普通混凝土冻融循环后性能的试验研究

对经过0、25、50、75、100次冻融循环的普通混凝土，进行了实验研究：主要测定了单轴抗压强度及单轴抗拉强度、单轴压及单轴拉时的峰值应变、初始弹性模量与峰值变形模量、动弹性模量、质量损失及应力一应变关系等数据，并建立了简单的数学表达式。随后对试验结果进行了分析。可以为北方寒冷地区的水坝、港口水工建筑物、公路、桥梁等的设计、维修、维护及其寿命预测等提供试验及理论依据。     

冻融循环后湿筛混凝土双轴拉压试验研究

对冻融0、50、100、150、200、250、300次后的湿筛混凝土试件进行-0.05∶1、-0.1∶1、-0.25∶1、-0.5∶1和0五个应力比的双轴拉-压强度试验,观察了试件的破坏形态,并测得试件的极限抗压强度,分析了极限抗压强度和抗拉强度随冻融循环次数和应力比的变化规律,为寒冷地区处于双轴拉压荷载作用下的水工混凝土结构强度分析提供设计和理论依据。     

冻融循环后混凝土单轴及多轴强度的对比分析

为研究冻融循环对北方寒冷地区混凝土结构产生的不利影响,利用大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的大型混凝土静、动三轴试验系统,对快速冻融循环0、25、50、75次的普通混凝土进行了单轴压,多轴压的力学性能试验,其中双轴压的应力比为1∶0.25、1∶0.5、1∶0.75、1:1,三轴压的应力比为0.1∶0.25∶1、0.1∶0.5∶1、0.1∶0.75∶1和0.1∶1∶1的常规三轴和真三轴,测得了冻融循环后混凝土的单轴和多轴抗压强度,根据试验结果,系统地分析了冻融循环对混凝土单轴压及多轴压强度的不同影响,总结了应力比和冻融循环次数对处于多轴应力状态下混凝土强度的影响规律.结论表明:冻融循环后混凝土的双轴压和三轴压强度高于单轴抗压强度,提高程度与应力比有关.这些结论可为北方寒冷地区的混凝土结构,如水坝、混凝土桥梁、路面的抗冻设计提供理论依据.     

大掺量粉煤灰混凝土在海水中冻融循环后的试验研究

为研究粉煤灰混凝土的抗冻性能,研究了水胶比为0.35,粉煤灰掺量为52%的大掺量粉煤灰混凝土在海水中的抗冻性能,利用混凝土快速冻融试验机,对海水中粉煤灰混凝土分别进行了0、100、200、300、400次快速冻融循环试验,并对冻融循环后的混凝土进行了单轴压力学性能试验。测得了冻融循环后混凝土的质量损失,动弹性模量以及单轴抗压强度。根据试验结果,系统地分析了冻融循环次数对大掺量粉煤灰混凝土单轴抗压强度的影响。结论表明:随冻融循环次数的增加,海水中大掺量粉煤灰混凝土的单轴强度逐渐降低,并具有一定规律性。这些结论可以为粉煤灰混凝土在寒冷地区海工混凝土构筑物的应用提供理论依据。     

湿筛二级配大坝混凝土双轴应力下的强度特性

采用大连理工大学自行研制的电液伺服三轴试验系统,结合溪洛渡大坝实际工程,对大坝湿筛二级配混凝土进行了单轴拉、单轴压、双轴拉压、双轴压压及双轴拉拉应力状态下的强度特性试验研究.在进行双轴拉压试验时,提出了一种新的加载方式,即双钢板-塑料毛刷组合连接方式.试验结果表明:该加载方式能使试件端部拉应力传递更加均匀,有效消除了拉端粘贴钢板对试件受压变形的约束作用,提高了试验精度,同时能大大提高试验效率;根据试验结果建立的双轴应力状态下的主应力空间破坏准则可以为大体积水工混凝土结构设计及非线性分析提供参考.     

硅灰对轻骨料混凝土抗海水冻融性能的影响

对100mm×100mm×100mm硅灰轻骨料混凝土立方体试块分别进行了25,50,75次海水中的冻融循环试验,通过对试件的质量损失计算、表面剥落观察和超声波探测,分析了硅灰提高轻骨料混凝土抗冻性能的效果.对比研究了试验过程中试件两端减摩与否对轻骨料混凝土力学性能的影响.分别对冻融0次(常态)和不同冻融循环次数后的硅灰轻骨料混凝土试块进行了单轴抗压强度和变形性能试验,得出了极限抗压强度、峰值应力点的应变值、弹性模量等随冻融循环次数变化的规律,并分析了应力-应变全曲线随冻融循环次数变化的规律,结果表明,掺加硅灰能显著提高轻骨料混凝土的抗冻性.     

冻融循环后自密实混凝土单轴受压应力-应变曲线试验研究

为研究新疆地区自密实混凝土冻融循环后单轴受压应力-应变曲线,采用新疆地区原材料配制自密实混凝土,制作27个100 mm×100 mm×400 mm棱柱体抗压试件,经历0、25、50、75、100、125、150、175、200次冻融循环后,进行单轴受压应力-应变曲线试验。分析了不同冻融循环次数对自密实混凝土峰值应力、峰值应变、泊松比、和单轴受压应力-应变曲线的影响。结果表明:峰值应力随着冻融循环次数的增加而降低;在25、50次冻融循环时,峰值应变逐渐减小,50~200次冻融循环时,峰值应变随着冻融循环次数的增加逐渐增大;泊松比随着冻融循环次数的增加而减小;纵向应力-应变曲线随着冻融循环次数的增加渐趋扁平,与横轴的包围面积减小,自密实混凝土吸收能量的能力变弱。     

高拱坝砼拉压特性的全级配及湿筛试验

水工大坝混凝土力学特性试验迄今仍采用湿筛成型小尺寸试验试件完成,而湿筛试验往往剔除大于40 mm以上大骨料,如此造成试验结果与大坝混凝土实际全级配性能的差异,无法真实反映实际大坝混凝土的性能指标。结合锦屏一级高拱坝混凝土强度测试要求,开展其全级配试件力学特性及相关性能试验,对其单轴抗压、单轴抗拉、极限拉伸及弹性模量等指标进行全面测试,其180 d龄期的单拉强度和90 d龄期的极限拉应变与湿筛试验测试值的比值变化为:：按C180 40、C180 35、C180 30强度分区,分别为0.661、0.637、0.690和0.583、0.579、0.573。在大骨料作用下,锦屏一级拱坝混凝土全级配试验测试的弹性模量则比湿筛试验测试值略高。     

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.     

高寒环境下掺外加剂水泥混凝土抗冻融性能研究

为揭示冻融作用下,外加剂对机场道面水泥混凝土力学性能的影响规律,结合某机场工程,对5种不同掺外加剂混凝土的力学性能进行了测试,分析了影响掺外加剂混凝土冻融破坏的因素.测定了单轴抗压强度及单轴抗拉强度、动弹模量、质量损伤、冻融循环前后的强度比等方面的试验数据,在分析试验资料的基础上,通过回归分析,建立了混凝土随冻融循环次数变化的强度折减模型和动弹模量折减模型.可对高寒地区机场水泥混凝土道面设计、维护及剩余寿命预测等问题提供参考.     

碳化与冻融交替作用下的混凝土抗压强度

通过室内单一碳化、单一冻融,以及碳化与冻融交替作用下的混凝土耐久性循环试验,对比分析了混凝土相对抗压强度、相对动弹性模量和碳化深度等指标的变化规律.结果表明:在碳化与冻融交替作用下,混凝土相对抗压强度要比单一冻融作用时大,但增加程度有限;混凝土相对动弹性模量要比单一冻融作用时小,碳化深度则比单一碳化作用时大.碳化与冻融交替作用下的混凝土抗冻耐久性较之单一冻融作用下有所下降,抗碳化能力较之单一碳化作用下有所减弱.最后建立了碳化与冻融交替作用下以碳化时间和冻融循环次数为变量的混凝土抗压强度拟合模型.     

冻融循环对混凝土力学性能的影响

采用快速冻融试验方法，对普通混凝土及3．5％NaCl溶液中浸泡后的混凝土试件分别进行0，25，50，75，100次冻融循环试验，并采用大型混凝土静、动三轴试验系统，检测了冻融循环对混凝土抗压强度、弹性模量及应力-应变关系的影响，建立了简明的数学表达式。利用电子显微镜观察混凝土承受不同冻融循环次数后的微观结构，发现冻融循环次数越大，水泥浆的裂缝越多：不同配比的混凝土受冻融循环的影响也不同，水灰比大的混凝土受冻融循环影响大于水灰比小的混凝土。     

高强混凝土抗冻性的研究

从宏观和微观两方面研究了Ｃ６０,Ｃ８０,Ｃ１００高强混凝土的抗冻性。宏观研究表明,Ｃ６０高强混凝土的抗冻性不能满足Ｆ３００的要求,而Ｃ６０引气高强混凝土的抗冻性能却很好,快冻可达Ｆ１２００以上。Ｃ８０,Ｃ１００高强混凝土具有非常高的抗冻性,快冻可达Ｆ１２００以上,但高强混凝土经过一定冻融循环后,抗折强度会出现明显的降低。微观研究表明,当高强混凝土的气泡平均半径小于０．０１ｃｍ左右时,混凝土将具有超抗冻的特性。Ｃ６０高强混凝土在冻融过程中微孔结构的破坏主要是毛细孔物破坏,而Ｃ８０,Ｃ１００高强混凝土在冻融过程中,可能是非常细的毛细孔和较大凝胶孔的破坏。     

西藏水工混凝土抗冻性能的研究(续)

地处高寒地区的西藏，尽夜温差较大，水利水电工程中混凝土的冻融破坏非常严重。为研究解决这一工程问题，采用正交试验设计方法，就当地混凝土材料和引气剂设计了几种水利水电工程常用的不同强度等级混凝土。通过快速冻融试验，测试了冻融对混凝土的抗压强度、抗折强度及动弹性模量的影响，并通过显微测孔分析了混凝土的微现结构。最后，就不同因素对混凝土强度和抗冻性能的影响进行了评价，并提出了几种抗冻混凝土的推荐配合比。     

冻融循环作用下混凝土受压本构特征研究

采用混凝土棱柱体试件,通过快速冻融试验方法,对经受冻融损伤的混凝土受压性能进行了试验研究,分析了冻融循环次数、混凝土等级、相对动弹性模量对混凝土受压性能的影响,通过碟簧耗能装置,得到了完整的应力-应变关系试验结果.将冻融次数和混凝土等级作为参数,回归试验结果,提出了冻融循环后受压性能的计算公式以及适用于立方体抗压强度为20～50 MPa的冻融循环作用下混凝土的应力-应变全曲线方程,并将曲线控制参数与相对动弹性模量和混凝土等级建立关系.结果表明:碟簧耗能装置起到了吸收机械能量的作用,是应力-应变关系试验成功的重要保证.随着冻融循环次数的增加,受压应力-应变曲线趋于扁平;受压峰值应力降低,受压峰值应变、受压极限应变增大,三者随冻融循环的变化关系均近似线性;随着混凝土等级的提高,冻融对于混凝土材料的影响下降.此外,结合所建立的破坏准则所得到的数值分析结果与试验曲线有较好的一致性.     

冻融循环作用后变形钢筋与混凝土粘结性能退化研究

冻融循环作用后,混凝土内部发生损伤,混凝土的质量损失增加,超声波速、抗压强度和劈裂抗拉强度下降;而随着冻融循环作用次数的增加,钢筋与混凝土的粘结强度下降,钢筋自由端的峰值滑移量则增大;通过对3种直径螺纹钢筋与混凝土冻融后的粘结性能的试验研究得出:冻融循环作用后钢筋与混凝土粘结性能下降,特别是极限粘结强度随着冻融循环作用次数增加而下降,根本原因是由于冻融作用损伤混凝土造成混凝土的强度下降所致。     

硫酸钠溶液对混凝土抗冻性的影响

对混凝土在硫酸盐侵蚀条件下的抗冻性进行了实验研究,分析了硫酸钠溶液影响混凝土抗冻性的机理,结果表明,水灰比不同的混凝土,受到硫酸钠溶液影响的程序有所不同：水灰比较高,强度较低的混凝土,其弹性模量的下降比在水中时稍慢,抗冻融循环次数稍多;水灰比较低,强度较高的混凝土则由于硫酸盐侵蚀发挥作用,所以要比在水中冻融更早达到破坏,破坏形态为断裂。     

低温下碳纤维混凝土的试验研究

应用试验手段,制备了0.5％、0.8％、1.2％三种不同碳纤维掺量和不掺碳纤维的混凝土试件,对其在0、30、60、90次冻融循环条件下抗压强度和抗拉强度进行了对比试验。结果表明,碳纤维的掺加能提高混凝士的抗压强度和抗拉强度,掺量的大小与强度增加量的大小呈增函数关系;碳纤维的掺加能够降低混凝土在冻融条件下强度的损失率。同时,研究了低温下碳纤维混凝土中电阻率与混凝土应力的关系,为碳纤维混凝在寒冷地区桥梁结构健康监测的应用建立一定的理论基础。     

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。     

自密实混凝土抗冻性能研究

通过宏观和微观两方面研究C60自密实混凝土抗冻性。宏观研究表明C60自密实混凝土不能经受300次快速冻融循环,需掺入引气剂以保证其抗冻耐久性,自密实混凝土抗冻性能与高强混凝土类似,冻融破坏的主要因素是在冻融过程中温度变化而产生的疲劳应力所造成。微观研究表明C60自密实混凝土的相对耐久性指数与混凝土含气量、气泡间隔系数及微观孔径分布存在一定关系。