疲劳-冻融多次交互作用下混凝土损伤特性试验研究

通过对混凝土棱柱体试件进行疲劳荷载和冻融循环交互试验,分析疲劳荷载及冻融循环次数对试验后试件外观形貌、质量、相对动弹性模量和抗压强度的损伤劣化影响。试验结果表明:随着交互试验次数的增多,混凝土试件表面的坑洼面变多、孔洞变大,粗细骨料分离,质量出现先增加后减小的变化趋势,相对动弹性模量及试件的抗压强度下降速率明显加快。3个试验周期后,交互作用的试件与仅冻融循环的试件相比,试件的质量损失率增加0.36%,相对动弹性模量下降30.6%。混凝土的抗压强度降低18.1%。     

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.     

既有裂缝混凝土的冻融劣化及损伤特性分析

采用预制裂缝的方法模拟实际工程中带裂缝混凝土,研究带裂缝混凝土在冻融循环条件下的损伤劣化过程及力学特性。通过对有、无预制裂缝的混凝土试件冻融循环后的表面变化观测、单轴压缩与弹性模量试验,研究冻融循环作用对有、无预制裂缝混凝土试件的弹性模量、轴心抗压强度、应力-应变关系的影响,得到了峰值应力与峰值应变随冻融循环次数的变化关系,结合损伤力学的方法分析预制裂缝对混凝土抗冻性能的影响。结果表明:无裂缝试件在冻融后出现成片剥落、边缘缺角的表面变化,而预制裂缝试件在此基础上还出现了预制裂缝沿径向扩展、侧面萌生横向裂缝的现象;预制裂缝混凝土试件强度和弹性模量的损失率更大,得到了预制裂缝试件峰值应力与冻融循环次数的计算式;裂缝使混凝土损伤率大于无预制裂缝试件。     

盐冻循环作用下再生保温混凝土的抗冻性能研究

为研究再生粗骨料取代率对盐冻循环作用下再生保温混凝土抗冻性能的影响，对不同再生粗骨料取代率试件在盐冻循环0～100次下的宏观形貌、微观形貌、氯离子浓度、质量损失率、抗压强度和劈裂抗拉强度等指标进行对比分析。结果表明，盐冻循环100次后，再生粗骨料取代率为0的试件表面未发生明显变化，再生粗骨料取代率为30%和50%的试件表面出现再生粗骨料剥落和少量浆料脱落，再生粗骨料取代率至70%和100%的试件表面出现了贯穿性裂纹和再生粗骨料剥落现象。随着盐冻循环次数从0增加至100,不同再生粗骨料取代率试件的抗压强度和劈裂抗拉强度都呈现减小特征；在相同盐冻循环次数下，再生粗骨料取代率越高则试件的抗压强度和劈裂抗拉强度越小，再生保温混凝土试件的抗压强度和劈裂抗拉强度损失率都随着盐冻循环次数增加而增大。盐冻循环过程中，裂纹先在旧界面薄弱区产生，并随着盐冻循环次数增加而出现裂纹扩展并贯穿至新水泥砂浆中。     

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。     

改性轻骨料混凝土高温抗压性能及微观结构

采用骨料表面裹覆处理措施改善轻骨料混凝土抗高温爆裂性能,设计了2类改性陶粒混凝土,测试了200,400,600,800,1 000,1 200℃高温作用后改性陶粒混凝土的高温爆裂情况及相对残余抗压强度.通过扫描电镜(SEM)观察了高温后改性陶粒混凝土中骨料-水泥界面过渡区的微观结构.结果表明:改性陶粒混凝土的抗高温爆裂性能较普通陶粒混凝土和普通混凝土提升显著.随着温度的升高,改性陶粒混凝土残余抗压强度不断劣化;在1 200℃高温后,普通陶粒混凝土严重爆裂,而改性陶粒混凝土仍有25%~35%的相对残余抗压强度.同时探讨了改性轻骨料混凝土耐高温性能的作用机理.     

砌体冻融损伤与性能劣化试验研究

设计并制作2块砖大面相叠的单元体试件,研究该砌体试件经历15,30,45,60次冻融循环后的表观损伤、质量损失及抗压强度劣化情况。研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,砌体试件不断开裂、剥落,质量损失率和抗压强度损失率不断增大,经历60次冻融循环后,砌体试件抗压承载力丧失;砌体试件抗压强度损失率(y)和质量损失率(x)的关系为y=10.67e~(0.118x),相关系数R~2=0.990,抗压强度损失率和质量损失率表现出较强的相关性。     

再生保温混凝土与普通混凝土抗冻性能对比研究

对再生保温混凝土(以下简称为RATIC)与普通混凝土(以下简称为NC)的抗冻性能进行了对比研究。通过对两种混凝土冻融循环作用下的动弹性模量、质量损失率、表观破坏情况以及抗压强度衰减程度的检测记录,对比分析两种混凝土抗冻性能的优劣程度。研究结果表明当冻融循环次数为150次时,NC相对动弹性模量下降为初始值的54.8%,质量损失率达到5.36%,抗压强度降低幅度为45.2%,试件出现严重水泥浆体剥落,边角断裂等现象。当冻融循环次数达到225次时,RATIC相对动弹性模量下降为初始值的60.75%,质量损失率达到4.87%,200次冻融循环下RATIC抗压强度降低幅度为44.2%。     

再生混凝土经高温冷却后抗压强度试验研究

为探究再生混凝土高温后性能,为火灾后再生混凝土建筑物的强度评价提供参考,主要对再生混凝土试件经高温处理后的抗压强度水平,以及不同再生骨料取代率下试件高温后的抗压强度差异进行分析。结果表明：全温度范围内,普通混凝土和再生混凝土经相同温度高温处理后并未出现外观上的明显差异;温度处于20℃～300℃范围内时,残余抗压强度和常温数值均未出现较大差异;温度提升至400℃～600℃范围内时,再生混凝土和普通混凝土相对残余抗压强度均快速大幅下降,其中再生混凝土降幅相对更大;进一步提高温度至800℃,此时各组混凝土残余抗压强度相差不大。     

高温后喷水冷却机制砂混凝土的性能研究

以受热温度为变化参数,进行了高温后机制砂混凝土圆柱体抗压强度试验,分析了高温后喷水冷却试块的表面状况、烧失率和抗压强度变化情况。研究表明：高温后喷水冷却的机制砂混凝土试块颜色呈现出青灰-灰白的变化趋势;喷水冷却试块遍布孔洞,严重剥落;当混凝土强度等级为C50以上,或温度高于600℃时,喷水冷却的烧失率急剧增大。升温是劣化机制砂混凝土抗压强度的重要因素,800℃时,喷水冷却试块的残余抗压强度仅为常温时的19.02%。基于试验数据拟合了高温后喷水冷却下机制砂混凝土圆柱体试块的抗压强度计算公式。     

再生混凝土经历高温及冻融循环后抗压性能试验研究

为研究再生混凝土经历高温及冻融循环后的抗压性能,以不同再生骨料取代率(0%、30%、50%、70%、100%)为主要变化参数,分析经历不同温度(20、200、400、600℃)及冻融循环(0、15次)作用后混凝土抗压强度的变化规律。研究结果表明:再生骨料取代率越大,混凝土抗冻融能力越差,取代率100%混凝土经高温和冻融作用后,其抗压强度仅为冻融前的60.7%;经历400℃高温及15次冻融循环作用后,再生骨料取代率超过50%时抗压强度明显下降,取代率100%混凝土的抗压强度仅为取代率0%时抗压强度的70.3%。     

冻融循环后纤维陶粒混凝土力学性能试验研究

使用淤泥陶粒为粗骨料分别配制无纤维、塑钢纤维(HPPF)和聚丙烯腈纤维(PANF)陶粒混凝土,经冻融循环试验后,研究其表面破坏特征、质量、抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度与微观结构的变化。相关试验结果表明,掺入纤维能够有效抑制陶粒混凝土中裂缝的产生和发展,改善陶粒混凝土的抗冻性能。冻融损伤使陶粒混凝土表面的水泥浆层变脆剥落,但质量损失不明显;冻融循环后陶粒混凝土抗压强度下降,弹性模量变小,变形增大,劈裂抗拉强度变小。     

不同石粉含量的机制砂混凝土高温后力学性能

以受火温度、石粉含量为变化参数,设计并制作了210个100 mm×100 mm×100 mm的机制砂混凝土立方体试件,对其进行高温后的物理力学性能试验,获取了试件的质量损失率以及抗压强度和劈裂抗拉强度,建立了机制砂混凝土高温后抗压强度和劈裂强度的劣化模型,同时结合X射线衍射和扫描电子显微镜等技术,揭示了高温后机制砂混凝土力学性能劣化的微观机理。基于最高受火温度和质量损失率,分别提出了高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度评估计算式。结果表明:随着温度的升高,机制砂混凝土试件的表面颜色从灰色变成红褐色,最后呈白色,高温作用使试件表面出现了温度裂缝及剥落现象; 试件的质量损失率随着石粉含量的增加而增大; 混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随着温度的升高显著减小; 随着石粉含量的增加,混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度先增大后减小,当石粉含量(质量分数)为10%时,混凝土强度达到最大值; 基于试验结果建立的高温后机制砂混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的劣化模型拟合度较好; 混凝土中掺入适量的石粉能促进体系中钙钒石和氢氧化钙等水化产物数量,当经受700 ℃高温后,水泥水化物脱水分解使混凝土内部裂缝和孔隙增多。     

塑钢纤维轻骨料混凝土的冻融损伤模型

对掺塑钢纤维的轻骨料混凝土(LWAC)试件进行快速冻融循环试验和抗压强度试验,得到冻融循环后该轻骨料混凝土的相对动弹性模量、质量损失率和抗压强度的变化规律.分别以相对动弹性模量和抗压强度为损伤变量建立了含塑钢纤维掺量参数的轻骨料混凝土冻融损伤模型.结果表明:塑钢纤维可有效地抑制轻骨料混凝土的冻融损伤;当塑钢纤维掺量为6kg/m~3时,轻骨料混凝土的抗冻性能最好,服役寿命最长,抗压强度最高;塑钢纤维轻骨料混凝土抗压强度冻融损伤模型宜用指数函数型模型,该冻融损伤模型和相对动弹性模量冻融损伤模型的拟合精度较高,均能够较好地反映塑钢纤维轻骨料混凝土的冻融损伤变化规律.     

提升抗冻融性能的再生混凝土机械增压养护

研究针对因骨料表面旧砂浆附着导致的再生骨料混凝土劣化问题,旨在提出一种在混凝土养护期内通过施加持续压力改善再生混凝土孔结构的成型工艺。对再生混凝土的孔结构进行相关测试,并评估工艺作用下再生混凝土抗冻融性能。结果表明相比没有施加机械力的试件,10MPa压力成型试件的含气量降低54.0%,气泡平均半径减小33.3%,气泡间距系数减小4.8%,进而表现为冻融循环150次时,质量损失率仅为对比组的1/3,显著提升了抗冻融性能。研究成果可为再生混凝土制备预制构件的抗冻融性能提升提供技术支持。     

含大理石废料混凝土火灾后的力学性能

<正>印度研究人员开展了含大理石废料混凝土火灾后的力学性能研究。试验用混凝土试件含有75%的大理石矿山废料粗骨料和25%的普通粗骨料。试验试件受标准升温火作用,试验温度为200～800℃。研究结果表明,在400℃以下的火灾条件作用后,含大理石废料混凝土试件的抗压强度、超声脉冲速度值、质量损失等性能没有出现任何劣化。在400℃以上的火灾条件作用后,含     

污水环境下水泥净浆、砂浆、混凝土腐蚀相关性

采用高浓度强化污水对同水灰比水泥净浆、砂浆、混凝土试件进行了加速腐蚀研究,通过对比质量、强度等宏观性能及微观结构,探究其劣化本质及腐蚀相关性。结果表明:污水环境下各组试件间劣化关系随时间呈指数变化。在腐蚀初期,净浆试件溶蚀严重,而混凝土与砂浆试件的劣化程度相差不大,但此后随着骨料逐渐脱落导致耐腐蚀性降低,特别是混凝土试件。污水腐蚀3个月后,砂浆质量损失不及净浆一半,抗折与抗压强度耐蚀系数也均最高,说明其不仅表面腐蚀轻微,内部缺陷也较少。故采用非标准试件进行污水中的劣化行为研究时,需根据它们之间的相关性以及腐蚀时间进行换算分析。     

弯拉荷载冻融循环氯盐侵蚀作用下混凝土的劣化

研究了冻融循环-氯盐侵蚀和弯拉荷载-冻融循环-氯盐侵蚀作用下混凝土的劣化行为,分析了氯盐侵蚀和冻融损伤的相互影响,以及弯拉荷载对混凝土抗冻性能的影响.结果表明:冻融循环导致混凝土微裂纹萌生、扩展,使孔隙结构遭到破坏,从而加速了氯盐的侵入;氯盐的侵入会影响混凝土的饱水度和孔隙溶液的迁移,加速冻融循环造成的表面剥落和内部损伤.在弯拉荷载-冻融循环-氯盐侵蚀作用下,混凝土的破坏形式以表面剥落为主,弯拉荷载会加速劣化,甚至使其脆性断裂.     

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。     

硫酸盐渍土地区粉煤灰混凝土抗压强度研究

为了探究硫酸盐渍土地区粉煤灰混凝土抗压强度随侵蚀时间的变化规律,在某典型硫酸盐渍土地区埋置不同粉煤灰掺量（0、10%、15%、20%）的混凝土试件进行了硫酸盐侵蚀后的抗压强度试验和微观形貌分析,并基于BP神经网络模型预测了试件的抗压强度。试验结果表明：不同粉煤灰掺量试件的抗压强度均随着侵蚀时间的增加先升高后降低;当粉煤灰掺量为10%时,试件的抗压强度最高。SEM分析表明：540 d时大部分试件出现了微裂缝,840 d时试件均发生了劣化,但尚未破坏;当粉煤灰掺量为10%时,试件的劣化不明显;预测结果表明,侵蚀时间是影响掺粉煤灰混凝土试件抗压强度的最主要因素。