基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻性评估

对灾变后轻骨料混凝土抗冻融性能评估的关键在于对其在特定灾变程度下抗冻融性能的精确定量描述及预测。通过反复加载对轻骨料混凝土预加初始应力损伤来模拟灾变,以相对动弹性模量为评价指标,研究初始损伤度分别为0、0.05、0.12、0.19、0.27的轻骨料混凝土抗冻融性能;将灰色系统理论引入混凝土抗冻耐久性研究中,利用相对动弹性模量实测数据建立基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻融性能预测模型,与修正的Loland混凝土损伤模型对比并进行精度分析;借助建立的GM(1,1)预测模型定量研究初始应力损伤对轻骨料混凝土抗冻耐久性的影响并预测其抗冻耐久寿命。结果表明：初始应力损伤会加速轻骨料混凝土抗冻融性能劣化,且初始损伤度越大劣化速率越快;各初始损伤度下GM(1,1)模型的平均相对误差均小于4.5%,GM(1,1)模型的预测精度整体上优于修正Loland模型;轻骨料混凝土自身具有良好的抗冻融性能,在内蒙古中西部地区抗冻耐久寿命可达45年,当初始损伤度为0.05、0.12、0.19、0.27时,抗冻耐久寿命分别缩短至30年、25年、17.5年、10年。基于GM(1,1)的应力损伤轻骨料混凝土抗冻融性能预测模型可实现对灾变后轻骨料混凝土全寿命周期内抗冻融性能较为精确的定量评估,为指导北方寒旱区轻骨料混凝土工程实践提供理论依据。     

应力损伤轻骨料混凝土抗冻融性能

通过反复加载对浮石轻骨料混凝土预制初始应力损伤,采用"快冻法",以相对动弹性模量和质量损失率为评价指标,研究损伤度分别为0、0.05、0.12、0.19、0.27的轻骨料混凝土抗冻融性能。借助扫描电子显微镜分析冻融后应力损伤轻骨料混凝土的微结构特征,探讨初始应力损伤对轻骨料混凝土抗冻融性能的影响机理。最后,通过对轻骨料混凝土冻融损伤演化过程的分析,以Loland混凝土损伤模型为基础建立包含初始应力损伤和冻融损伤的轻骨料混凝土力学损伤演化方程。结果表明:初始应力损伤的存在会加速轻骨料混凝土冻融损伤的发展,且初始应力损伤越大,冻融损伤越严重;力学损伤演化方程拟合值和试验值吻合良好,可为灾变后轻骨料混凝土的抗冻融性能预测及维护加固提供理论依据。     

盐蚀-冻融循环作用下天然浮石混凝土的抗冻性

以内蒙古天然浮石作为粗骨料,用快冻法研究了LC30强度等级的天然浮石混凝土在清水中及内蒙古河套灌区盐渍溶液中的抗冻性,分析冻融循环后的质量损失以及相对动弹性模量的变化幅度及变化规律,并对其进行核磁共振测试、电子计算机X射线断层扫描(CT)和环境扫描电镜测试,研究冻融后的孔隙和微裂纹的分布情况。结果表明:相对清水中,在盐渍溶液中的质量损失率和相对动弹模量的冻融损伤较严重,并且核磁共振信号比较强,孔隙变化率为10.60%,CT图像的孔径较大,且呈现长度约为0.5~1.5mm的"龟裂纹"。     

石灰石粉对浮石混凝土力学性能和微观结构的影响

以天然浮石作为粗骨料,通过内掺0%、10%、20%、30%和40%质量分数的石灰石粉替代相同质量的水泥配制浮石混凝土,研究不同掺量石灰石粉对浮石混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响,并借助扫描电镜观察分析混凝土微观结构。结果表明:石灰石粉掺量为10%时,浮石混凝土各龄期力学性能显著提高;石灰石粉可加速水泥早期水化,提高水泥石基体和浮石-水泥石界面过渡区密实度;石灰石粉具有后期水化活性。     

石粉掺量对轻骨料混凝土性能的影响

采用天然浮石作为粗骨料,以LC40强度等级的轻骨料混凝土为基准,研究石粉掺量对轻骨料混凝土的抗压强度、抗折强度、轴心抗压强度的影响,提出了应力-应变曲线的本构方程,运用扫描电镜分析了石粉掺量对其结构的影响.结果表明:石粉的掺入对轻骨料混凝土性能的改善较为明显,石粉掺量为30%(质量分数)时其力学性能最佳;轻骨料混凝土的本构关系用有理式方程表达更精确.