冻融损伤下煤矸石陶粒混凝土毛细吸水性能研究

通过冻融循环和毛细吸水试验,研究了冻融损伤和煤矸石陶粒取代率对混凝土毛细吸水性能的影响,并建立了考虑冻融损伤的煤矸石陶粒混凝土初始毛细吸水率预测模型。结果表明:煤矸石陶粒掺量对混凝土的吸水性具有明显影响,在冻融循环次数一定时,未掺煤矸石陶粒的混凝土吸水量最少,其次为煤矸石陶粒取代率为40%的混凝土。随着冻融次数的增加,煤矸石陶粒混凝土与普通混凝土的初始吸水率均增大,但二次吸水率变化趋势不同,煤矸石陶粒混凝土总体为先下降后趋于稳定,普通混凝土总体呈增加趋势。通过回归分析建立了考虑冻融损伤的煤矸石陶粒混凝土初始毛细吸水率预测模型,模型计算结果与实测结果符合较好。     

冻融环境下活化煤矸石粉混凝土毛细吸水性能

研究了冻融环境中不同掺量和水胶比条件下,活化煤矸石粉（ACGP）对混凝土毛细吸水性能的影响规律;同时结合非饱和毛细理论,建立了活化煤矸石粉混凝土（ACGPC）的相对含水量分布预测模型.结果表明：冻融作用使得ACGPC的累计吸水量及毛细吸水率逐渐增大,抗毛细吸水性能降低,水分侵入深度提高;当ACGP掺量相同时,ACGPC的抗毛细吸水性能随着水胶比的增加而降低;当水胶比一定时,随着ACGP掺量的增加,ACGPC的累计吸水量及毛细吸水率先降后升;ACGP可细化混凝土孔径,当ACGP掺量为20%时效果最为显著.     

冻融循环对C60高强混凝土吸水性能影响的试验研究

通过试验研究了冻融对C60高强混凝土吸水性能的影响,研究结果表明:(1)随着冻融循环次数增加,混凝土的吸水质量逐渐增大,吸水高度随时间的变化规律可以用负指数函数很好的描述。(2)当冻融30次时,混凝土的初始吸水率(0时刻)和未冻融混凝土的初始吸水率相等;当冻融60次和90次时,混凝土初始吸水率大于未冻融混凝土初始吸水率。(3)随着冻融次数增加,混凝土的孔隙度增大,冻融循环90次后,较未经冻融混凝土增大约55%。     

钢纤维对混凝土抗冻耐久性影响的研究

为研究钢纤维对混凝土抗冻性能的影响,制备了4种钢纤维混凝土试件,并开展了钢纤维混凝土快速冻融循环试验和冻融作用后的毛细吸水试验.分析了相对动弹性模量,累积吸水量和毛细吸水系数等指标的变化规律.引入Weibull分布,建立了混凝土冻融损伤量与冻融循环次数间的概率模型;通过累积吸水量和毛细吸水系数来表征冻融循环作用后基体的...     

短期持压载荷对高强混凝土毛细吸水性能的影响

利用改进的实时吸水试验装置,实现了持压载荷和水分传输的同步耦合过程,开展了短期持压荷载下高强混凝土(HSC)毛细吸水试验研究,分析了应力水平对粒化高炉矿渣(GBFS)掺量为0%、10%和20%的C60高强混凝土毛细吸水性能的影响.结果表明:在0%～60%应力水平下,随着应力水平的提高,不同矿渣掺量高强混凝土的累计吸水量和平均吸水率均先减小后增大;短期持压载荷作用下,荷载对混凝土吸水性能的影响主要在初始阶段,GBFS掺量引起混凝土吸水率的变化在后期更显著;C60高强混凝土毛细吸水性能变化的应力水平阈值约为40%,高于C40普通混凝土;随着GBFS掺量的增加,混凝土的吸水率先增大后减小,0%、20%掺量的高强混凝土都能较好地减缓毛细吸水速度.     

橡胶集料自密实混凝土的毛细吸水特性研究

采用ISAT(initial surface absorption test)方法,通过对比试验研究了橡胶集料自密实混凝土(RSCC)和普通橡胶集料混凝土(ORC)的毛细吸水特性,分析了水胶比和橡胶掺量对RSCC毛细吸水性能的影响,并建立了新的RSCC毛细吸水模型.结果表明:在水胶比和橡胶掺量相近的情况下,RSCC的毛细吸水性能低于ORC;当水胶比相同时,橡胶掺量越大,RSCC的毛细吸水性能越弱;当橡胶掺量相同时,水胶比越低,RSCC的毛细吸水性能越弱;ORC的毛细吸水性能对水胶比变化的敏感程度较高.引用相关文献建立的橡胶集料混凝土的渗透模型对RSCC的毛细吸水试验结果进行了拟合,试验结果与拟合结果的相关系数均大于0.860 0.初始阶段毛细吸水系数的大小能够反映RSCC毛细吸水能力的强弱.     

考虑碳化影响的纤维增强再生混凝土吸水特性研究

考虑再生粗骨料取代率与聚丙烯纤维体积率的影响,开展了再生混凝土快速碳化以及碳化后的毛细吸水试验研究。试验结果表明：混凝土碳化深度随着再生粗骨料取代率的增加而增大,随聚丙烯纤维体积率增大呈先下降后上升的趋势,纤维会降低再生混凝土的碳化深度。再生混凝土毛细吸水系数随碳化程度的增加先减小后增大;随再生粗骨料取代率增加而增大;随聚丙烯纤维体积率增加先降低后增大。碳化对再生混凝土初始毛细吸水系数的影响大于后期吸水系数,且混凝土孔隙率越大,碳化对初始吸水系数的影响越显著。最后,建立了考虑碳化影响的再生混凝土初始毛细吸水系数预测模型。     

轴压重复荷载作用后再生混凝土毛细吸水性能

研究了应力水平(0、0.3、0.5、0.7)和再生粗骨料取代率(0%、30%、50%、100%)对再生混凝土毛细吸水性能的影响规律;基于毛细吸水的非饱和流体理论和试验结果,引入Boltzmann变量并采用水力扩散系数的指数形式,建立了考虑应力水平和再生粗骨料取代率影响的再生混凝土内部相对含水量分布预测模型.结果表明:随着再生粗骨料取代率和应力水平的增加,再生混凝土的毛细吸水质量和吸水率呈增加趋势;当应力水平一定时,水分侵入深度随着再生粗骨料取代率的增加而变大.     

荷载损伤后聚丙烯纤维混凝土毛细吸水性能试验

为研究不同尺度聚丙烯纤维对损伤后混凝土毛细吸水性能的影响,选用两种尺度的聚丙烯细纤维和一种尺度的聚丙烯粗纤维进行单掺及混掺,在试件轴心抗压强度的0、20%、40%、60%、80%的5种应力水平下进行了混凝土毛细吸水试验研究。结果表明:6组混凝土试件的累计吸水量和平均吸水率随荷载的提高先减小后增大;不同尺度的聚丙烯纤维对不同应力水平下混凝土毛细吸水性能的影响程度不同,当应力水平小于40%时,细纤维对混凝土毛细吸水性能的影响较为显著,当应力水平大于60%时,粗纤维对混凝土毛细吸水性能的影响较为显著;掺入聚丙烯纤维可降低混凝土的累计吸水量及平均吸水率,3种不同尺度聚丙烯纤维混掺混凝土能够产生正向效应,抑制不同应力水平下混凝土内部微裂纹的产生与发展,更有效地降低混凝土在各个应力水平下的累计吸水量和平均吸水率。     

冻融作用下煤矸石陶粒混凝土劣化规律及寿命预测

通过对不同煤矸石陶粒掺量(0、20%、40%、60%)的混凝土进行快速冻融循环试验,探究了冻融循环后煤矸石陶粒混凝土的表面劣化、质量损失率和相对动弹性模量的变化规律,以不同冻融循环次数下煤矸石陶粒混凝土的动弹性模量为损伤变量,建立了煤矸石陶粒混凝土冻融损伤劣化模型,并对其在自然冻融环境下的寿命进行了预测。研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,煤矸石陶粒混凝土的抗冻性能逐渐降低,但降低幅度有所不同;随着煤矸石陶粒取代率的增加,混凝土的抗冻性能呈现先下降后提高再下降的趋势;建立的煤矸石陶粒混凝土冻融损伤劣化模型与试验结果符合较好,具有较高的精度;当煤矸石陶粒掺量为40%时,混凝土的抗冻性能效果最佳,抗冻耐久性寿命最长。     

冻融后煤矸石混凝土受压损伤声发射特性

为了研究冻融循环作用后煤矸石混凝土的受压损伤特性,基于声发射技术,对冻融循环作用0,25,35,45次后的煤矸石混凝土进行单轴抗压试验,对煤矸石混凝土受压破坏全过程中的损伤特性进行动态分析;依据冻融循环后煤矸石混凝土受压破坏过程中所释放的声发射能量,对其内部损伤程度进行定性分析,并依据声发射事件累计计数建立了煤矸石混凝土损伤演化模型.研究表明:随着冻融循环次数的增加,煤矸石混凝土的初始损伤程度增大,峰值应力减小,脆性表现明显;依据声发射事件累计计数建立的损伤演化模型与试验结果符合较好,为研究冻融环境下的煤矸石混凝土损伤演化规律提供了参考.     

基于NMR的风积沙混凝土冻融孔L隙演变研究

利用风积沙等质量替代河砂来配制风积沙混凝土,并对其进行抗冻性试验,同时借助核磁共振(NMR)技术分析其冻融孔隙演变特征.研究表明:评价风积沙混凝土抗冻性时,相对动弹性模量指标比质量损失率指标更为精准;经冻融循环后,风积沙混凝土的孔隙度和渗透率均增大,其中风积沙替代率为40%的风积沙混凝土束缚水饱和度增大、自由水饱和度减小,其抗冻耐久性最佳;风积沙混凝土的孔隙分布会影响其抗冻性的优劣,冻融循环后若孔径小于10nm的孔隙增多且大于100nm的孔隙减少,则可延缓混凝土冻融损伤,若孔径小于10nm的孔隙减少且大于100nm的孔隙增多,则会加剧混凝土冻融损伤.     

基于孔结构的单面冻后混凝土抗压强度模型研究

通过单面冻融试验,研究了介质和冻融循环次数对混凝土抗冻性能和微观孔结构的影响规律.使用盒维数建立了混凝土单面冻融循环后的孔径分布分形模型,分析了分形维数与抗压强度的关系,建立了基于复合孔参数、分形维数的多因素抗压强度模型.结果表明：在不同冻融介质条件下,混凝土表观形貌、质量损失、相对动弹性模量、抗压强度、抗冻耐久性系数和孔参数随着冻融循环次数的增加逐渐劣化,盐冻对混凝土损伤程度大于水冻;混凝土孔径分布分形维数随着冻融循环次数的增加逐渐减小;在单面冻融循环过程中,混凝土孔参数演化分为初期、中期、后期3个阶段,中、后期对冻融循环作用较敏感的孔参数分别为气孔平均弦长和气孔比表面积、含气量和气孔间距系数;多因素抗压强度模型与复合孔参数、分形维数之间的回归效果显著,可以准确地描述水、盐单面冻融循环前后混凝土抗压强度与孔结构的定量关系.     

冻融循环下CFRP—高性能混凝土的粘结性能

通过双面剪切试验,研究了冻融环境下CFRP-高性能混凝土界面粘结性能的发展规律。对比分析了未经冻融和经历25、50、100、150、200及300次冻融循环作用试件的破坏特征、剪应变分布、荷载滑移曲线、粘结承载力以及粘结破坏机理。结果表明,所有试件的界面破坏均发生在混凝土表层内,但随着冻融循环次数的增加,破坏界面有向胶层发展的趋势;经受冻融循环次数较少时(25、50次),界面的粘结强度、刚度及开裂荷载的变化不明显,甚至略微提高;但随着冻融循环次数的进一步增加,界面粘结性能有明显的变化,界面粘结强度、端部滑移量减小,刚度退化,初始开裂荷载水平降低,非线性特征增强。粘结极限承载力与混凝土立方体抗压强度均随冻融循环次数的增长存在先提高后下降的趋势,混凝土强度变化是界面粘结性能变化的最重要因素。     

冻融和碳化共同作用下混凝土损伤分析

通过室内模拟试验,研究了冻融和碳化共同作用下混凝土质量和相对动弹性模量的变化规律.结果表明:混凝土在冻融和碳化共同作用下的损伤大于其在冻融单一作用下的损伤.建立了混凝土在冻融和碳化共同作用下的损伤模型,该模型拟合精度较高.     

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.     

弯拉荷载冻融循环氯盐侵蚀作用下混凝土的劣化

研究了冻融循环-氯盐侵蚀和弯拉荷载-冻融循环-氯盐侵蚀作用下混凝土的劣化行为,分析了氯盐侵蚀和冻融损伤的相互影响,以及弯拉荷载对混凝土抗冻性能的影响.结果表明:冻融循环导致混凝土微裂纹萌生、扩展,使孔隙结构遭到破坏,从而加速了氯盐的侵入;氯盐的侵入会影响混凝土的饱水度和孔隙溶液的迁移,加速冻融循环造成的表面剥落和内部损伤.在弯拉荷载-冻融循环-氯盐侵蚀作用下,混凝土的破坏形式以表面剥落为主,弯拉荷载会加速劣化,甚至使其脆性断裂.     

盐冻环境下钢筋混凝土黏结性能的梁式试验

采用240 mm×150 mm×1 200 mm梁式黏结试件,通过0,50,75,100次快速冻融循环试验研究了盐冻循环作用对钢筋混凝土黏结强度,黏结刚度,初始滑移值,极限滑移值,破坏形态等指标的影响规律,并采用最小二乘法拟合得到盐冻作用后的黏结滑移本构方程.结果表明:随着冻融次数的增加,钢筋混凝土初始滑移和极限黏结强度均逐渐降低,且前者降幅更为显著;冻融循环次数越多,相同黏结应力水平下滑移量越大,黏结刚度越低,滑移量增长也越快;箍筋能有效地抑制和延缓盐冻融作用环境下纵筋与混凝土黏结性能的劣化程度.     

混凝土抗水冻融和抗盐冻融循环作用的相关性

以相对动弹性模量作为冻融损伤的评价指标,对比分析了人工砂混凝土试件在水和质量分数为3.5%的NaCl溶液2种冻融循环下的损伤程度,研究了混凝土抗水冻融与抗盐冻融循环作用之间的相关性,并基于渗透压理论,对其相关性进行了理论阐释.结果表明:抗水冻融和抗盐冻融循环次数之间具有线性相关性,且该线性相关性与混凝土的强度等级及石粉含量无关;进一步结合天然砂混凝土抗水冻融与抗盐冻融试验数据的分析,验证了该定量关系的普适性,即混凝土抗水冻融循环次数约为其抗盐冻融循环次数的2.8倍.     

冻融循环与持载对CFRP加固高强混凝土梁变形性能的影响

通过四点弯曲试验,研究了冻融循环与持载对碳纤维增强复合材料（CFRP）加固高强钢筋混凝土梁变形性能的影响。分析了不同环境作用下试验梁的承载力、刚度及破坏形态变化规律。结果表明:在冻融循环单独作用下,试验梁的性能变化很小;冻融与持载耦合作用时,两者均对梁的性能造成不利影响,且随着冻融循环次数的增加,承受持载梁的CFRP-混凝土界面黏结性能有所下降;在冻融循环作用下,CFRP-混凝土界面存在应力时会增大界面的劣化程度,从而引起加固梁性能的下降。