高性能混凝土与普通混凝土抗冻性试验研究

高性能混凝土应用日趋广泛,对于其耐久性的验证性试验现阶段主要是基于孔结构理论,通过抗渗性能、6小时电通量和冻融循环来间接表征混凝土的耐久性。在保持除减水剂外其它原材料不变的情况下,调整配比使混凝土坍落度在200±10mm范围内,C50高性能混凝土与普通C30混凝土相比,在多次冻融循环试验中高性能混凝土体现出良好的抗冻性,历经300次冻融质量无损失,无缺边掉角现象,动弹模仅下降10％,完全能够满足现行规范要求。     

冻融环境下引气粉煤灰混凝土性能研究

进行了快速冻融作用下的混凝土室内模拟试验,研究了冻融循环作用下混凝土的质量变化和动弹性模量变化规律。试验结果表明:水胶比、粉煤灰掺量及引气剂掺量均是影响混凝土抗冻性的重要因素。通过分析试验数据,进而建立了考虑水胶比、粉煤灰掺量及引气剂掺量的冻融循环后混凝土质量变化模型和动弹模量变化模型,与试验结果拟合精度较高。这些结论为冻融环境下混凝土耐久性研究提供了参考和依据。     

高性能混凝土在荷载作用下的冻融性能及其可靠性分析

本文首先试验研究了荷载作用下高性能混凝土冻融循环的耐久性,提出了荷载作用下冻融循环可靠度的概率统计方法。研究表明：荷载作用下的破坏主要为外荷载加速冻融破坏,诱发动弹性模量降低和试件断裂。通过对应力作用下混凝土材料冻融失效破坏的可靠度计算,获得在保证一定可靠度下的冻融循环寿命。     

掺粉煤灰机场道面混凝土抗冻融试验研究

针对我国高寒地区机场道面混凝土抗冻融性能不良的现象,结合某机场工程,对掺粉煤灰机场道面混凝土进行冻融试验,探讨了水胶比、粉煤灰掺量、引气减水剂掺量对粉煤灰混凝土抗冻融耐久性的影响。结果表明,随着粉煤灰及引气减水剂掺量的增加,机场混凝土道面的抗冻融性能会相应地提高。可对高寒地区机场水泥混凝土道面设计、维护及剩余寿命预测等问题提供参考。     

外掺氧化镁碾压混凝土抗冻性能试验研究

以高寒地区某拱坝全断面外掺氧化镁的碾压混凝土为背景，研究了外掺氧化镁碾压混凝土的抗冻性能，分析了不同氧化镁掺量对碾压混凝土的抗冻性能的影响规律，并研究了养护期间的温度变化对混凝土抗冻性能的影响。试验结果表明，外掺氧化镁会降低碾压混凝土的抗冻性能；但使用DH9高效引气剂后，外掺氧化镁的C20碾压混凝土抗冻标号可达D300，满足工程要求；混凝土养护初期，高温和低温都会对其抗冻性能造成损害。     

高寒环境下掺外加剂水泥混凝土抗冻融性能研究

为揭示冻融作用下,外加剂对机场道面水泥混凝土力学性能的影响规律,结合某机场工程,对5种不同掺外加剂混凝土的力学性能进行了测试,分析了影响掺外加剂混凝土冻融破坏的因素.测定了单轴抗压强度及单轴抗拉强度、动弹模量、质量损伤、冻融循环前后的强度比等方面的试验数据,在分析试验资料的基础上,通过回归分析,建立了混凝土随冻融循环次数变化的强度折减模型和动弹模量折减模型.可对高寒地区机场水泥混凝土道面设计、维护及剩余寿命预测等问题提供参考.     

粉煤灰混凝土抗冻性能试验研究

对粉煤灰取代水泥量分别为0,30%,40%,50%,60%的混凝土,进行冻融试验。试验结果表明:粉煤灰取代水泥30%时,其抗冻性能与基准混凝土相当;粉煤灰取代水泥超过30%时,其抗冻性能较基准混凝土差,劣化程度随粉煤灰取代水泥量的增加而增加。     

再生混凝土的抗冻融性试验研究

利用有50年龄期的废弃混凝土破碎所得骨料作为再生混凝土的粗骨料,并分别以25%、50%、75%及100%的掺入百分比配制再生混凝土,探讨再生混凝土的抗冻耐久性,即抗冻融循环的能力.结果表明,用以上方法配制的再生混凝土基本上能符合抗冻耐久性的相关规定,抗冻融循环的能力能达到一般工程的要求.     

再生混凝土抗冻融性能对比研究

为了进一步研究再生混凝土耐久性的各种指标,对再生混凝土的冻融循环抵抗性做了基础性试验研究。试验结合合肥市三条不同地区的城市道路改造的废弃混凝土资源,对再生混凝土性能进行了初步的研究与探讨。采用100%再生骨抖替代天然碎石和砂子制备再生混凝土,以水灰比0.42和0.45为变动因素。试验结果表明:不同水灰比的100%再生混凝土试件的冻融循环抵抗性与天然普通混凝土试件相比均较低;水灰比为0.42的再生混凝土构件和天然混凝土构件的抗冻融循次数均大于水灰比为0.45的混凝土构件。     

聚丙烯纤维混凝土的抗冻融特性试验研究

通过开展聚丙烯纤维混凝土的冻融循环试验,探讨了聚丙烯纤维掺量对混凝土的抗冻融性能的影响,试验结果表明:在混凝土中掺加适量的聚丙烯纤维可改善混凝土的抗冻融性能,聚丙烯纤维均匀的分布在混凝土中,当混凝土中水泥石受到冻结产生拉应力时,分布在毛细孔中的聚丙烯纤维可以承受部分拉应力,从而减小了水泥石承受的拉应力,达到改善混凝土抗冻融性能的目的。     

冻融循环后流态混凝土与普通混凝土试验研究

参考慢冻法冻融循环制度,针对一定冻融循环次数后的流态混凝土和普通混凝土进行性能试验,主要测定了抗压强度、劈拉强度、动弹性模量失、超声波声速、回弹值以及单轴压应力-应变关系等数据。试验结果表明：流态混凝土与普通混凝土耐久劣化的差异以及多种宏观性能劣化的敏感程度差别,为更好地研究混凝土抗冻耐久性提供了试验依据。     

Experimental study on strength and deformation of plain concrete under triaxial compression after freeze-thaw cycles

The behavior of strength and deformation of plain concrete under triaxial compression after 0, 25, 50 and 75 cycles of freeze-thaw are experimentally studied using the static and dynamic triaxial experimental machine. The compressive strength, strain at the peak of stress and stress–strain relationship under triaxial compression were measured. The failure modes of concrete specimens are also described. The experimental results showed that the triaxial compressive strength decreased as the freeze-thaw cycles were repeated for plain concrete. The influence of the number of freeze-thaw cycles and the stress ratio on the principal compressive stresses_σ3${\sigma }_3$and corresponding strain_ε3${\epsilon }_3$, stress–strain relationship was analyzed. On this basis, the failure criterion of concrete under triaxial compression after freeze-thaw cycles is proposed. It can serve as a reference for the maintenance, design and the life prediction of ocean structures, hydraulic structures, marine structures and offshore platform in cold regions.     

冻融循环作用后再生混凝土砖墙体抗震性能试验研究

为研究冻融循环对砌体结构抗震性能的影响,评估在役砌体结构的抗震能力,对再生混凝土砖墙体进行了冻融循环后低周反复加载试验和有限元模拟分析,对比分析了墙体的破坏过程与特征、承载力与刚度退化、延性、耗能。结果表明：经冻融循环作用后的再生混凝土砖墙体的破坏模式与未经冻融作用墙体略有不同,主要表现为初裂缝出现较早,且发展更为迅速,裂缝多集中于砖块与砂浆的胶结面处,主斜裂缝发展伴有更多的微裂缝出现,破坏程度相对严重;而未经冻融作用墙片裂缝大多沿砖块延伸;随着冻融循环次数的增加,墙体的受剪承载力、刚度、变形与耗能均有所降低;当达到120次冻融循环时,墙体的承载力下降30%左右,初始刚度降低约40%,累计耗能降低约70%,斜向拉伸变形下降80%。     

含宏观裂纹混凝土冻融的力学性能试验研究

采用液压伺服试验系统对不同裂纹条数、经历不同冻融循环次数后混凝土的力学性能进行试验研究;分析不同裂纹条数、不同冻融循环次数对混凝土的抗压强度、弹性模量和应力-应变关系等力学性能的影响;探讨冻融循环后混凝土抗压强度、弹性模量和应力-应变关系与冻融次数和裂纹数量的变化规律,并通过损伤度的计算,得出初始裂纹将加速混凝土的冻融破坏的结论。     

冻融循环作用下钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

为研究冻融环境下钢筋混凝土柱的抗震性能,采用人工气候实验室对6根依据GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》所设计的框架柱进行了冻融循环试验,并观察了该冻融循环下材料层面和构件层面的冻融损伤发展过程。通过拟静力加载试验,分析了不同冻融循环次数和轴压比对试件破坏形态、滞回曲线、承载能力、变形能力和耗能能力等的影响。结果表明:随着冻融循环次数的增加,试件均发生以弯曲变形为主的弯剪破坏,承载力和耗能能力均有不同程度的退化,延性呈现先增后降的变化;当冻融循环次数相同时,随着轴压比的增大,试件破坏形态由大偏心受压破坏转为小偏心受压破坏,试件承载力和耗能能力均呈先增大后减小的趋势,延性逐渐减小。     

冻融循环后再生粗骨料混凝土梁受弯性能试验研究

为了研究冻融循环对再生粗骨料混凝土梁受弯性能的影响,首先通过冻融循环试验研究不同冻融循环次数对再生粗骨料混凝土质量损失率、立方体抗压强度和相对动态弹性模量的影响;然后对经历不同冻融循环次数（0、25、50、75）的再生粗骨料混凝土梁进行受弯性能试验,研究了试件的破坏形态、开裂荷载和极限荷载、混凝土和钢筋应变、跨中挠度等。结果表明：冻融循环次数由0增加到25次时,再生混凝土的质量呈增加趋势,冻融循环超过25次后,再生混凝土的质量呈不断减小的趋势;抗压强度和相对动态弹性模量随着冻融循环次数的增加而减小;再生混凝土梁的开裂荷载和极限荷载随冻融循环次数的增加而减小;再生混凝土梁的极限挠度随冻融循环次数的增加呈现出不断减小的趋势。     

冻融循环后湿筛混凝土双轴拉压试验研究

对冻融0、50、100、150、200、250、300次后的湿筛混凝土试件进行-0.05∶1、-0.1∶1、-0.25∶1、-0.5∶1和0五个应力比的双轴拉-压强度试验,观察了试件的破坏形态,并测得试件的极限抗压强度,分析了极限抗压强度和抗拉强度随冻融循环次数和应力比的变化规律,为寒冷地区处于双轴拉压荷载作用下的水工混凝土结构强度分析提供设计和理论依据。     

冻融循环后再生混凝土力学性能试验研究

为了研究再生混凝土冻融循环后的力学性能变化,通过改变冻融循环次数,对不同强度的再生混凝土和普通混凝土的抗冻性能进行试验研究,分析混凝土立方体抗压强度、质量、动弹性模量及超声波损失率的变化规律,并针对内蒙古地区,对不同强度的再生混凝土进行了抗冻耐久性寿命预测,同时对达到寿命服役期的最大抗压强度损失率给出了建议。研究结果表明:冻融循环50次前,再生混凝土与相同强度等级的普通混凝土的抗冻性能相差不大,冻融循环50次后,再生混凝土的抗冻性能略低于普通混凝土的,且随着冻融循环次数的增加,再生混凝土抗冻性能的劣势越来越显著;强度等级对再生混凝土试件的抗冻性能影响较大,强度等级越低,再生混凝土的冻融损伤越严重;超声波对冻融循环作用下再生混凝土的损伤较动弹性模量法更为敏感,建立的冻融损伤模型能够较好地反映再生混凝土冻融循环后的力学性能变化规律。     

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。     

受冻融环境混凝土的应力-应变全曲线试验研究

为研究受冻融循环作用的混凝土受压应力-应变关系,按照GBJ 82-85规定的快速冻融试验方法,对3批共85个尺寸为100 mm×100 mm×300 mm的混凝土棱柱体试件进行了冻融循环,试件的变化参数为混凝土立方体抗压强度和冻融循环次数;然后对试件进行了单轴抗压破坏试验.结果表明:随着冻融循环次数增加,混凝土的受压应力-应变曲线渐趋扁平,峰值应力降低,峰值应变增大;冻融循环次数相同时,混凝土立方体抗压强度高的试件,其峰值应力降低程度和峰值应变增大程度小于混凝土强度低的试件.回归试验结果,提出了适用于立方体抗压强度为30～50 MPa的受冻融循环作用混凝土的应力-应变全曲线方程及确定其参数的公式.