自密实轻骨料混凝土耐久性能研究

针对自密实轻骨料混凝土(SCLC)与普通混凝土耐久性能的不同,对LC30、LC40和LC50 SCLC与同强度等级普通混凝土,采用混凝土耐久性能试验方法,研究了SCLC的抗冻融、抗渗、抗碳化、干缩变形等耐久性能指标.试验结果表明,用预吸水24 h轻骨料配制的SCLC抗冻性能要差于用未吸水轻骨料配制的SCLC,但仍能满足规范要求;SCLC的抗渗性能和抗碳化能力要优于普通混凝土,但其在自然条件下的干缩值要大于普通混凝土.     

硅灰和纤维对轻骨料混凝土抗冻性能的影响

通过在轻骨料混凝土中掺入硅灰、纤维,研究轻骨料混凝土在冻融单独作用及冻融-硫酸钠复合作用下的抗冻耐久性.研究发现,轻骨料混凝土的硫酸钠.冻融的复合损伤明显大于单一冻融损伤.混合纤维的加入,对轻骨料混凝土冻融后的强度损失有一定的改善作用.硅灰和粉煤灰掺入混合纤维轻骨料混凝土,界面过渡区明显改善,抗冻融耐久性显著提高.     

初始应力损伤对再生混凝土硫酸盐腐蚀的影响

开展了不同骨料取代率（30%、65%和100%）以及不同初始应力水平（0.2、0.4、0.6倍抗压强度）对于再生混凝土抗腐蚀性能影响的试验研究。结果表明,当再生骨料取代率逐级增高时,再生混凝土的腐蚀深度、质量损失率均增加,力学性能指标（抗压强度和动弹性模量）逐渐下降。初始应力损伤对混凝土的影响可以区分为两种,第一,其对腐蚀深度和质量损失率的影响存在阈值效应,只有当初始损伤度大于0.2时,混凝土的腐蚀深度、质量损失率才随损伤度的增大有明显增大的趋势;第二,对于再生混凝土的力学性能,不管是抗压强度还是动弹模量均会随着初始损伤的增大而出现明显的劣化。     

带初始冻融损伤的混凝土材料受盐冻作用下性能劣化分析

为探明早期受冻后引起的带有初始损伤的混凝土材料在冻融循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下力学性能的损伤演变规律,在制备混凝土试件养护期内,分别在7 d与14 d时实施冻融1次,使其产生不同程度的初始损伤,进而研究早期冻融造成的不同程度初始损伤对试件宏观性能与内部结构的影响作用。基于损伤力学理论,分别将混凝土试件的动弹性模量与抗压强度定义为损伤变量,对变量的损伤过程进行回归拟合分析,构建了由早期冻融造成的不同初始损伤试件在腐蚀受冻环境中的损伤演变方程。结果表明:两种带有不同初始损伤度的混凝土试件其各项力学性能的衰变过程受早期冻融影响均出现了"超前效应",且该效应的出现幅度与初始损伤度有着极大联系;同时,通过对比分析混凝土超声脉冲传播速度与内部缺陷区的变化过程得知,早期冻融加速了空洞与裂缝的扩展速度,对混凝土综合性能的初始值与后期抗盐冻能力存在不利影响;动弹性模量与抗压强度损伤演变方程可作为相似损伤程度下混凝土力学性能衰减的通用公式,为相似环境下结构的服役状态评估和寿命预测提供理论依据,同时可以基于动弹性模量与抗压强度的损伤关系式对二者进行相互推导,降低了由于仪器不足等原因导致数据获取不足的局限性。     

冻融循环作用下透水再生混凝土损伤分析及寿命预测

为了研究冻融循环作用下透水再生混凝土的损伤情况及寿命预测方法,基于透水再生混凝土发生疲劳破坏和冻融破坏的冻融机理相类似,采用了分析疲劳破坏的方法,对透水再生混凝土冻融循环损伤进行研究。结果表明:试验数据中冻融循环次数较好地服从两参数Weibull概率分布,并基于Weibull分布模型,推导出不同损伤度下考虑再生混凝土粗骨料取代率影响的分布模型参数及冻融循环次数,提出了相应的损伤度演化方程,为透水再生混凝土冻融损伤寿命预测提供依据及参考。     

冻融损伤喷射混凝土永久支护结构碳化耐久性分析

高纬度、高海拔地区长大公路隧道的喷射混凝土永久支护结构常年遭受冻融损伤及碳化双重作用,其结构耐久性能退化,增大了隧道的养护及运营成本。采用先气冻气融后快速碳化的方式,开展冻融损伤喷射混凝土永久支护结构碳化耐久性试验研究,以冻融损伤喷射混凝土碳化深度和相对抗压强度为指标,研究冻融损伤喷射混凝土碳化深度的变化规律及影响因素。结果表明,冻融损伤加速了喷射混凝土的碳化过程,且碳化速度随冻融损伤度快速增大。碳化的冻融损伤混凝土相对抗压强度随着碳化深度增大。冻融损伤度大于10%时,碳化对冻融损伤喷射混凝土相对抗压强度增长不明显。采用IBM SPSS统计软件对试验数据分析,建立了考虑冻融损伤、喷射混凝土配合比参数及成型方式的喷射混凝土碳化深度预测模型。经验证,预测值与试验值总体误差小于20%,标准误差为0.16,模型适用性较好。     

混凝土在压应力状态下的抗冻性试验分析

为了分析压应力对混凝土抗冻性的影响,采用无粘结预应力混凝土结构对C45混凝土试件施加应力比为0、0.4、0.5、0.6的轴向压力,进行标准快速冻融试验,每50次测量其动弹性模量、质量损失和抗压强度的变化.结果表明:应力比为0时,混凝土的质量损失和动弹性模量下降较压应力迅速,未达到抗冻标号F300;应力比为0.4、0.5的混凝土衰减趋势基本一致,抗冻性较无应力状态混凝土有所提高;应力比为0.6的混凝土,其抗冻性在两者之间,在一定应力比下轴向压应力可以提高混凝土的抗冻性能;对混凝土冻融寿命预测模型进行修正,修正后的模型具有一定的工程价值.     

季冻区盐冻作用下结构氯离子侵蚀耐久寿命预测

为了预测季冻区盐冻作用对预应力混凝土结构耐久性的影响,本文进行了混凝土盐冻损伤、氯离子扩散系数和结构耐久寿命的研究。根据中国季冻区主要城市的环境温湿度和混凝土冻融试验数据,分析了混凝土在盐冻环境下的损伤度;考虑混凝土盐冻循环损伤的影响,建立了预应力混凝土结构中氯离子时变扩散系数模型;采用Monte Carlo模拟分析了四个参数对预应力混凝土结构盐冻环境下氯离子侵蚀耐久寿命的敏感性;使用Matlab中JC算法,预测了盐冻作用下氯离子侵蚀预应力混凝土结构耐久寿命。结果表明:中国华北季冻区结构氯离子侵蚀耐久寿命最短,且混凝土表面氯离子浓度是影响耐久寿命的最敏感参数。     

混凝土结构寿命的灰色预测

根据灰色系统理论的预测模型,建立了预测混凝土结构寿命的非等步长GM(1,1)模型群。利用某混凝土结构的损伤系数进行寿命预测,得到了精度较高的预测结果,证明该模型能够满足工程需要．是一种预测混凝土结构寿命的行之有效的新方法。     

碱激发下粉煤灰-市政污泥固废基混凝土抗冻融性能

为改善市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,在氢氧化钠及水玻璃的复合激发下,用经生石灰改性后的市政污泥取代10%细骨料,粉煤灰分别取代10%、20%与30%水泥,制备了混凝土。分析了不同冻融循环次数下,混凝土的表观现象、相对质量、相对动弹性模量、相对抗压强度及微观结构随粉煤灰掺量与碱当量的变化规律,分别以相对动弹性模量与相对抗压强度为损伤变量建立了不同的冻融损伤模型。研究结果表明：随冻融循环次数增加,混凝土表观损伤愈发严重,内部孔隙增多,相对动弹性模量及相对抗压强度显著降低;与对照组相比,粉煤灰及碱激发剂的加入可以改善市政污泥对混凝土冻融耐久性的劣化效果,降低混凝土在冻融循环作用下的质量损失、动弹性模量损失及抗压强度损失;当粉煤灰掺量10%、碱当量4%时,粉煤灰可在碱激发剂及改性污泥中残余碱的联合作用下被较充分地激发,可消纳改性污泥中的残余碱,减弱市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,此时混凝土水化程度最高,在冻融循环作用下的质量损失、动弹性模量损失及抗压强度损失最小,且服役寿命最长,约为16a以上;相对动弹性模量与相对抗压强度相关性良好,分别以两者为损伤变量的冻融损伤模型与试验结果均吻合良好。     

包浆再生粗骨料对自密实混凝土力学性能及抗冻性的影响

通过自密实包浆再生骨料混凝土力学性能及快速冻融循环试验,从试件的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及冻融后试件的质量损失率、抗压强度损失率及相对动弹性模量角度研究了再生粗骨料包浆对自密实再生混凝土性能的影响,结合SEM电镜试验从微观上分析了骨料包浆对混凝土抗冻性能的改善机制.结果 表明:普通混凝土和再生混凝土的劈裂抗拉强...     

不同亲水性能的纤维对混凝土抗冻耐久性的影响

为了研究不同亲水性能的纤维对混凝土抗冻性能的影响规律,本文选择了3种不同回潮率的纤维,采用快冻法对纤维混凝土的抗冻耐久性进行了试验研究;分析了不同纤维混凝土的冻融损伤规律,以及回潮率对其冻融损伤的影响。利用SEM对冻融前后纤维-水泥石基体进行了观测,进一步探讨了纤维亲水性对混凝土抗冻性能的影响机理。结果表明,亲水性良好的纤维能够与水泥石更好的共同作用,有效抑制混凝土内部初期微缺陷及冻融过程中微缺陷的生长;而疏水性纤维难以与水泥石难以形成有效的共同作用体系,对于冻融循环过程中微缺陷的生长抑制能力较弱,其纤维-水泥石之间的薄弱带甚至可能会加速混凝土的冻融损伤;且随着冻融循环次数的增加,纤维的亲水性对混凝土的抗冻性能影响愈加明显。     

Freeze-thaw Durability of Recycled Aggregate Concrete:An Overview

The characteristics of surface appearances,mass loss,relative dynamic modulus of elasticity and strength loss of different recycled aggregate concretes(RAC) exposed to freeze-thaw cycles were analyzed.It was found that the freeze-thaw resistance of RAC could be determined by the recycled aggregate compositions and admixtures.Both the saturation degree and the air void structure were the key factors influencing the freeze-thaw damage on concrete.Some major proposed freeze-thaw deterioration mechanisms were utilized to interpret the freeze-thaw damage on recycled aggregate concrete.Meanwhile,some potential measures to enhance the freeze-thaw resistance of concrete were summarized and discussed.     

寒冷地区机场道面混凝土破坏机理研究

寒冷地区机场混凝土道面常常发生非荷载引起的破坏-耐久性破坏，严重影响飞机的安全起降。必须尽快予以解决，解决混凝土耐久性破坏问题必须首先弄清楚破坏原因，为此，以北方寒冷地区某国际机场为研究对象，从不同角度分析混凝土的破坏机理，排除了碱骨料反应破坏的可能，在宏观性能研究和显微结构分析的基础上，提出寒区机场道面混凝土耐久性破坏的根本原因是混凝土抗渗性差，水分及腐蚀性介质渗入混凝土内部孔隙中，导致混凝土抗冻融性及耐腐蚀性劣化。     

Durability of Concrete under Multi-damage Action

Several different experiments, including freezing-thawing,freezing-thawmg drying-wetting,and drying-wetting, in salt solution and in water respectiwely, were designed to determine the durability of concrete. The durability damage features of concrete in the above experiments were studied. It is demonstrated that the demage extent of concrete under.freezing-tluacing and freezing-thawing doing-wetting in salt solution is larger than that in water. Thus,freezing-thawing and freezing-thawing doing-wetting in salt solution are stricter and more effeetive methods to evaluate the durhility of concrete in salt-existing envirorunent in cold regions. The damage extent of concrete under freezing-thawing drying-wetting shows an ultra-superposition effect. The order of concrete durability deterioration degree in these experiments is determined. It shows that effects of multi-demulge factors are greater than those of single-damage factor.     

盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

试验研究了盐冻环境下钢筋混凝土梁抗弯性能的退化规律,分析比较了完好梁和经历25、50、75及100次盐冻融循环作用梁的承载力和变形性能.结果表明：受冻梁截面混凝土应变仍满足平截面假定,受力特征与完好梁相似;影响盐冻融环境下梁承载力的主要因素是受压区混凝土保护层的剥落,其次是混凝土强度的降低,而钢筋与混凝土粘结性能退化的影响并不显著;混凝土强度降低、保护层损伤及粘结性能退化均是冻融环境下混凝土梁变形增大的重要因素,梁刚度的降低程度除与冻融次数相关外,还受冻融损伤位置和持荷水平影响.     

Experimental investigation and prediction model for UCS loss of unsaturated sandstones under freeze-thaw action

Sandstone is widely distributed in cold regions and the freeze-thaw deterioration of them has caused many geological engineering disasters. As an important and direct index of frost resistance, the strength loss of sandstones under freeze-thaw actions should be investigated to provide a guidance for the stability assessment of geological engineering. In this research, the UCS (Uniaxial compressive strength) loss of six typical sandstones with different water contents after 0, 20, 40 and 60 freeze-thaw cycles was measured in the laboratory. The experimental results indicated that the freeze-thaw damage was more serious in sandstones containing high water contents, and the critical saturations for causing a significant loss of UCS under freeze-thaw were 60%-80% for these sandstones. Below this critical saturation, the UCS loss of the sandstones was mainly caused by water weakening rather than freeze-thaw damage. Besides, a developed strength prediction model was proposed by combining the exponential decay function and multiple linear regression method. The initial porosity, elastic modulus and tensile strength of fresh sandstones were a good parameter combination to accurately determine the decay constant in this developed model. The main novelty of this model is that it can accurately and easily estimate the UCS loss of sandstones after any freeze-thaw cycle only using the initial parameters of fresh sandstones, but it does not need to perform freeze-thaw and mechanical strength experiments. This study not only provides an accurate prediction model of UCS under freeze-thaw, but also makes a contribution to better understanding the frost resistance mechanism of sandstones.