模拟酸雨环境下混凝土抗拉性能试验研究

为揭示酸雨环境下混凝土抗拉性能的变化规律,在实验室配置了pH1.0硝酸硫酸混合溶液来模拟酸雨环境,采用完全浸泡的加速腐蚀试验方法对40个哑铃形混凝土试件进行不同程度的腐蚀,完成了受侵蚀不同程度的混凝土单轴拉伸试验.结果表明:在腐蚀初期,混凝土的抗拉强度、弹性模量和峰值应变逐渐递增;随腐蚀时间的延长,抗拉强度和弹性模量逐渐降低,但峰值应变仍继续增长;在相同环境下,混凝土抗压强度对腐蚀环境的敏感性较抗拉强度的敏感性大.基于试验结果,提出了酸雨环境下混凝土单轴抗拉应力-应变曲线上升段统一数学表达式.     

模拟海水低温环境下混凝土抗压性能试验研究

为了研究低温海水环境下混凝土的抗压力学性能变化,依据实测温度变化记录(不同于以往快速冻融试验),在试验室模拟了低温海水环境下混凝土的腐蚀过程,对在不同腐蚀程度下60个混凝土棱柱体试件进行抗压性能试验,得到了不同腐蚀时期混凝土抗压性能指标(轴心抗压强度、静力受压弹性模量等)。试验结果表明:低温海水侵蚀后混凝土试件的外观、质量和破坏形态等均随侵蚀时间发生变化,且随着腐蚀时间的延长,轴心抗压强度逐渐降低,但弹性模量变化不明显;分别采用质量损失、抗压强度、弹性模量和吸能能力等指标的变化率为损伤指标,对不同腐蚀程度混凝土力学性能的退化进行分析,得到了各损伤指标与混凝土抗压性能退化程度之间的变化规律。     

酸沉降环境下混凝土断裂韧度的试验研究

通过实验室加速腐蚀方式和三点弯曲试验研究酸雨腐蚀对混凝土断裂韧度的影响,得到在酸雨腐蚀条件下混凝土裂尖的劣化样貌以及断裂韧度的劣化情况。在模拟酸环境下,腐蚀深度随着浸泡时间的延长而增加,混凝土裂尖腐蚀层材料发生物理化学变化,并随着腐蚀时间的延长而变得松弛并产生微裂隙,导致混凝土裂纹尖端抵抗开裂的能力降低。三点弯曲试验结果表明:相比未腐蚀试件,腐蚀试件断裂韧度发生了明显改变,并且随腐蚀时间呈现出先增加后减小的趋势。断裂韧度的劣化过程受p H值的影响,溶液p H值越小,则腐蚀初期的性能强化时间越短,断裂韧度劣化越快。腐蚀层混凝土材料的劣化是导致混凝土力学性能下降的主要因素,通过试验得到了腐蚀混凝土断裂韧度和腐蚀深度间的关系曲线。     

酸雨环境下老旧砖砌体的抗压性能

为研究酸雨环境下老旧砌体抗压力学性能退化规律,实验室配置了PH值分别为1.5、2.5和3.5的3种硫酸和硝酸混合溶液来模拟酸雨环境,采用完全浸泡加速腐蚀的试验方法对砖、砂浆和砖柱进行不同程度的腐蚀,并测定其抗压强度。试验表明,随着腐蚀时间的增加,砂浆试块抗压强度先增大后降低;砖试块抗压强度随腐蚀时间的增加而降低;模拟酸雨溶液PH值越小,砂浆和砖试块抗压强度降低程度也愈大;砖柱极限承载力和弹性模量均随腐蚀时间的增加而降低,且模拟酸雨溶液PH值越小,降低程度愈大;随着腐蚀时间的增加,砖柱初始刚度逐渐减小,极限破坏位移增大;模拟酸雨溶液PH值越小,砖柱在达到峰值荷载时的变形值越小,脆性愈大;基于试验结果,建立了酸雨环境下砖柱应力应变曲线上升段统一数学表达式及酸雨侵蚀后普通烧结粘土砖砌体剩余抗压强度回归公式。     

酸雨环境下混凝土中性化及抗压强度研究

依据江西酸雨的实际情况,采用p H=3.5,SO2-4离子浓度分别为0、0.06、0.1、0.15 molL的四种酸雨溶液进行模拟不同的酸雨环境。为了得到酸雨对混凝土耐久性的影响,采用干湿交替的试验方法分析研究了受侵蚀混凝土外观、中性化和立方体抗压强度的变化规律。试验结果表明:随着侵蚀时间的延长,试件外观逐渐劣化;中性化深度随着SO2-4离子浓度的增大而增大;立方体抗压强度随侵蚀时间先缓慢增大后快速减小,并且,随着SO2-4离子浓度的增大,劣化现象更加明显。     

应力作用下受酸雨腐蚀混凝土的力学性能研究

通过配制pH=2.0的模拟酸雨溶液，采用浸泡加速腐蚀的方法，研究了不同压应力水平（28 d抗压强度的15%、20%、25%、30%）作用下混凝土不同腐蚀龄期内的力学性能变化规律。结果表明：在腐蚀初期，试件的质量与抗压强度呈现增加的趋势，而到腐蚀中后期，其质量和抗压强度均逐渐减小；随着应力水平的增加，试件的强度损失和峰值应变增大，而质量损失、峰值应力和吸能能力均减小；应力作用会加速酸雨对混凝土的腐蚀，且应力水平越高，加速腐蚀作用越显著。     

酸腐蚀下粉砂质泥岩力学特性及细观机理研究

为探究酸性环境下粉砂质泥岩宏观力学性质变化规律与孔隙变化规律及其内在联系,对不同pH值条件下不同腐蚀时间的粉砂质泥岩试样开展单轴压缩试验、电镜扫描试验及能谱分析试验,得到了不同溶液pH值与不同腐蚀时间对粉砂质泥岩试样宏观力学性质及细观损伤特性的影响规律。结果表明:(1)随着溶液pH值的减小及腐蚀时间的增加,试样的单轴抗压强度及弹性模量显著降低;(2)孔隙率及次生孔隙率显著增大,断口表面越来越粗糙;(3)粉砂质泥岩试样受酸溶液腐蚀机制主要是岩体内Al₂O₃等化合物与酸性溶液中的H⁺发生化学反应,从而引起试样的宏观力学性质劣化。     

盐酸腐蚀条件下混凝土的应力-应变关系研究

以pH值分别为2,3的盐酸作为腐蚀介质,研究了受腐蚀后C30混凝土抗压强度等力学性能以及应力-应变曲线的变化规律;阐述了受盐酸腐蚀混凝土性能劣化的内在原因.试验结果表明,盐酸腐蚀作用下,混凝土的抗压强度、弹性模量随腐蚀时间和溶液浓度的增加呈线性减小趋势,其应力-应变曲线逐渐趋于平缓.提出了基于研究结果的受盐酸腐蚀混凝土抗压强度、弹性模量的计算模型.     

酸雨侵蚀下水泥基材料的腐蚀损伤与评价——酸雨介质成分的影响

通过测试长期浸泡在不同酸雨中的混凝土试件相对弹性模量随侵蚀时间的变化,着重研究了酸雨酸度(pH值)及其SO24-浓度等酸雨侵蚀介质参数对水泥混凝土抗酸雨侵蚀能力的影响。研究结果表明:在酸雨静态长期浸泡环境下,水泥基材料表面和内部腐蚀损伤程度及速率与酸雨侵蚀介质H+和SO24-浓度以及产生的腐蚀产物有关;在酸雨介质其它离子成分保持不变的情况下,酸雨pH值和SO24-对受酸雨腐蚀后的水泥混凝土表面性能及其内部微观结构有着十分明显的影响,并且从酸雨侵蚀破坏过程来看,各水泥混凝土随着酸雨中的H+和SO24-浓度的增加而腐蚀越来越严重。     

化学腐蚀灰岩SHPB冲击动力学性能研究

为探究化学腐蚀后灰岩的动态力学性能,首先配制3组不同pH值(pH=3,7,11)的NaCl和KHSO_4混合溶液并制备不同腐蚀损伤程度的灰岩试样,然后通过核磁共振测试获得腐蚀试样的孔隙率和MRI成像图,最后利用分离式Hopkinson压杆装置开展冲击压缩试验。结果表明:灰岩损伤程度与溶液pH值关系密切,酸性溶液腐蚀损伤最为明显,损伤度变化范围最大(1.38%~2.02%),碱性次之,中性环境岩性最为稳定;随腐蚀时间推移,灰岩孔隙率逐渐增大,从自然状态下的0.26%剧增到3.20%(酸腐蚀28 d),其动态抗压强度和弹性模量以14 d为界呈现两阶段劣化特征,最大下降幅度分别高达36.6%和59.3%,破坏应变也相应增大。化学腐蚀灰岩的损伤程度与破裂块度分布分形维数都随腐蚀时间增加而增大,在酸、碱腐蚀环境下二者呈线性正比关系,而中性条件下则相关性不甚明显。     

酸雨环境下钢筋混凝土框架梁抗震性能试验研究

为研究酸雨侵蚀环境中RC框架梁的抗震性能,设计了3组不同剪跨比（剪跨比分别为5.0、4.2、3.4）的RC框架梁,采用人工气候盐雾箱对其进行酸雨环境（pH值为3.0）加速侵蚀试验,随后对其进行拟静力试验,分析了不同酸雨酸化深度下的钢筋锈蚀程度和剪跨比对RC框架梁抗震性能的影响。结果表明：在酸雨溶液中的H⁺和SO₄^2-的共同侵蚀作用下,RC框架梁混凝土表面出现坑蚀小洞,且蚀洞随着侵蚀程度的增加而逐渐加重;当酸化深度小于混凝土保护层厚度时,RC框架梁的承载力和延性略有增加;随着酸雨侵蚀程度的加深,相同剪跨比的试件,其破坏状态由弯曲破坏转变为以弯曲变形为主的弯剪破坏,当纵筋锈蚀率为6.5%时,承载力下降了17.6%,延性降低了5.24%,累积耗能减少30.87%;当钢筋锈蚀程度相近时,试件的弯剪破坏形态随着剪跨比的减小逐渐明显,承载力增大,延性和耗能能力随之减小。     

受盐酸腐蚀混凝土抗压强度的灰色预测模型

基于受盐酸腐蚀混凝土抗压强度的试验研究,采用灰色系统理论建立了单变量的一阶灰色预测模型GM(1,1),对受盐酸腐蚀混凝土的抗压强度进行预测,并将预测值与试验值进行了比较.研究表明,灰色预测模型的预测结果与试验结果吻合较好;这种模型简便易行,能够有效地预测受腐蚀混凝土的抗压强度.     

Factors affecting the strength and creep properties of laterized concrete

Many factors are known to affect the strength and creep properties of laterized concrete prisms. Those considered in this report include: mix proportion, water/cement ratio, curing ages, grain size ranges, stress level, lateritic soils-river sand variation. Moulds of 50 × 50 × 250 mm high were used for making prism specimens. Four different mix proportions were selected while prism specimens were cast using four different water/cement ratios which were kept constant for each mix proportion. Prism specimen were also made using a constant water/cement ratio with different river sand lateritic soils proportions forming the fine aggregate component of the selected 1:2:4 mix proportion. The results have shown that increase in cement content and decrease in water/cement ratio of laterized concrete prisms bring about increase in the compressive strength obtained. The mix ratio of 1 part lateritic soils plus $\text{1}\text{1}\text{2}$ parts river sand produced a slightly higher strength than the conventional concrete grade 20. There is also a corresponding increase in the creep of laterized concrete prisms due to different curing ages and different imposed loads. Both the mix proportion and the grain size ranges affect the creep of laterized concrete prisms differently. Unlike the creep of concrete which shows some definite recovery after unloading, laterized concrete prisms did not show any form of recovery, and there was drastic reduction in the compressive strength of the specimens after unloading.     

混凝土单轴受压性能尺寸效应的试验研究

采用刚性辅助架法获得混凝土棱柱体试件的单轴受压应力-应变全曲线。通过对试验结果进行回归分析,得到不同强度等级、不同尺寸试件单轴受压性能之间的关系。对混凝土棱柱体试件单轴受压性能的尺寸效应进行系统研究,重点分析混凝土强度等级对混凝土棱柱体受压的峰值应力、应变、极限应变及弹性模量等尺寸效应的影响,并对这些力学性能参数的尺寸效应系数提出建议。     

冻融循环-酸雨锈蚀交替作用后圆钢管混凝土轴压短柱力学性能分析

基于材料强度折减及钢管壁厚折减的方法,对冻融循环-酸雨锈蚀交替作用后圆钢管混凝土轴压力学性能采用有限元法进行了研究。基于合理的有限元分析模型,对冻融循环-酸雨锈蚀交替作用后圆钢管混凝土柱的破坏模态、轴向荷载-位移关系、钢管与混凝土相互作用进行了分析,研究了含钢率、截面尺寸、钢管屈服强度、混凝土轴心抗压强度以及冻融循环-酸雨交替次数对试件轴压极限承载力的影响。结果表明:有限元模拟结果与试验结果吻合良好,验证了模型的有效性; 冻融循环-酸雨锈蚀交替作用后轴压圆钢管混凝土短柱的破坏模态与普通试件相似,轴向荷载-位移曲线变化趋势一致,试件均为塑性破坏; 圆钢管混凝土轴压短柱随冻融循环-酸雨锈蚀交替次数的增加,材料性能劣化严重,外钢管对核心混凝土约束作用减弱,试件极限承载力明显下降。     

不同侵蚀溶液耦合冻融作用下混凝土力学性能差异

以清水、质量分数为5%的硫酸钠溶液、5%硫酸钠+3%氯化钠的混合溶液为侵蚀介质,采用慢冻法及干湿交替环境,对强度为54.71 MPa、水胶比为0.4的高强混凝土进行0、100、200、300次冻融循环,观察各组试件表面剥蚀情况,测定质量损失和抗压强度。试验结果表明:随着冻融循环及侵蚀次数增加,混凝土试块表面剥蚀趋于严重,质量损失率增加,抗压强度减小。侵蚀介质为5%硫酸钠+3%氯化钠溶液的混凝土试件,各参数的变化幅度最大。