高寒地区冻融环境下混凝土质量损失规律试验研究

在冻融循环作用下,考虑混凝土水胶比、冻融循环次数为混凝土质量损失的影响因素,对高寒地区路面混凝土的质量损失规律进行研究,归纳总结出有益结论,对西藏地区混凝土路面结构设计、材料的选用研究及施工具有现实的指导作用,同时对类似高寒地区混凝土路面的结构设计和施工也具有借鉴意义。     

冻融循环作用下混凝土的冲击波传播特性

通过室内试验,研究了混凝土冻融循环次数、水灰比对其质量损失率、动弹性模量及冲击波波速的影响,同时分析了采用冲击回波法测试混凝土动弹性模量的可行性.结果表明:混凝土的质量损失率、动弹性模量均随着冻融循环次数的增加而逐渐减小;混凝土水灰比越大,其质量损失越大,动弹性模量及冲击波波速越小;采用冲击回波法测定的混凝土动弹性模量与规范采用的共振法测定结果基本一致.     

喷射UHTCC抗冻性能试验研究

通过对比试验研究喷射UHTCC梁和普通混凝土梁在冻融循环后的性能变化,包括质量损失、动弹性模量损失和弯曲性能。试验结果表明,经过100次冻融循环后,喷射UHTCC的质量损失和动弹性模量损失均保持在较低水平,且仍具有应变硬化特征和多缝开裂现象,具有良好的抗冻性能。     

冻融循环作用对混凝土路面使用寿命的影响

在研究了冻融循环作用下混凝土强度衰减规律的基础上,分析了冻融循环作用对混凝土路面使用寿命的影响及其影响机理,得出了冻融循环作用对混凝土路面使用寿命影响明显的结论,从而为完善我国寒冷地区水泥混凝土路面结构设计奠定基础。     

混凝土冻融循环损伤后力学性能衰减规律研究

桥梁承台、墩柱混凝土经历冻融损伤后,影响整体受力性能.为研究混凝土冻融循环损伤后力学性能衰减规律,依托西藏拉林铁路连续刚构桥,采用快冻法对承台C30混凝土和墩柱C40混凝土试块开展冻融循环试验,利用动弹仪测量混凝土试块动弹性模量,并测量混凝土试块质量损失.试验结果表明,随着冻融循环次数的增加,混凝土试块动弹性模量与质量...     

基于冻融损伤下的高性能混凝土力学性能 衰减规律研究

为研究冻融损伤对高性能混凝土力学性能损失的影响,将混凝土置于水或盐溶液中快速冻融400次后,测其动弹性模量、抗折、抗压及劈裂抗拉强度。定性分析了冻融循环次数与上述四个评价指标间的关系,并分析了损伤度与相对剩余抗折强度及抗压强度之间的关系,建立了抗折强度的衰减方程。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土的动弹性模量、抗压、抗折和劈裂抗拉强度均逐步降低,抗压强度的衰减速率先增大后减小,动弹性模量、抗折、劈裂抗拉强度则是不断增大;相同冻融循环条件下,含气量越低、水胶比越大,冻融损失越大;冻融介质对混凝土的强度损失有一定影响,盐溶液对强度造成的损失更大;损伤度与相对剩余抗折强度间具有良好的相关性,但与抗压强度间不具有相关性。     

隧道洞渣粗骨料混凝土抗冻性能试验研究

通过高寒地区隧道洞渣粗骨料混凝土冻融循环试验,研究在不同冻融循环次数下,隧道洞渣粗骨料取代率对混凝土抗冻性能的影响,分析试件相对动弹性模量、质量、抗压强度和劈裂抗拉强度损失率的变化规律。结果表明：混凝土的抗冻性能与洞渣粗骨料取代率呈负相关,当洞渣粗骨料取代率达到30%时,洞渣粗骨料混凝土相对动弹性模量、质量、冻融试验后的抗压强度和劈裂抗拉强度损失率与普通混凝土相差不大,其抗冻性能相对较好,冻融循环50次前试件破坏程度均较小而100次之后试件严重破坏,在冻融循环后期粉煤灰的填充效应随着洞渣粗骨料取代率的增加而增加。     

浸胶短切BFRC抗冻融性能试验

针对浸胶短切玄武岩纤维对增强混凝土(BFRC)耐久性的作用,通过试验测试其相对动弹性模量和质量损失的方法,研究冻融循环对材料性能的不利影响,并进行回归分析。试验结果表明:掺入浸胶短切玄武岩纤维以后,改变了原有基材的力学性能。与普通混凝土相比BFRC经过冻融循环后其相对动弹性模量下降缓慢,而且其质量损失明显减缓,这与混凝土的内部结构改变直接相关。对于掺入固定体积率的浸胶短切BFRC的冻融循环次数与相对动弹性模量下降百分比、冻融循环次数与质量损失百分比之间的关系均可以用二次多项式回归公式进行预测,且拟合度很高。     

拉萨市区混凝土路面裂缝形态及成因分析

以拉萨市区混凝土路面开裂调研资料为基础,对拉萨地区混凝土路面开裂状况进行描述和成因分析,归纳总结出西藏地区混凝土路面的开裂破坏形式,对高海拔地区混凝土路面结构设计、材料的选用研究及施工具有现实的指导作用,同时对类似高海拔地区混凝土路面的结构设计和施工也具有借鉴意义。     

冻融循环作用后钢筋混凝土梁受剪性能研究

为研究冻融循环作用对钢筋混凝土梁受剪性能的影响,对分别经历0,75,100,125,150次冻融循环作用的立方体试块进行了抗压强度试验,并对设计制作的45根钢筋混凝土梁分别经历0,75,100,125次冻融循环后的静力受剪性能进行试验。分析了混凝土质量损失率、相对动弹性模量、相对抗压强度、相对抗拉强度与冻融循环次数的关系。研究不同冻融循环次数、不同箍筋间距对混凝土梁受剪性能的影响。研究结果表明:混凝土试块质量、相对动弹性模量、相对抗压强度和相对抗拉强度均随着冻融循环次数的增加而下降;梁的开裂荷载、极限荷载都随着冻融循环次数的增加而降低;GB 50010—2012《混凝土结构设计规范》关于梁受剪承载力的计算理论适用于冻融循环作用后的钢筋混凝土梁。     

冻融对钢纤维石墨导电混凝土耐久性能的影响

对比分析了不同冻融循环次数下,钢纤维-石墨导电混凝土与素混凝土的力学性能。结果表明,经过200次冻融循环后,素混凝土的质量损失达到5.1%,相对动弹性模量为58.1%;导电混凝土的平均质量损失仅为2.1%,平均相对动弹性模量为88.0%;经过300次冻融循环后,素混凝土抗压强度下降39.9%,导电混凝土抗压强度下降23.6%,即导电混凝土的抗冻融循环的能力优于素混凝土,并且,可根据相应的拟合曲线预测导电混凝土的使用寿命。     

冻融损伤对混凝土断裂性能的影响研究

制备水灰比为0.4和0.5的普通混凝土和掺引气剂混凝土,通过冻融循环试验、楔形劈裂试验,及CONSOFT软件逆向分析和拟合,研究了冻融循环损伤对混凝土断裂能及其应变软化的影响。结果表明,100次冻融循环后水灰比为0.4和0.5的普通混凝土相对动弹性模量分别下降30%和55%,而掺加引气剂混凝土几乎无动弹性模量损失;冻融循环后,混凝土断裂能显著下降,水灰比为0.5的普通混凝土100次冻融循环后断裂能损失71%,水灰比0.4时下降超过50%,极大削弱了混凝土的软化韧性;掺加引气剂混凝土具有良好的抗冻能力,虽然断裂能也随冻融次数的增大而降低,但基体内部大量气泡的存在使混凝土弹性变形能力增大,从应变软化性能来看,其抗拉强度较普通混凝土高得多,呈现较好的韧性。     

不同条件下水工混凝土抗冻指标演化规律研究

水工混凝土抗冻性演化规律是确定寒区水工混凝土养护时机的先决条件,有助于延长寒区水工混凝土的使用寿命。基于此,文中对不同水灰比及不同石灰岩粉末掺量下,不同冻融循环次数与水工混凝土质量损失率、相对动态弹性模量等抗冻指标关系的演化规律进行研究。结果表明,水工混凝土的质量损失系数与冻融循环次数呈现正相关关系,且随着水灰比的增加及石灰岩粉末掺量的增加,其质量损伤衰变速率也有所增加。冻融循环次数越多,水工混凝土相对动弹性模量越低;水灰比越大,石灰岩掺量越高,其相对动弹性模量衰变速率更快。     

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。     

冻融循环作用后钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

为研究冻融循环作用后的钢筋混凝土梁受弯性能,对经历0、50、100、125次冻融循环的混凝土立方体试块进行抗压强度试验;设计并制作了48根钢筋混凝土梁试件,分别经历0、50、100、125次冻融循环后进行静力受弯性能试验;分析混凝土质量损失率、相对动弹性模量、相对抗压强度等参数与冻融循环次数的关系。研究冻融循环次数、混凝土强度等级对钢筋混凝土梁受弯性能的影响。结果表明：混凝土试块质量、相对动弹性模量和立方体抗压强度均随冻融循环次数的增加而下降,高强度等级混凝土可延缓冻融循环造成的破坏;部分设计适筋混凝土梁经历冻融循环作用后发生超筋破坏。推导了受弯梁经历冻融循环作用后发生超筋破坏的界限配筋率计算式,并通过试验验证了其正确性;冻融循环作用后钢筋混凝土梁的开裂弯矩、受弯承载力仍可采用现行混凝土结构设计规范相关理论计算。     

表层强化材料增强机场道面混凝土抗冻性能研究

寒冷地区冻融循环作用使得机场道面在满足承载力要求的情况下表面产生许多破坏形态,影响机场的正常运行。为快速、高效且以较低的成本修复机场道面表面破坏,提出将混凝土保护剂、聚脲、环氧树脂和硅烷用于道面混凝土以提高其抗冻性能。设计了单面冻融循环试验,以质量损失、相对动弹性模量、饱和度和扩散系数指标来评价强化后混凝土的抗冻性能,并基于扫描电镜(SEM)对表层强化材料增强混凝土抗冻性能机理进行了分析。结果表明:经强化后,混凝土质量损失和饱和度减小,相对动弹性模量增加,随着冻融循环次数增加,扩散系数先减小后增大,分界点在第42次左右;硅烷材料缩合反应产物可显著提高混凝土的防水和抗冻性能,相比未强化混凝土质量损失减少66%,相对动弹性模量提高64.8%,饱和度和扩散系数显著降低,适于作为机场混凝土道面表层的强化材料,用量宜为4 m~2/kg。     

冻融损伤混凝土力学性能衰减规律

为研究冻融作用对混凝土力学性能的影响,采用快冻法将混凝土盐冻或水冻至不同损伤程度后,测其动弹性模量、抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度.以动弹性模量为损伤变量,分析了冻融损伤与抗折、抗压强度之间的关系,采用回归分析的方法建立了抗折强度衰减方程.结果表明,混凝土抗压、抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量均随冻融循环作用次数的增加而逐步降低;抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量的衰减速率随冻融循环作用次数的增加而不断增大,但抗压强度的衰减速率则是先增大后减小;在冻融循环次数相同的情况下,含气量越高、水灰比越低,混凝土的强度损失越小,其力学性能损失的大小顺序依次为:抗折强度和劈裂抗拉强度、动弹性模量、抗压强度;冻融损伤与抗折强度的相关性较好,但与抗压强度的相关性较差,当冻融损伤小于40%时,混凝土的抗压强度一般不低于其初始强度的70%.     

提高高寒地区水泥混凝土路面整体质量的方法

根据高寒地区特殊的气候条件,分析了高寒地区水泥混凝土路面病害发生的原因,结合高寒地区水泥混凝土路面施工实践,从控制原材料质量、改善水泥混凝土配合比和改进水泥混凝土路面的施工工艺入手,对全面提升高寒地区水泥混凝土路面的整体质量,做了初步的探讨。     

冻融循环后再生砖粉ECC的耐久性试验研究

为研究再生砖粉ECC抗冻性能，对其进行冻融循环试验，分析了再生砖粉ECC的质量、抗压强度、相对动弹性模量损失的变化规律，并针对三北地区进行了寿命预测。研究表明：再生砖粉ECC的质量、抗压强度、相对动弹性模量损失率随着冻融循环次数的增加而增加。在300次冻融循环时，再生砖粉ECC的质量损失率小于5%，抗压强度损失率小于20%，相对动弹性模量损失率小于40%。且再生砖粉ECC在三北地区的寿命预测高于50年，可满足寒冷地区工程需要。     

不同环境下普通混凝土抗冻试验研究及机理分析

试验测试了不同水灰比普通混凝土在标准水冻环境、浓度5%的氯化钠溶液环境以及-10℃冻融循环3种不同环境下的抗冻性能。以试件的动弹性模量与质量损失作为抗冻性能的评判标准,试验结果表明:降温幅度对混凝土的抗冻性有显著影响,降温幅度越大,水灰比对试件抗冻性影响也越显著;-10℃冻融循环下,试件的质量损失不明显;在盐冻环境中,普通混凝土的动弹性模量与质量损失严重,试件迅速破坏。