锈蚀箍筋约束混凝土本构模型研究

为研究锈蚀箍筋约束混凝土的本构模型,对箍筋锈蚀率、箍筋直径、箍筋间距、混凝土保护层等不同的混凝土棱柱体轴压试验数据进行了分析,得到各试件的混凝土应力-应变曲线;根据应力-应变曲线的形状和走势,并通过与现有约束混凝土本构模型的对比分析,提出了锈蚀箍筋约束混凝土本构模型的表达式;运用MATLAB软件对锈蚀箍筋约束混凝土的应力、应变数据进行非线性拟合,得到锈蚀箍筋约束混凝土本构模型的形状控制参数;最后对锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变曲线形状控制参数、峰值点参数进行了回归分析,建立了锈蚀箍筋约束混凝土本构模型及其峰值点参数的计算模型。     

冻融作用下活化煤矸石粉混凝土损伤劣化规律

为促进寒冷地区煤矸石在混凝土中的应用,通过机械-微波方式对煤矸石进行复合活化,从表观形貌、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度和劈裂抗拉强度等方面对煤矸石粉混凝土的损伤劣化规律进行了研究,并使用扫描电子显微镜、核磁共振波谱仪和X射线衍射仪等研究了活化煤矸石粉对混凝土抗冻性能的改性机理。结果表明:20%(质量分数)掺量下活化煤矸石粉对混凝土抗冻性能改善效果最好,且经300次冻融循环后,质量损失率和相对动弹性模量分别为2.32%和91.32%,抗压强度和劈裂抗拉强度分别下降了16.40%和26.12%;活化煤矸石粉能填充、细化孔隙,且其二次水化能消耗水泥水化产物Ca(OH)₂,产生C-S-H和C-A-S-H,提升水泥石密实程度,改善孔结构,使大孔占比减少。     

运煤栈桥碳化速度及寿命预测研究

运煤栈桥是大型矿场和燃煤电厂的重要运输设施,故对栈桥混凝土结构进行科学的耐久性评估和使用寿命预测有着重要的意义。在自然环境中,混凝土的碳化深度评定运煤栈桥耐久性劣化的重要指标,以陕北地区某运煤栈桥为研究对象,对栈桥支架结构进行室内快速碳化试验及室外自然暴露试验,在分析两者主要区别的基础上,并结合试验结果建立了运煤栈桥的碳化方程,且该模型具有一定的实用性和理论基础,可用于栈桥支架结构的碳化深度预测;同时,根据自然碳化试验,采用了表面阻断剂方法,分析对比了三种不同涂料对碳化速度的影响,从而提出一种降低碳化速度的最优办法。     

煤矸石陶粒混凝土碳化性能试验研究

为探究煤矸石陶粒混凝土的抗碳化性能,通过混凝土快速碳化试验,研究了煤矸石陶粒取代率及碳化时间对煤矸石陶粒混凝土抗碳化性能的影响,并建立了适用于不同煤矸石陶粒取代率和不同碳化时间的混凝土碳化模型。研究表明,随着碳化时间的增加,各取代率混凝土的碳化深度逐步加大,且碳化深度与碳化时间的平方根成线性关系,煤矸石陶粒取代率依次为20%、40%和60%时,混凝土抗碳化性能逐渐减弱。     

冻融循环作用下煤矸石混凝土的损伤特性及本构关系

考虑煤矸石粗骨料取代率（0、20%、40%、60%）的影响,开展冻融循环试验、单轴受压本构试验及声发射检测试验,研究煤矸石混凝土的损伤本构模型。研究结果表明：不同取代率的煤矸石混凝土的相对峰值应变与冻融损伤值具有较高的相关性,所得冻融损伤值与相对峰值应变的方程可为本构模型的建立提供有效参数。煤矸石混凝土声发射特性与其荷载损伤发展情况、力学性能、应力–应变曲线有紧密联系,基于受压声发射特性,采用PBS平行杆力学模型建立了未冻融循环作用下煤矸石混凝土的荷载损伤模型,并结合其冻融损伤模型,建立了煤矸石混凝土冻融损伤本构关系,计算结果与试验数据符合较好。该模型能较准确地反映混凝土在冻融和单轴受压荷载作用下的全过程损伤特征。     

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.     

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。     

冻融与硫酸盐侵蚀耦合作用下再生混凝土劣化规律

采用快冻法,对再生骨料取代率为30％的混凝土分别在3％Na2SO4,5％Na2SO4,10％Na2SO4(质量分数)溶液以及水中的冻融情况进行试验,试验过程中测试了再生混凝土质量变化、相对动弹性模量、抗压强度损失及损伤层厚度,分析了再生混凝土在冻融与Na2SO4溶液耦合作用下的损伤机理,建立了再生混凝土的冻融损伤模型,利用模型预测了再生混凝土的抗冻寿命.结果表明:再生混凝土在5％Na2SO4溶液中冻融损伤最严重;再生混凝土在10％Na2SO4溶液中的冻融损伤大于在3％Na2SO4溶液和水中的冻融损伤;再生混凝土的相对动弹性模量变化和损伤层厚度的变化相关,可以利用相对动弹性模量表示再生混凝土的内部损伤;曲线模型可以较好表征再生混凝土在硫酸盐环境下的冻融损伤,在5％Na2SO4溶液中,再生混凝土的抗冻寿命最差.     

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.     

极端冻融环境混凝土抗冻性能研究

寒冷地区冻融损伤是混凝土结构耐久性劣化的重要原因,通过气冻气融试验与水冻水融试验,对极端冻融环境下钢筋混凝土的抗冻性能指标进行测试,包括混凝土的相对动弹性模量变化、质量损失、抗压强度损失、抗折强度损失等,得出了相应的耐久性劣化规律。结果表明:高强度混凝土的抗冻性能优于低强度混凝土,在极端冻融环境下良好的养护条件可以适当提高混凝土的力学性能,钢纤维的掺入也在一定程度上提高混凝土的抗冻性能,相较于气冻气融试验,水冻水融试验机制下混凝土的抗冻性能良好。