钢纤维混凝土冻融和碳化后力学性能试验研究

通过对混凝土试件进行室内快速冻融和碳化试验,测试并分析了混凝土试件在冻融循环和碳化作用后的基本力学指标,探讨了钢纤维体积率、混凝土强度等级、冻融循环次数及碳化龄期对混凝土基本力学性能的影响.试验结果表明:冻融循环损伤了混凝土的力学性能,强度较低混凝土力学性能的损伤较强度较高为严重;碳化对混凝土的密实性有加强作用,并会提高其相对抗压、劈拉强度.适量的钢纤维掺量和较小的水灰比改善了混凝土微观结构,抑制了混凝土的冻融速度,提高了混凝土的抗裂性能和抗碳化性能.     

氯盐盐冻环境下CFRP-混凝土柱抗压性能试验研究

通过混凝土棱柱体抗压试验,研究了除冰盐侵蚀与冻融循环双重作用下,碳纤维布加固混凝土柱的抗压性能.对100mm*100mm*300mm的混凝土棱柱体进行CFRP外包加固,分别对常温养护,水中冻融循环,氯盐溶液中冻融循环三组CFRP约束混凝土短柱,以及一组未经加固的混凝土短柱经过50次冻融循环后的抗压性能进行试验.研究表明,CFRP加固混凝土柱主要的破坏形式为混凝土鼓胀破坏与混凝土柱棱角处CFRP断裂破坏.随着冻融循环次数的增加,各组试件抗压承载力均有降低,但CFRP加固组的试件抗压能力下降有限,经CFRP加固的混凝土棱柱体在盐冻环境下仍能保持良好的力学性能.     

机制砂全再生粗骨料混凝土的力学性能

为探究骨料类型、水灰比与石粉含量对机制砂全再生粗骨料混凝土力学性能的影响,制备了不同石粉质量分数（5%、10%和15%）和不同水灰比（0.50、0.37和0.32）的全再生骨料混凝土试件．以72个立方体试件用于抗压强度试验,72个圆柱体试件用于弹性模量试验．结果表明,合理的石粉含量能有效提高再生骨料混凝土的力学性能,但在不同的水灰比下,最佳石粉含量存在差异;当水灰比和石粉含量双因素交互作用时,水灰比为0.32、石粉质量分数为15%的再生混凝土力学性能达到最优．构建了机制砂再生粗骨料混凝土抗压强度、弹性模量与水灰比、石粉含量的关系模型,计算结果的标准差与离散系数均不超过5%,模型精度良好．研究成果可为提高再生骨料混凝土力学性能及其工程应用提供理论依据．     

普通混凝土抗冻耐久性研究

以水灰比为0.60,0.55,0.50,0.45和0.40的普通混凝土抗冻耐久性为研究内容,用混凝土相对动弹性模量和质量损失率来表征冻融过程中性能劣化状况.通过试验得出：随着冻融循环次数的增加,相对动弹性模量基本上呈直线变化,而质量损失率在循环初期,随水灰比不同,呈不同变化趋势,后期质量都减小.     

PVA纤维混凝土经冻融后抗氯离子侵蚀性能研究

为探索聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土在冻融环境下冻融循环次数对氯离子渗透速率及最佳纤维掺量的影响,通过对冻融循环次数为0～100次以及纤维体积掺量为0～0.2%的PVA纤维混凝土试件进行氯离子侵蚀试验,拟合出冻融次数与氯离子扩散系数之间的关系式。试验结果表明:PVA纤维掺量相同的试件,施加冻融循环次数越多,在相同渗透深度处自由氯离子含量会越高。在冻融循环次数相同时,混凝土试件中自由氯离子含量会因掺入了一定掺量的PVA纤维而减少,且PVA体积纤维掺量为0.1%的试件中,相同渗透深度处自由氯离子含量低于其它掺量的试件。     

冻融环境下混凝土的断裂损伤试验研究

为研究冻融作用后混凝土的断裂性能及断裂特征,依据GBJ82-85混凝土快速冻融循环试验方法,对24组共72块混凝土试件进行冻融试验.采用四点弯曲试验法分析了300次快速冻融循环条件下水灰比、引气剂对混凝土断裂韧度,断裂能及相对动弹模损失率的影响,并进行了混凝土形貌分析.结果表明,随冻融循环次数的增加,混凝土的断裂韧度、断裂能及相对动弹模损失率呈明显下降趋势,水灰比越大、混凝土随冻融循环次数增加损伤程度越大.引气剂能够大幅度降低由于冻融循环造成的混凝土结构的损伤,断裂能损失率与相对动弹模损失率之间具有良好的线性关系.     

混凝土的酸和冻融双重腐蚀效应与破裂特征

为了研究混凝土在各种侵蚀环境条件下的力学特性，采用模拟试验的方法进行了混凝土在酸腐蚀和冻融循环共同作用下的破裂过程试验，采用高精度数码照相机实时观测混凝土试件的荷载破裂过程，探讨了不同pH值和冻融循环次数下混凝土的表面侵蚀特征和力学性能，对酸和冻融双重腐蚀下混凝土的破裂过程进行了分析，得到了一些有益的结果.为进一步分析复杂环境下混凝土的内部损伤演化规律和本构模型的建立奠定了基础.     

冻融损伤喷射混凝土本构关系及微观结构

采用棱柱体试件,通过快速冻融试验方法,对冻融损伤后同配合比普通混凝土、喷射混凝土及钢纤维喷射混凝土单轴受压应力应变全曲线进行研究。对应力应变关系中相关参数进行回归分析,得出冻融循环后试件应力应变全曲线方程。结果表明：随着冻融循环次数增加,受压应力应变曲线趋于扁平;峰值应力降低,峰值应变增大,分别与冻融循环次数呈线性和指数变化。与普通混凝土相比,喷射混凝土峰值应力下降速率小,而钢纤维喷射混凝土的下降速率进一步减小。而后,采用扫描电子显微镜及压汞法,对损伤后试件微观结构和孔结构进行观察分析,发现随着冻融循环次数增加,在渗透压和冻胀压力综合作用下,试件内部微裂纹及气孔增多,孔径增大,试件密实度显著降低;而钢纤维喷射混凝土中仅出现少量连通毛细孔,这与宏观力学性能变化呈现一致性。     

冻融循环作用后圆钢管混凝土界面粘结性能试验研究

为研究冻融循环作用后圆钢管混凝土界面粘结滑移性能,以冻融循环次数、钢管壁厚、混凝土强度为变量,设计21个试件进行推出试验,分析冻融损伤后圆钢管混凝土柱粘结强度、荷载—滑移及钢管应变的变化规律。结果表明：经冻融循环作用后圆钢管混凝土柱的荷载—滑移曲线与未经冻融试件趋势相似,均可分为上升段、下降段、残余段;受冻融循环作用影响的圆钢管混凝土柱界面粘结性能下降,粘结强度与冻融循环次数成反比,界面滑移量总体呈上升趋势;增大套箍系数可增大试件界面粘结强度,提高圆钢管混凝土柱抗冻性能。根据试验结果,提出考虑冻融循环次数和套箍系数的圆钢管混凝土柱粘结强度计算表达式,计算结果与试验结果吻合良好。     

冻融环境下PVA纤维水泥基复合材料断裂性能

针对冻融循环次数对PVA纤维水泥基复合材料断裂性能的影响问题,提出了基于快冻法的三点弯曲试验方法,研究了冻融循环次数对PVA纤维水泥基复合材料的起裂韧度、失稳韧度及断裂能的影响,并对冻融循环后的试件质量及表面现象进行了分析.结果表明:在冻融循环250次后,试件的质量增加1.92%,起裂韧度、失稳韧度、断裂能分别降低了37.2%、51.1%及48.4%;随着冻融循环次数的增加,试件的质量呈现增长趋势,试件表面破坏情况愈发严重,试件的起裂韧度、失稳韧度及断裂能均呈现下降趋势.     

Freeze-thaw Resistance of Concrete in Seawater

The effect of freeze-thaw cycles in seawater on the performance of concrete was studied in this paper. Concrete samples with different water binder ratio and different component were prepared,and were then put into fresh water and synthesized seawater. After the experiments of freeze-thaw cycles,the mass loss,relative dynamic elastic modulus (RDEM) and compressive strength of each sample were tested. The results obtained reveal that with the increase of the water binder ratio,the resistance ability of freeze-thaw impact in seawater of concrete decrease dramatically. When the concrete contain 15% fly ash and 20% slag,its resistance ability to the freeze-thaw impact in seawater is the optimal. Compared to the seawater corrosion,the impact of freeze-thaw cycles to the properties of concrete is severer.     

碱激发下粉煤灰-市政污泥固废基混凝土抗冻融性能

为改善市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,在氢氧化钠及水玻璃的复合激发下,用经生石灰改性后的市政污泥取代10%细骨料,粉煤灰分别取代10%、20%与30%水泥,制备了混凝土。分析了不同冻融循环次数下,混凝土的表观现象、相对质量、相对动弹性模量、相对抗压强度及微观结构随粉煤灰掺量与碱当量的变化规律,分别以相对动弹性模量与相对抗压强度为损伤变量建立了不同的冻融损伤模型。研究结果表明：随冻融循环次数增加,混凝土表观损伤愈发严重,内部孔隙增多,相对动弹性模量及相对抗压强度显著降低;与对照组相比,粉煤灰及碱激发剂的加入可以改善市政污泥对混凝土冻融耐久性的劣化效果,降低混凝土在冻融循环作用下的质量损失、动弹性模量损失及抗压强度损失;当粉煤灰掺量10%、碱当量4%时,粉煤灰可在碱激发剂及改性污泥中残余碱的联合作用下被较充分地激发,可消纳改性污泥中的残余碱,减弱市政污泥对混凝土抗冻融性能的劣化效果,此时混凝土水化程度最高,在冻融循环作用下的质量损失、动弹性模量损失及抗压强度损失最小,且服役寿命最长,约为16a以上;相对动弹性模量与相对抗压强度相关性良好,分别以两者为损伤变量的冻融损伤模型与试验结果均吻合良好。     

包浆再生粗骨料对自密实混凝土力学性能及抗冻性的影响

通过自密实包浆再生骨料混凝土力学性能及快速冻融循环试验,从试件的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度及冻融后试件的质量损失率、抗压强度损失率及相对动弹性模量角度研究了再生粗骨料包浆对自密实再生混凝土性能的影响,结合SEM电镜试验从微观上分析了骨料包浆对混凝土抗冻性能的改善机制.结果 表明:普通混凝土和再生混凝土的劈裂抗拉强...     

Degradation of bond between steel bar and freeze-thaw concrete after electrochemical chloride extraction

The effect of electrochemical chloride extraction(ECE) on bond strength between steel bar and freeze-thaw concrete contaminated by chloride was experimentally investigated for beam specimens with dimensions of 100 mm×100 mm×400 mm.During the experiment,3% NaCl(vs mass of cement,mass fraction) was mixed into concrete to simulate chloride contamination,and the specimens experienced 0,25,50,75 freeze-thaw cycles before ECE.In the process of ECE,different current densities and durations were adopted.It is indic...     

冻融循环作用下危岩体稳定性劣化机制及敏感参数分析

寒区危岩体常因温度起伏而受到冻融循环作用,使其力学性能劣化;而危岩体失稳破坏的实质是主控结构面的起裂和扩展问题,建立考虑断裂韧度劣化的危岩体稳定性分析方法能为寒区危岩体工程的长期稳定性评价提供理论依据.首先,根据断裂力学及冰冻结分离压力理论,考虑冻融循环作用对岩石Ⅰ型断裂韧度的劣化和结构面冻胀力,构建冻融循环作用下危岩...     

Freeze-thaw Durability of Recycled Aggregate Concrete:An Overview

The characteristics of surface appearances,mass loss,relative dynamic modulus of elasticity and strength loss of different recycled aggregate concretes(RAC) exposed to freeze-thaw cycles were analyzed.It was found that the freeze-thaw resistance of RAC could be determined by the recycled aggregate compositions and admixtures.Both the saturation degree and the air void structure were the key factors influencing the freeze-thaw damage on concrete.Some major proposed freeze-thaw deterioration mechanisms were utilized to interpret the freeze-thaw damage on recycled aggregate concrete.Meanwhile,some potential measures to enhance the freeze-thaw resistance of concrete were summarized and discussed.     

Mechanical and frost-resistance properties of rural area building waste hollow bricks

Serving as recycled coarse aggregate, the pretreated rural building waste was added into the concrete hollow bricks in the varying replacement of 0, 20%, 40%, 60%, 80% and 100%. By testing its compressive strength, flexural strength, mass and strength loss after freeze-thaw cycles, the impact of the different replacement on mechanical and frost-resistance properties of concrete hollow bricks was presented through SEM analysis. The experimental results show that, with the increase in recycled coarse aggregate replacement rate, the mechanical and frost-resistance properties show a downward trend; when the replacement rate is 40%, 28 d compressive strength and flexural strength of concrete hollow brick demonstrate the good peak value which meet the requirement of the national standard for ordinary small concrete hollow bricks; the interfacial structures of the pretreated recycled concrete is more complicated than those of concrete made of natural aggregate, but the former enjoys better interface bonding and tight structure.     

冻融环境下混凝土力学性能试验及损伤演化

在我国西部寒区,冻融作用往往是导致混凝土破坏的主要因素之一。通过对饱水状态下的多组混凝土试样进行冻融循环试验,并对试验后的试样进行了单轴压缩试验,从损伤和能量耗散的角度对试样进行了力学性能的分析;运用CT细观试验的方法初步对经历不同冻融循环次数下的试样进行了细观结构分析。通过试验研究,得到了饱水状态下混凝土材料的冻融破坏特征,以及不同冻融循环次数下试样质量、单轴应力-应变全过程曲线、抗压强度、能量耗散和细观结构的变化特征,系统研究了冻融循环下混凝土主要物理力学性能及损伤演化规律,为寒区重大工程冻融灾变预测提供较可靠的基础依据。     

冻融损伤混凝土重复受压本构关系

为研究冻融损伤对混凝土重复受压力学性能的影响,完成了两种强度等级混凝土试块的快速冻融及重复受压试验.结果表明,冻融损伤混凝土重复受压力学性能显著降低,动力本构特征曲线也发生改变,包络线及再加载曲线在峰值应力之前因存在明显压实效应而表现出下凹形态,卸载曲线应变滞后现象严重且曲线逐渐趋于重合.在试验研究基础上,探讨了冻融循环次数、混凝土强度等级与冻融后混凝土力学性能参数及本构模型参数之间的关系,建立了冻融损伤混凝土动力本构模型.