再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的耐久性能研究

为了研究再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的耐久性能及寿命预测,以再生粗骨料取代率、水胶比、粉煤灰掺量为影响因素,通过试验的方法,将试件放入浓度为5%的Na₂SO₄溶液中浸泡3 d,然后取出置室内环境下晾干3 d,为一个干湿循环。分别在干湿循环0,5,10,20,30,40,50,60次时,测定其立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、质量损失率,以此判定再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的耐久性能,并基于质量损失率考虑再生粗骨料取代率、水胶比、粉煤灰掺量的影响,预测再生混凝土在硫酸盐与干湿循环耦合作用下的使用寿命。结果表明,无论是抗压强度还是劈拉强度均随着水胶比的增大而降低;相比未掺粉煤灰的再生混凝土,当粉煤灰掺量在20%~30%时,可以改善再生混凝土的抗硫酸盐干湿循环侵蚀性能;当粉煤灰掺量在40%时,达不到很好的抗硫酸盐干湿循环侵蚀效果;当再生粗骨料取代率为70%、水胶比为0.3、粉煤灰掺量为30%时,能达到比较好的抗硫酸盐干湿循环侵蚀效果,并将此条件代入预测模型求得T=128 a,相比重要建筑物设计使用年限为100 a,认为耐久性良好。     

硫酸盐和干湿循环耦合作用下混凝土性能研究

试验主要研究了粉煤灰与矿渣粉掺量以及新拌混凝土含气量对混凝土在硫酸盐和干湿循环耦合作用下质量损失、抗压强度、相对动弹性模量等性能变化的影响。研究结果表明:经过3个干湿循环周期后,掺有矿物掺合料的混凝土试件强度增长大于基准组混凝土;从第4个干湿循环周期开始,掺矿物掺合料的混凝土试件的质量损失均小于基准组混凝土,且试件质量损失大大减少;掺加矿渣后,混凝土试件经过6次干湿循环周期,相对动弹性模量仍保持在60%以上;粉煤灰和矿粉复掺对混凝土的抗硫酸盐干湿循环破坏能力有所提高,当粉煤灰与矿粉比例为3∶1时,采用复掺对改善干湿循环过程中混凝土试件的抗压强度的效果最好。并且,混凝土中适当引气也可提高其抗硫酸盐干湿循环性能。     

干湿循环作用下透水混凝土力学性能试验研究

受到水位涨落和降雨等因素的影响,水工结构往往处于干湿循环环境中,并给水工结构的安全性和耐久性造成影响。因此,研究干湿循环对水工混凝土性能的影响具有重要意义。此次研究利用室内试验的方式,探讨了干湿循环对透水混凝土性能的影响,获得干湿循环条件下透水混凝土强度、峰值应变和弹性模量等主要力学参数的变化规律,为透水混凝土的工程应用提供了必要的理论支持。     

再生混凝土强度试验研究

为获得再生混凝土的抗压强度、抗拉强度等力学性能指标,配制试件进行试验,研究了再生粗骨料取代率、水灰比等因素对再生混凝土性能的影响.结果表明:再生粗骨料取代率为50%时,再生混凝土的抗压强度较天然混凝土有所提高;不过分增大灰水比,就可提高再生混凝土的抗压强度;原始混凝土破碎成最大粒径为20 mm的骨料较合适;再生混凝土的抗拉强度受取代率和水灰比的影响不大.     

干湿循环作用下植被混凝土结构演化

选取植被混凝土生态基材为研究对象,制备6种初始含水率分别为13%、19%、25%、31%、37%、43%的试样。通过烘干法和叠式饱和法分别模拟脱湿和增湿过程,采用土壤收缩仪测量试样宏观胀缩量,Matlab软件提取试样表面裂隙几何特征,探究干湿循环作用下植被混凝土结构演化规律。结果表明:试样在常温下的干缩过程可分为急剧收缩阶段、平缓收缩阶段和稳定阶段3个阶段;干湿循环过程中,试样收缩量与膨胀量近乎等量;裂隙发育过程主要体现在裂隙宽度、总长度及总面积随循环次数增加而增大;初始含水率过低或过高,均易使植被混凝土发生湿胀干缩破坏;初始含水率31%试样的裂隙平均宽度、裂隙总面积、裂隙长度和表面收缩率均最小,31%为生产实践的最佳含水率。     

含水率对再生砖骨料混凝土力学性能影响规律试验研究

由于再生砖骨料吸水率较大,其含水率大小对所制备混凝土的力学性能有直接影响。根据强化后再生砖骨料在不同时间段的含水率,及不同含水率条件下对再生砖骨料混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度的影响规律,确定制备混凝土时的再生砖骨料的最佳含水率,从而为再生砖骨料混凝土的配制及实际应用提供理论依据。     

干湿循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下水工混凝土损伤研究

硫酸盐侵蚀是影响混凝土耐久性的主要因素之一,混凝土损伤层的厚度及混凝土抗压强度作为衡量混凝土结构受侵蚀后退化的重要指标,能有效反应混凝土的损伤程度.本文主要从试验视角,采用超声波平测法和回弹法,重点研究干湿循环条件下不同浓度、种类盐溶液对水利工程混凝土表层损伤层厚度、混凝土抗压强度的影响,以期为服役在干湿循环与硫酸盐侵蚀耦合作用下混凝土建筑物设计与研究提供一些参考.     

碳化与硫酸盐溶液干湿循环后混凝土断裂韧度

为研究劣化作用对混凝土断裂韧度的影响,通过碳化、硫酸盐溶液干湿循环单一及交替作用后混凝土切口梁三点弯曲试验,探讨了碳化时间、硫酸盐溶液干湿循环次数对混凝土断裂韧度的影响。结果表明:碳化和硫酸盐溶液干湿循环均会对混凝土断裂韧度造成一定程度的劣化,劣化程度因子小于1。随着碳化时间和硫酸盐溶液干湿循环次数的增加,断裂韧度呈减小趋势;单一劣化作用时,随着碳化时间和硫酸盐溶液干湿循环次数的增加,劣化程度因子减小显著,且碳化时间、硫酸盐溶液干湿循环次数与劣化程度因子之间分别满足近似指数关系;由于碳化和硫酸盐溶液干湿循环的交互影响,单一劣化作用对断裂韧度的劣化程度逐渐呈现大于交替劣化作用影响的趋势。在分析试验结果的基础上,建立了劣化作用后混凝土断裂韧度计算模式,该模式有助于分析劣化作用后混凝土裂缝扩展并预测其断裂韧度。     

受硫酸盐侵蚀的再生混凝土耐久性研究

为研究再生粗骨料取代率对再生混凝土抗硫酸盐溶液侵蚀性能的影响规律,进行干湿循环和硫酸盐溶液的耦合试验,探究了随着干湿循环龄期的增长,再生粗骨料取代率对再生混凝土的质量损失率、伸长率、相对动弹性模量、硫酸根离子扩散深度的影响。试验结果表明:再生粗骨料掺量为100%的再生混凝土的质量损失率最大,达到了0.35%;试件的相对动弹性模量下降速度变化较复杂,分为匀速下降期、缓慢过渡期、加速下降期;试件伸长率随着侵蚀龄期的增长逐渐增大,且增幅越来越大;试验过程中,硫酸根离子逐渐向试件内部扩散,侵蚀破坏逐渐向深层移动,且再生粗骨料掺量越多的试件内部破坏得越快、越明显。研究结果可为实际工程中再生粗骨料的掺量选择提供参考。     

干湿循环作用下不同掺和料对水工混凝土抗氯离子侵蚀研究

实际工程表明,混凝土结构干湿循环部位往往破坏更为严重。文章以干湿交替区域的混凝土为研究对象,研究了干湿循环作用下基准混凝土、轻烧氧化镁混凝土、聚丙烯纤维混凝土、轻烧氧化镁—聚丙烯纤维混凝土抗氯离子侵蚀性能的差异性。结果表明,在干湿循环作用下,四种混凝土中轻烧氧化镁混凝土的抗氯离子侵蚀能力最强,其后依次为双掺混凝土、基准混凝土和聚丙烯纤维混凝土。     

三级配混凝土劈拉强度二维细观数值模拟

为从细观结构上研究混凝土劈裂抗拉强度,通过自编程序建立混凝土细观模型,采用混凝土损伤塑性模型描述细观各相材料的损伤演化。利用有限元技术数值模拟三级配混凝土试件的细观损伤断裂和劈裂抗拉强度,探讨了不同骨料分布、骨料形状、垫条宽度及界面厚度对劈裂抗拉强度的影响。结果表明:不同骨料分布和骨料形状对劈拉极限强度略有影响,但数值模拟结果均在试验统计范围内,且与文献资料中给定的试验结果相符。按照现行试验规程选取垫条宽度时,可以有效地缓解加载部位应力集中现象,使劈拉强度接近真实混凝土强度。骨料粘结界面厚度越小,混凝土劈拉极限强度越高。     

硫酸盐侵蚀作用下再生混凝土耐久性研究

为了研究不同再生粗骨料(RCA)取代率在干湿循环条件下对再生混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响,设计了再生粗骨料取代率为0、20%、50%与100%的4组配合比,分别检测混凝土质量损失率、相对动弹模量和剩余抗压强度。同时采用电子显微镜扫描(SEM)和EDS技术,对硫酸盐侵蚀后再生混凝土微观结构变化及生成产物进行了分析。结果表明:在硫酸盐侵蚀过程中,再生骨料掺量是影响再生混凝土质量损失率、相对动弹模量和剩余抗压强度的重要因素。随着再生粗骨料的增加,再生混凝土经过硫酸盐侵蚀以后质量损失率增大,剩余相对动弹模量减小,抗压强度降低。再生粗骨料的掺入会削弱混凝土抗硫酸盐侵蚀性能,掺量越大削弱效果越明显。     

干湿循环下改性混凝土硫酸盐腐蚀的断裂性能试验研究

分别掺入粉煤灰、矿渣粉、硅灰和聚酯纤维对普通混凝土进行改性,通过切口梁三点弯曲断裂试验研究干湿循环方式下受5%Na2SO4溶液腐蚀混凝土的抗裂阻裂性能。计算分析了腐蚀后改性混凝土的荷载-裂缝口张开位移P-CMOD曲线特性、断裂韧度与断裂能,给出抗腐蚀增韧系数的定义,并研究了硫酸盐腐蚀环境下改性混凝土相对于普通混凝土的增韧效果,探讨了不同腐蚀时期改性混凝土的劣化机理。结果表明:腐蚀后改性混凝土的P-CMOD曲线经历了损伤初弯段、比例弹性段、稳定扩展段和软化段4个阶段;随干湿循环次数的增加,改性混凝土的抗腐蚀增韧系数总体呈先增大后减小趋势;掺加25%粉煤灰可显著增强腐蚀早期混凝土的断裂韧度,掺入聚酯纤维、矿渣有利于混凝土腐蚀后期失稳韧度的提升和断裂能的增加,而掺入硅灰对腐蚀混凝土的增韧效果不明显。     

不同温度对混凝土坯层间劈裂抗拉强度影响试验研究

研究不同环境温度作用下混凝土坯层间性能的变化规律,对预测施工风险及施工过程中准确控制坯层结合质量具有重要意义.通过测定低热水泥混凝土在不同温度作用下坯层间的劈裂抗拉强度及坯层覆盖时下层混凝土的含水量和贯入阻力,对不同温度作用下低热水泥混凝土坯层间性能劣化机理进行了分析.结果表明:随着温度的升高,低热水泥混凝土的贯入阻力...     

混凝土材料经历三向受压荷载历史后抗拉强度劣化的研究

基于连续介质损伤力学，以侧向应力和最大竖向应变二者的组合来表征混凝土所经历过的荷载历史，以抗拉强度的劣化和超声波速的降低来表征混凝土的损伤，对10cm×10cm×10cm的立方体试件进行了损伤试验，研究了单调荷载历史、循环荷载历史、不同围压条件下损伤发生、发展的一些规律。根据试验结果拟合得到损伤的演化方程，分析了影响损伤发展的主要因素，阐述了其原因。可以看出用抗拉强度的劣化以及超声波速的降低来估测混凝土的损伤是可行的。     

混凝土圆柱体试件和立方体试件抗压强度关系的分析

世界各国混凝土抗压强度的试验标准各不相同,同样的混凝土,得出的抗压强度试验值不同。在国际技术交流中,为保持使用数据的一致性,必须研究混凝土圆柱体试件与立方体试件所测得的抗压强度值的关系。本文介绍了混凝土圆柱体试件与立方体试件的强度比的影响因素、转换系数与转换公式,供同行遇到类似问题时参考。     

混合再生骨料混凝土配制技术试验研究

以废弃砖骨料和废弃混凝土骨料混合使用替代天然骨料制备混凝土,即为混合再生骨料混凝土.试验研究再生砖骨料和再生混凝土骨料不同替代率条件下水灰比、砂率、用水量等因素对混合再生骨料混凝土立方体抗压强度的影响,总结得出混合再生骨料混凝土的最佳配合比和最佳成分比.     

美国规定的混凝土抗压强度与中国混凝土强度等级的比较

美国设计规范中规定的混凝土抗压强度fc与中国混凝土强度等级fcu,k的比较，是若干概念比较中最基本的部分。从混凝土配置强度角度比较fc相当于中国的混凝土强度等级，与fc=3000psi接近的混凝土强度等级是0．8C25；从按保证率要求的强度折减角度比较，0．8fc相当于中国的混凝土标准强度；美国90％保证率的fc比中国95％保证率的0．8C25值略大。     

冻融混凝土基于声发射技术的单轴动态劈拉损伤特性研究

为了研究混凝土冻融劣化后的动态劈拉损伤特性,对历经 0、10、20、30、40 次冻融后的混凝土进行应变速率为 10 － 5 / s、10 － 4 / s、5 × 10 － 4 / s、10 － 3 / s 的单轴劈拉试验,分析了冻融循环次数和应变速率对混凝土劈拉强度和吸能能力的影响,并利用声发射技术分析了劈拉破坏过程中混凝土损伤发展情况。结果表明: 随应变速率增大,劈拉强度线性增大; 随冻融循环次数的增加,劈拉强度线性减小; 随应变速率的增大,混凝土吸能能力增大; 随冻融循环次数的增加,混凝土吸能能力减小; 实时采集的声发射信号可用来描述混凝土劈拉破坏过程; 混凝土劈拉损伤均随应变速率和冻融循环次数的增大而增大,当应变速率为 10 － 3 / s 时的斜率缓慢增加到累计能量的 10% 左右,当加载应力为峰值应力的 80% 左右时,试件内部能量急剧释放,试件迅速破坏。     

混凝土试件楔入劈拉试验及损伤参数研究

通过3组不同初始裂缝长度的混凝土双支承楔入劈拉试验,运用断裂力学和损伤力学的理论研究了初始裂缝长度对断裂破坏及损伤参数的影响。根据试验测试过程及计算结果分析,证明非均匀应力场下测试损伤参数是可行的,而初始裂缝长度对材料损伤参数有一定影响,表现为初始裂缝越长损伤参数也越大。测试结果同时说明,对混凝土构件中已开展裂缝的观测,其观测仪器宜布置在裂缝尖端并重视其应变突变值的捕获和分析。