水工混凝土性能演化试验研究

开展盐冻(5%Na2SO4)作用下湿筛混凝土的试验,定量分析了试块的质量损失、相对动弹性模量、抗压强度随冻融循环次数的变化。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,盐冻作用下湿筛混凝土试件的质量损失、相对动弹性模量、抗压强度明显高于水冻作用下,且冻融后期呈指数式迅速下降,相对动弹性模量和抗压强度大致呈线性关系,并依据试验数据建立了二者的函数关系式。依据抗压强度损失率≥50%,推导出掺粉煤灰混凝土新的冻融评价标准:相对动弹性模量≤72%,为运用相对动弹性模量指标来精确评价盐冻作用下掺粉煤灰湿筛混凝土的损伤性能提供了理论依据。     

冻融作用下粉煤灰引气混凝土动弹性模量的衰减规律研究

针对我国西北寒旱区水工混凝土结构长期遭受冻融循环作用导致耐久性能衰减的问题,以研究冻融作用下混凝土力学性能变化规律为目标,依据实际工程,采用室内加速试验与理论分析方法,以试块相对动弹性模量为评价指标,研究了混凝土水胶比、粉煤灰掺量、引气剂掺量及冻融循环次数对混凝土耐久性衰减的影响规律,采用回归分析法建立了混凝土动弹性模量损失的衰减模型,并基于该模型构建冻融循环作用下混凝土的寿命预测模型。结果表明:以初始动弹性模量的60%(2.424×10~4MPa)为破坏条件,甘肃省景泰川提灌工程二期总干渠5#渡槽的混凝土能经历1 502次快速冻融循环,渡槽材料耐久性安全运行年限为153年。研究成果为冻融环境下混凝土结构的寿命预测提供了参考和依据。     

不同冻融循环次数混凝土单轴压缩试验

为研究冻融循环作用对混凝土力学性能的不利影响,分别对混凝土进行0,10,25,35和50次快速冻融循环,并利用10 MN大型多功能动静力三轴仪对混凝土历经40%f_c的荷载历史作用后(f_c=40 MPa为普通混凝土单轴抗压强度),以10-4/s的应变速率进行单轴压缩试验,得到冻融循环后混凝土的单轴抗压强度,并分析其损伤演化规律与破坏机理。结果表明:随着冻融循环次数的增加,历经相同加载历史作用后的混凝土的单轴抗压强度逐渐降低,且峰值应力随冻融循环次数的变化呈二次曲线关系;选用修正后的Weibull-Lognormal分段式损伤本构模型,经验证能够较好拟合冻融劣化混凝土历经荷载历史作用后单轴应力应变曲线;此外,冻融循环次数越多,对混凝土造成的损伤程度越大,在损伤发展的后期阶段,冻融程度较大的混凝土损伤路径大幅度延长且趋于扁平化,直至进入破坏阶段。     

硫酸盐侵蚀与冻融循环条件下水工混凝土耐久性分析

文章采用快速冻融循环试验，探讨了硫酸盐与冻融循环条件下混凝土的质量损失率、质量衰减规律、弹性模量损失、抗压强度损失等变化特点。试验表明：初期硫酸盐侵蚀可在一定程度上改善水工混凝土耐久性能，有利于抑制冻融损伤破坏；后期冻融循环会加速硫酸盐侵蚀破坏，大大降低混凝土表面黏聚力和各项耐久性指标值；多因素不利条件下，水胶比为0.35时耐久性能最优。     

冻融循环作用下纳米掺合料对大坝混凝土性能影响试验研究

为改善高寒地区大坝混凝土长期遭受冻融循环作用导致的性能衰减问题,基于对抗冻机理的认知进行混凝土配合比定量设计,在低热水泥、粉煤灰胶凝材料体系中掺加了高活性纳米掺合料对混凝土微结构进行协调优化,配制了高抗冻混凝土.研究了冻融循环作用下纳米掺合料混凝土的抗压强度、劈拉强度、氯离子扩散系数、相对动弹性模量和质量损失率,分析了...     

冻融循环过程中混凝土性能的劣化研究

研究了冻融循环过程混凝土性能的劣化特征,探讨了不同测试手段对不同老化特性的敏感性。研究结果表明：混凝土经受冻融循环过程中,混凝土抗折强度、劈拉强度的劣化速度较抗压强度更快;混凝土抗压强度的降低率与质量损失率、相对动弹模之间呈正线性关系;相对动弹模降低到 60% 时,混凝土抗压强度下降到冻融前的19.3%;质量损失达到5%时,混凝土抗压强度下降到冻融前的25.5% ;机械波波速对混凝土冻融破坏的敏感程度界于混凝土强度和超声波波速之间。冻融破坏使水泥水化产物的结构从堆积状密实体逐步变成疏松状态,气泡壁逐步出现了开裂。从孔径分布情况来看,孔径 25~75 nm 之间的孔隙所占的比例呈增大趋势。     

冻融循环与疲劳荷载作用下混凝土损伤研究

为研究冻融循环与轴向疲劳荷载作用下混凝土力学性能损伤演化规律,对混凝土试件分别进行冻融循环、疲劳加载、先冻融循环后疲劳加载和先疲劳加载后冻融循环4种损伤试验,以试件经历损伤后的抗压强度劣化作为损伤评价指标研究混凝土的损伤特性和机理,同时研究相对动弹性模量和质量的劣化规律。研究结果表明:不同联合作用下,混凝土的相对动弹性模量均呈现降低趋势。冻融循环单一因素作用下,混凝土强度随冻融次数的增加逐渐降低;疲劳荷载单一因素作用下,混凝土强度随疲劳次数增加呈先升后降的趋势,疲劳4万次时,混凝土的损伤度为1.8%;先冻融循环后疲劳加载作用下,即混凝土先受冻融循环作用,再受1万次应力水平(0.1 f_c~0.5 f_c)的疲劳荷载作用时,随疲劳次数的增加,试件的强度均呈现升高趋势;先疲劳加载后冻融循环作用下,随冻融次数的增加,混凝土的力学性能损伤显著,历史疲劳次数为0.5万次和1万次,再经历75次冻融循环作用时,其损伤度分别为19%和24.2%。研究成果可为建立符合实际工程的混凝土结构耐久性设计理论提供较可靠的基础依据。     

全级配混凝土冻融循环后单轴动态抗压性能试验研究

为研究冻融及动力作用对全级配混凝土单轴抗压性能的影响,对全级配混凝土进行不同冻融循环次数(0、25、50、75、100次)的冻融循环试验及不同应变速率(10-5/s、10-4/s、10-3/s、10-2/s)的单轴动态抗压试验。实测了全级配混凝土经历不同冻融循环次数后的质量损失、损伤形态,以及不同应变速率下全级配混凝土的单轴动态极限抗压强度、应力-应变关系曲线。研究结果表明:全级配混凝土质量损失率与冻融循环次数呈二次曲线关系;在相同应变速率下,全级配混凝土单轴动态极限抗压强度随冻融循环次数的增加而降低;在相同冻融循环次数下,全级配混凝土单轴动态极限抗压强度随应变速率的增大而提高。对试验结果分析的基础上,建立了综合考虑冻融循环次数与应变速率影响的全级配混凝土的统一破坏准则,可为水工建筑物的设计、维修等提供试验及理论依据。     

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。     

水泥砂浆受硫酸钠侵蚀时力学特性的尺寸效应研究

为了解水泥砂浆试件经海水侵蚀时的尺寸效应,分别采用3种尺寸的正方体试件放在硫酸钠溶液中侵蚀,后每隔一定时间取出部分试件进行单轴压缩试验,分析不同尺寸试件的单轴抗压强度、峰值应变和弹性模量的差异。研究结果表明试件经硫酸钠侵蚀时强度的尺寸效应存在一个临界值,随着试件尺寸的增加,侵蚀对强度的影响效应会呈现增加后减小的规律;不同尺寸的试件经硫酸钠侵蚀时,其峰值应变和弹性模量的差异没有强度的差异明显。     

水泥细度对水泥砂浆抗冻性能的影响研究

为研究水泥细度对水泥砂浆抗冻性能的影响,对3种不同水泥细度的水泥砂浆试件进行了抗冻性试验,对比分析水泥细度对水泥砂浆抗压强度、电阻率演化特性的影响规律,建立了相应的冻融损伤模型。结果表明:适当增加水泥细度可以提高砂浆的抗冻耐久性,过度提高水泥细度对抗冻性的提高没有帮助,不同水泥细度的砂浆抗压强度大致呈指数衰减。砂浆的冻融破坏是由表及里逐渐加大的一个过程,不同深度的电阻率与冻融次数间的也是呈指数衰减。     

干湿循环作用下石膏岩劣化效应的试验研究

选取巴东十字垭隧道的石膏岩为研究对象,室内完成了0,1,3,6,12次干湿循环试验,测得了循环过程中吸水率、孔隙度和单轴压缩的试验数据。试验表明:石膏岩的吸水率和孔隙度与干湿循环次数呈对数函数形式,并随着干湿循环次数的增多而不断增大,但吸水率、孔隙度的增加量却逐渐减少;同样,石膏岩的单轴抗压强度和弹性模量随着干湿循环次数的增多而减小,并随着循环次数的增多,单轴抗压强度和弹性模量的减少量逐渐减少。通过分析对比石膏岩劣化参数变化率,得到干湿循环作用对石膏岩各个参数的劣化效果是不同的,其排序为:吸水率＞弹性模量＞单轴抗压强度＞孔隙度。     

冲击弹性波法测试胶凝砂砾石性能的试验研究

本文简要介绍了冲击弹性波法的理论和特点,并采用此项技术针对胶凝砂砾石的力学强度,胶凝砂砾石坝保护层材料的抗冻耐久性能开展了探索性的试验研究。通过测试试件的波速与试件的力学强度和动弹性模量等建立相关联系,试验结果表明,抗压强度与弹性波波速存在良好的指数关系,动弹性模量与弹性波波速也具有较好的相关性。因此将此项技术应用到胶凝砂砾石筑坝工程的质量检测和安全监测方面具有前景,本文的室内试验成果为工程现场应用做出了初步探索。     

高土石坝防渗墙混凝土性能试验

结合工程实践,对高土石坝防渗墙混凝土的性能进行试验研究。采用3种比表面积的低热水泥、不同的粉煤灰掺量、聚羧酸系减水剂和引气剂设计了12种配合比,并进行了混凝土性能试验。试验结果表明,采用粗颗粒低热水泥、高性能减水剂和引气剂以及掺40%质量分数的粉煤灰,可以配制出弹性模量与抗压强度之比仅为710的高强度、低弹性模量且工作性能优良的防渗墙混凝土。此外,该混凝土28 d强度仅为24.8MPa,而90 d强度高达45.8MPa,早期强度增长非常缓慢,有利于工程施工。     

温度周期循环作用下岩石损伤特性的试验研究

选取蚀变岩为试验对象进行了不同温度周期循环次数条件下的单轴压缩试验,对温度周期循环作用下岩石力学性质的损伤规律进行研究。研究结果表明温度周期作用对蚀变岩的力学性质有明显的弱化现象,随着温度周期循环次数的增多,单轴抗压强度和弹性模量均减小,且二者与循环次数n的关系服从指数分布;不同岩石对温度周期作用敏感性不同,蚀变风化程度越高的岩石敏感性越强;单轴抗压强度比弹性模量更易受温度作用的影响,温度周期循环20次后,单轴抗压强度累积损伤值达35.69%,弹性模量累积损伤值为29.57%,且岩石力学参数损伤值与循环次数n的关系同样符合指数分布;通过电镜扫描技术发现在温度周期循环作用下岩石内部产生裂纹裂隙,矿物成分及内部结构发生改变,晶格间连接力减弱,力学性质发生改变。     

水泥搅拌桩力口固有相质土效果及改良措旋实验研究

地基土有机质的存在影响水泥的水化反应,不利于水泥加固土强度增长。通过室内试验,研究水泥掺量、外加剂、龄期对有机质土中水泥土搅拌桩无侧限抗压强度的影响规律。研究结果表明,提高水泥掺入量、添加减水剂和石膏粉可以提高水泥土搅拌桩无侧限抗压强度;水泥土试件无侧限抗压强度随龄期增长而增大,14d龄期与28d龄期无侧限抗压强度之比约为0．85。     

低液限红黏土对混凝土和易性及力学性能的影响

为了探究低液限红黏土对混凝土和易性及力学性能的影响,采用低液限红黏土、碎石、机制砂制备塑性混凝土,探讨黏土掺量与水灰比对混凝土和易性、抗压强度、劈裂强度、弹性模量的影响。结果表明:低液限红黏土能改善混凝土的流动性、黏聚性和保水性,1 h后的坍落度仍能保持在173 mm以上,同时黏土能大幅度地延迟混凝土的初凝和终凝时间和显著降低混凝土的表观密度。黏土等质量替代水泥后,随着养护龄期的延长,混凝土抗压强度、劈裂强度呈对数关系增加。相对而言,黏土掺量对混凝土抗压强度的影响比水灰比要大。黏土掺量越大,混凝土的弹性模量越小,且可采用混凝土抗压强度的线性关系来预测。