荷载-硫酸盐侵蚀作用后高强混凝土的力学特性

通过对经历不同荷载水平和硫酸盐浓度后的高强混凝土试件进行单轴压缩试验,研究了荷载历史及硫酸盐干湿循环侵蚀对高强混凝土抗压强度、弹性模量、峰值应变和应力-应变曲线的影响,并考虑了不同标距对应变测量结果的影响。结果表明:随单调荷载水平的增大,未侵蚀和浓度为1%侵蚀的混凝土抗压强度、弹性模量以及峰值应变减小,浓度为5%和10%侵蚀的混凝土抗压强度和弹性模量减小,而峰值应变增大;随着溶液浓度的增大,未经历荷载历史和经历单调荷载50%的混凝土抗压强度和弹性模量先增后减,峰值应变先减后增,而经历单调荷载70%和循环荷载50%的混凝土抗压强度和弹性模量减小,峰值应变增大;试件的力学性能对高浓度侵蚀较敏感,经历浓度为10%侵蚀的混凝土强度降低达25%;浓度对应力-应变曲线的影响较为显著,经历浓度为10%侵蚀的混凝土曲线上升段斜率变小,且形状变得扁平。在此基础上,利用基于Weibull分布的损伤本构模型对试验曲线进行研究,并对模型参数进行统计分析,结果表明建立的损伤本构模型理论曲线与试验曲线吻合较好。     

经硫酸盐侵蚀和历史荷载联合作用的混凝土单轴受压应力-应变曲线

为研究经不同硫酸盐浓度、不同荷载历史以及不同浸泡方式作用下的混凝土的力学性能,对不同因素损伤后的混凝土进行单轴抗压试验,对比分析了混凝土应力-应变曲线的变化规律。研究表明:当荷载历史应力水平低于50%时,单独荷载历史对混凝土应力-应变全曲线影响较小,随着荷载历史应力水平的增大,峰值应力降低,混凝土试件破坏时脆性增加。在连续浸泡-荷载历史-硫酸盐侵蚀联合作用下,混凝土应力-应变曲线有较为明显的上扬,上升段斜率增大,峰值应力提高。在干湿循环-荷载历史-硫酸盐侵蚀联合作用下,混凝土应力-应变曲线变得扁平,单轴抗压强度降低,损伤劣化作用明显。     

硫酸盐干湿循环下ECC的轴压力学行为

针对干湿循环作用下高延性水泥基材料(ECC)的硫酸盐侵蚀问题,开展了不同侵蚀周期下ECC小尺寸圆柱体试件的单轴压缩试验,从轴压应力-应变曲线、轴压强度、峰值应变、弹性模量和泊松比等多重力学指标的角度研究了受蚀ECC的轴压力学行为.结果表明:侵蚀初期的材料峰值轴向应变逐渐提高,侵蚀后期小幅降低,而径向应变呈先减小后增大趋势;硫酸盐干湿循环作用不会对ECC压应力-应变曲线的初始线性段产生影响,而对曲线的非线性上升段和应力下降段影响显著;随侵蚀周期延长,ECC抗压强度大幅提高,但基材强度未见明显增长;应力下降段中,受侵蚀ECC的应力陡降特征明显区别于侵蚀前ECC的平缓下降;在本文研究的周期范围内,未见硫酸盐侵蚀对ECC弹性模量和泊松比的劣化作用.     

经历荷载历史后的混凝土动态抗压试验

为了研究荷载历史对混凝土动态抗压特性的影响,应用MTS试验机对经历了30%极限抗压强度荷载历史后的C30混凝土试件进行了应变速率为1×10-5/s～1×10-2/s的单轴动态抗压试验。试验结果表明:经历荷载历史后,混凝土的动态抗压特性发生了一定程度的变化;与直接加载相比,经历荷载历史后的混凝土平均极限抗压强度、弹性模量降低了,峰值应变没有明显变化;抗压强度、弹性模量随着应变速率的增大而增大,峰值应变正好相反。     

硫酸盐-干湿循环与冻融复合作用对混凝土力学性能的影响

为研究硫酸盐-干湿循环与冻融复合作用下混凝土的力学性能退化规律，采用试验室加速腐蚀的方法，对混凝土试件进行轴心抗压试验，得到了不同干湿循环次数、混凝土强度和冻融循环次数下混凝土峰值应力、峰值应变及受压应力-应变曲线的变化规律，并对腐蚀后混凝土表观形态和微观形貌进行分析。结果表明：3∶1的干湿循环制度下硫酸钠主要发生物理结晶侵蚀；随着干湿循环次数增加，应力-应变曲线上升段斜率逐渐减小，峰值应力不断下降，峰值应变呈增大趋势；硫酸钠-干湿循环大大加快了冻融循环后试件的劣化速度，随着冻融循环次数增加，混凝土峰值应力逐渐减小，峰值应变逐渐增大。通过回归分析，建立了硫酸盐-干湿循环和冻融环境下混凝土应力-应变曲线方程，模型可为西部地区混凝土结构剩余寿命预测提供理论基础。     

荷载历史后高强混凝土动态抗压试验

应用MTS试验机,在应变速率为10-5/s～10-2/s,对经历50%极限抗压强度荷载历史的C60混凝土试件进行的单轴动态抗压试验,研究荷载历史对高强混凝土动态抗压特性的影响。试验结果表明混凝土的动态抗压特性发生变化,动态抗压强度和弹性模量随应变速率的增大而增大,峰值应变则减小;与直接加载比较,荷载历史后的混凝土极限抗压强度随应变速率的增幅较大,平均极限抗压强度和弹性模量降低,峰值应变无明显变化。     

历经循环荷载历史混凝土动态受压试验研究

为了研究历经不同循环加载历史和不同应变速率对混凝土的动态峰值应力、峰值应变和弹性模量的变化规律的影响,进行了混凝土圆柱体试件历经循环加载历史后,在应变速率为10-5、10-4、10-3/s时的单轴受压特性试验。试验结果表明:随着应变速率的提高,混凝土的动态单轴抗压强度明显增加;在相同的应变速率和循环振幅情况下,混凝土的峰值应力随着循环荷载频率的增加而降低;在相同循环加载历史的条件下,混凝土的峰值应变随应变速率的提高总体上有增加的趋势;在相同循环加载历史条件下,混凝土的弹性模量随应变速率和循环加载历史振动频率的变化规律总体上并不明显。     

恒载作用下混凝土抗硫酸盐侵蚀性能试验研究

文章通过试验模拟混凝土在硫酸盐干湿循环侵蚀和持续荷载作用下的侵蚀特点,分析不同荷载水平作用下混凝土质量、轴心抗压强度、动弹性模量的变化规律。试验结果表明,当试件受270kN荷载作用时,其质量、抗压强度及动弹性模量损失率最大,分别为10.8%、17.7%、29.8%。混凝土试件物理指标的损失率与施加的荷载水平呈正比关系。     

单轴反复荷载下混凝土动态抗压性能的研究

采用大型静动态电液伺服试验系统,对混凝土试件在不同应变率下进行单轴反复荷载的动态抗压试验,并与单调荷载破坏相比较。通过试验,研究了随着应变速率的变化,混凝土抗压强度、弹性模量、峰值应变、应力应变曲线的性能。试验表明,在相同的应变速率下,混凝土经历多次重复荷载后,其抗压强度下降幅度较大。随着应变率的增大,荷载历史对混凝土强度影响作用在减小。     

干湿循环条件下橡胶混凝土单轴抗压力学性能耐久性试验研究

主要研究了盐溶液干湿循环条件下不同老化时间橡胶混凝土圆柱体的轴压力学性能。试验中对橡胶掺量为0、10%、20%、30%的四组混凝土圆柱试件均进行了0、90、180次干湿循环处理,通过对处理后的试件进行轴心抗压试验测得应力-应变曲线,分析了不同橡胶掺量和不同老化时间对橡胶混凝土力学性能的影响。试验表明:随着橡胶掺量的增加,橡胶混凝土抗压强度和最大荷载处对应的峰值应变均逐渐降低,但同一橡胶掺量下混凝土随着盐溶液干湿循环次数的增加,峰值应变变化不大;经过90次和180次干湿循环后,橡胶掺量为0、10%、20%的混凝土抗压强度增加明显,而掺量为30%的混凝土经过180次干湿循环后抗压强度降低9.16%。     

玄武岩纤维再生混凝土硫酸盐侵蚀后力学性能试验研究

针对工程中的硫酸盐侵蚀和再生混凝土耐久性问题,利用玄武岩纤维的增强和耐腐蚀特性,对玄武岩纤维再生混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能进行研究,分析了不同再生骨料取代率和玄武岩纤维掺量对再生混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能的影响,对比分析了不同干湿循环次数后混凝土的抗压强度、弹性模量和峰值应变变化情况,得到了再生混凝土硫酸盐侵蚀后的破坏形式和力学参数。引入叠加效应系数K分析了再生混凝土荷载-位移全过程曲线及其破坏机理。结果表明,再生骨料取代率和玄武岩纤维掺量明显影响受硫酸盐侵蚀后混凝土的抗压强度,但对弹性模量的影响较小;硫酸盐侵蚀对混凝土界面过渡区造成的影响使得立方体试件和圆柱体试件的破坏模式差别较大。同时发现,掺入纤维可显著提高再生混凝土峰值应变及变形能力,但对其弹性模量的提高影响较小。通过K值的引入和计算发现,掺入纤维和冻融循环次数的增加会降低纤维再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。     

有压水环境下循环荷载历史对饱和混凝土动态力学特性的影响

为研究有压水环境中循环荷载历史对混凝土动态力学性能的影响,对历经不同荷载循环次数(0、25、50、100次)的水饱和混凝土试件(在2 MPa围压水环境中)进行了不同应变速率(10-5、10-4、10-3、10-2/s)下的常规三轴静动态压缩试验,分析了混凝土材料的峰值应力、峰值应变、弹性模量、吸能能力等基本力学参数的变化规律和机理。结果表明:同一加载速率下,水饱和混凝土的峰值应力、弹性模量和吸能能力均随循环次数的增长呈现出先增大后减小的规律,并且峰值应力和吸能能力增减的转折点随着应变速率的提高而向荷载循环次数增大的方向平移,峰值应变整体上呈减小的趋势;相同荷载循环次数后,峰值应力、峰值应变和吸能能力随着加载速率的增大而逐渐增大,并且荷载循环次数越大,率效应越显著,弹性模量随着加载速率的增大而逐渐较小。     

硫酸盐与干湿循环作用下混凝土耐久性试验研究

通过比对试验,以浓度5%的硫酸钠侵蚀溶液和清水溶液为润湿液,对C30、C40、C50三个强度等级的混凝土试块分别进行了120次干湿循环。经不同侵蚀时间后,从混凝土的表观特征、超声波波速、动弹性模量、抗压强度以及质量变化规律等方面来综合评价混凝土的耐久性能。试验结果表明,随着干湿循环次数的增加,混凝土内产生膨胀应力,表面出现开裂、剥落现象;混凝土强度等级越高,影响程度越小;润湿过程采用清水溶液时,混凝土的干湿循环影响程度要比硫酸盐溶液的小,各数值从始至终呈平缓下降趋势。     

混凝土干湿循环时间与抗腐蚀效果关系的探讨

通过混凝土抗硫酸盐侵蚀试验法研究了C50混凝土试件质量、相对动弹性模量损失率及试件抗压强度耐蚀系数与干湿循环时间的关系。研究结果表明干湿循环次数小于30次混凝土试件相对动弹性模量、抗压强度耐蚀系数损失率及质量变化率均较小,在30~120次之间,其变化率最大,120次干湿循环后相对动弹性模量、试件抗压强度耐蚀系数损失率及质量变化率又变得较小。     

除冰盐侵蚀下风积沙水泥砂浆的力学性能及损伤模型

对经除冰盐侵蚀后的风积沙水泥砂浆进行单轴静态压缩试验,通过内掺风积沙代替同等质量普通砂后风积沙水泥砂浆在3种除冰盐溶液浓度下进行干湿循环侵蚀试验,达到干湿次数后进行抗压强度试验,研究分析风积沙水泥砂浆力学性能、应力应变曲线、损伤模型。研究结果表明:随着风积沙掺量的增加,水泥砂浆强度、峰值应力、峰值应变呈先增加后、下降的趋势;15%风积沙掺量的水泥砂浆强度最优,应力-应变曲线最缓和;根据试验数据建立的侵蚀损伤模型可较好的预测水泥砂浆受氯盐侵蚀后的损伤情况。     

硫酸盐和干湿循环作用下玄武岩纤维混凝土劣化规律

盐湖、盐渍土地区水位变幅区的混凝土材料劣化问题突出。该文开展不同质量浓度硫酸盐溶液干湿循环侵蚀作用下玄武岩纤维混凝土侵蚀试验、材料力学试验和微观测试,测试分析混凝土试件抗压强度、劈裂抗拉强度、质量变化、相对动弹性模量等参数的演变规律,揭示不同浸泡浓度及龄期下玄武岩纤维混凝土的劣化机制;结合混凝土试件侵蚀后的表观形态和细观结构特征,研究不同侵蚀周期下掺玄武岩纤维混凝土的细观结构演变机理。结果表明：掺入长度6mm玄武岩纤维的混凝土抗压及劈裂抗拉强度增强效果优于长度12mm纤维;硫酸盐和干湿循环侵蚀作用下玄武岩纤维混凝土劣化规律受硫酸盐溶液浓度、干湿循环次数和纤维掺量3个因素协同作用影响,干湿循环作用下硫酸盐侵蚀产物主要为石膏型侵蚀和钙矾石型侵蚀。掺玄武岩纤维混凝土抗硫酸盐侵蚀能力明显优于于素混凝土。     

不同再生细骨料取代率下的再生混凝土 单轴受压本构关系

为研究不同再生细骨料取代率的再生混凝土单轴受压本构关系,进行了再生细骨料取代率为0、30%、50%、100%的再生混凝土的单轴受压试验,并获得应力-应变试验全曲线,分析了再生细骨料取代率对抗压强度、弹性模量、峰值应变和极限应变的影响规律,并通过拟合得到再生混凝土弹性模量、峰值应变及应力-应变全曲线的计算表达式。研究表明,随着再生细骨料取代率增大,再生混凝土的抗压强度、弹性模量呈下降趋势,而峰值应变和极限应变增大;再生混凝土的应力-应变全曲线形状与普通混凝土相似,基于过镇海模型拟合得到的再生混凝土应力-应变全曲线与试验全曲线吻合较好。     

复合盐侵-冻融环境下混凝土的应力-应变关系试验研究

对混凝土在3.5%、10.5%、17.5%复合盐(NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3、Na_2CO_3)溶液的侵蚀作用下,研究了在复合盐侵蚀和冻融循环作用下C30混凝土的应力-应变关系的变化规律,对6组42个尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的混凝土立方体试件进行了冻融循环,并利用SEM扫描电镜观察冻融作用后混凝土内部显微结构的变化。试验结果表明:(1)复合盐溶液侵蚀作用下,浸泡冻融的冻融循环次数相同时,混凝土的峰值应力随溶液浓度的增加而有所增大,峰值应变随之左移,应力-应变曲线逐渐趋于平缓;相对于养护冻融,浸泡冻融条件下,随着侵蚀溶液浓度的增加,试件的峰值应力降低的少;(2)进行150次冻融循环试验后,随着复合盐侵蚀溶液浓度的增加,经浸泡冻融试验的混凝土试件的抗压强度分别降低了36.1%、35.9%、34.3%,而经养护冻融试验的混凝土试件的抗压强度分别降低了55.6%、59.9%、57.6%;(3)经扫描电镜(SEM)分析,随着复合盐侵蚀溶液浓度的增加,混凝土损伤程度减弱。     

废弃纤维再生混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究

采用干湿循环的试验方法,研究了再生骨料取代率、水灰比、废弃纤维掺量等因素对废弃纤维再生混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响规律,测试了经历不同次数的干湿循环后混凝土的耐蚀系数和质量损失,并利用扫描电子显微镜观察了混凝土的微观结构特征。研究表明,随着干湿循环试验次数的不断增加,混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力呈现先增大后减小的趋势,在硫酸盐侵蚀初期,再生混凝土的微观结构得到改善,再生骨料取代率越大,混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力越差。适当减小水灰比、掺入0.02%～0.04%的废弃纤维可以改善再生混凝土内部孔隙结构,提高密实度,有效提升再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。     

高温作用下混凝土力学性能试验分析

通过混凝土在高温作用后的试验,分析得出混凝土在不同温度、不同冷却方式下混凝土的力学性能。研究得出不同温度、不同冷却方式对混凝土的抗压强度、弹性模量以及应力应变关系等力学性能的影响。探讨得出高温作用后混凝土的抗压强度、弹性模量和应力应变关系随温度的变化规律以及随温度变化的拟合公式,为混凝土高温后的安全性能评估做出依据。研究表明:随着混凝土温度的升高,混凝土的抗压强度降低,峰值应变呈逐渐增大趋势,弹性模量则呈逐渐降低趋势。