基于孔结构特征的再生骨料透水混凝土抗冻耐久性试验

为探究冻融循环作用下透水混凝土渗透性能和力学性能演变规律与孔隙结构特征之间的关系,以再生骨料透水混凝土为研究对象,对比分析了连续孔隙率、透水系数和抗压强度随冻融次数的变化规律,并借助CT技术获得不同冻融次数下试件内部的孔结构破坏特征.试验结果表明,再生骨料透水混凝土的连续孔隙率、透水系数、平均孔径均随冻融循环次数的增加而增大,抗压强度随着冻融次数的增加逐渐降低;建立了连续孔隙率、透水系数、抗压强度和平均孔径随冻融循环次数变化的回归曲线方程;孔隙结构特征直接影响透水混凝土的各项物理性能和力学性能,根据再生骨料透水混凝土冻融破坏机理,建立强度-平均孔径模型,连续孔隙率和透水系数与平均孔径模型,该成果可为再生骨料透水混凝土的工程应用提供借鉴.     

冻融循环下水泥石灰改良软土力学特性试验研究

为研究冻融循环对水泥石灰改良软土力学特性影响,通过不同冻融次数的无侧限抗压强度试验和直剪试验,得到了水泥及石灰剂量和冻融次数对改良软土力学特性影响规律。结果表明:水泥石灰改良软土冻胀率分别与水泥剂量、石灰剂量负相关,且冻融3次后冻胀率达到最大值后逐渐减小;无侧限抗压强度随冻融次数增加递减,冻融7次后抗压强度逐渐收敛;随着水泥剂量的提高,改良土抗压强度经历相同冻融次数后抗压强度减小速率逐渐趋向稳定,冻融10次后抗压强度较未冻融的改良土抗压强度分别平均降低了57%～63%;同一冻融次数下,各石灰剂量改良土内摩擦角随水泥剂量提高呈线性增长,3%石灰剂量改良土黏聚力与水泥剂量线性相关。     

冻融环境下透水性生态混凝土试验研究

目前透水性生态混凝土受冻时的孔隙结构、破坏形式等尚不明确.本文通过制备出透水性生态混凝土,利用快速冻融方法分别测试并分析了添加不同掺合料的透水性生态混凝土试件的各项指标变化,采用图像处理方法探索了试件在冻融条件下孔隙率、孔径的变化规律,分析了透水性生态混凝土的破坏现象.试验结果表明添加粉煤灰提高透水性生态混凝土的抗冻性优于硅粉;受冻时孔隙平均半径0 ～5 mm的孔隙增幅达37％,孔隙不断变大,可达35 mm;三种开裂形式中以中间开裂为主,混凝土破坏由裂缝的发展导致,而出现裂缝的原因是受被挤压的未冻水压力和水结冰的膨胀压力影响.     

冻融频数对透水混凝土质量损失的关系的研究

透水混凝土的抗冻性是在寒冷地区的重要强度以及耐久性指标之一,根据本文对透水混凝土试块进行的不同次数的冻融试验,研究发现透水混凝土内部的细小裂纹会沿着一定方向持续扩张,当扩张到一定程度时,原本不连通的孔隙将相互连通。通过测定透水混凝土弹性模量的相对变化来评估其破坏状态,相对弹性模量冻融次数达到70次时,试块质量仅下降0.74%,且表面无明显破坏痕迹,但测定弹性模量使用的动弹仪主要是依据内部的基频折损来评价混凝土的破坏状态,故透水混凝土与弹性模量关系有待进一步研究。     

冻融处理对预脱水净水污泥脱水性能的影响

针对净水污泥含水率高、脱水性能差的问题,采用具有良好脱水效果的冻融法调理,并进一步调理经过预脱水的低含水率污泥,以期提高脱水效能。考察冷冻温度、时间和初始含水率对冻融调理的影响,并分析污泥各方面的变化,探究冻融作用机理。结果表明,净水污泥经冻融调理后脱水性能有明显提升,在-12 ℃下冷冻 12 h 后,其污泥比阻（SRF）、泥饼含水率和污泥沉降比(SV₃₀)分别可降至 1.57×10¹²m/kg、59.9% 和 20.2%。而预脱水污泥的冻融调理效果相较于原泥直接冻融有进一步提升,且初始含水率越低（80% 以上）,脱水效果越好,最佳冻融条件下（含水率82%,-12 ℃,6 h）,其泥饼含水率、SRF 分别为 46.5% 和 1.51×10¹¹m/kg,相较于原泥降低了 50.8% 和 99.5%。而冻融改善污泥脱水性能的可能机理为在生长冰晶的不断作用下破坏了污泥原有的絮体结构,并相互团聚成大颗粒污泥,同时增强了污泥增溶性和疏水性,使自由水以不可逆的方式显著增加。     

受冻融混凝土动态抗压特性试验研究

通过对受冻融混凝土试件进行单轴动态抗压试验,分析了冻融次数(0、25、50和75次)及应变速率(10-5 s-1、10-4 s-1和10-3 s-1)对混凝土抗压强度、峰值应变和应力-应变曲线的影响.结果表明:不同应变速率下受冻融混凝土的破坏特点有所差异,随着应变率的提高,试件断面更加平整,有较多粗骨料发生破坏;相同冻融次数下,随着应变率的增大,抗压强度明显增加,而峰值应变减小,应力-应变全曲线的峰值点呈前移和上升的趋势,曲线上升段斜率逐渐增大且长度也随之增大,下降段越为陡峭,表现明显的脆性特点;相同应变率下,随着冻融次数的增加,抗压强度均有所降低,而峰值应变逐渐增大,应力-应变全曲线的峰值点表现为明显下降和后移的趋势,其曲线下包面积减小,吸收能量的能力变差;通过对试验结果分析,建立了考虑应变率影响的受冻混凝土受压应力-应变曲线方程.     

硫酸盐腐蚀对混凝土微观结构特征的影响研究

为了研究硫酸盐溶液侵蚀作用对混凝土微观结构的损伤规律,对试样进行0次、10次、20次、30次和50次硫酸盐溶液的腐蚀试验,获取了试样外观破坏特征、质量变化曲线、矿物成分、微观形态以及核磁共振T2分布曲线与NMRI图像,在此基础上分析了混凝土腐蚀损伤的微观机理.研究结果表明,随着硫酸盐腐蚀次数的增加,混凝土的质量损失率呈幂指数函数上升规律,材料外观破坏程度逐渐增加;对混凝土微观结构进行SEM和XRD分析,发现硫酸盐腐蚀作用使得钙矾石晶体的含量随腐蚀次数增加而上升;由T2分布谱线的变化趋势表明硫酸盐腐蚀作用使得材料内部小孔隙、中孔隙逐渐扩张成相互连通裂隙;不同损伤程度的混凝土NMRI扫描图像与T2分布曲线变化规律较为同步,说明扫描结果较为准确地反应了试样内部结构;硫酸盐溶液的化学腐蚀与渗透力是导致混凝土微观结构损伤的内在机理.     

石灰改良软土填料路用性能试件研究

为探讨季节性冻土地区石灰改良土填料填筑路基的性能,研究了石灰改良软土力学特性和冻融条件下含水率、颗粒粒径和养护方式对石灰改良软土抗剪强度的影响规律。研究结果表明:石灰改良土CBR、抗压强度随石灰掺量增加逐渐增大,石灰掺量7%～10%下改良土抗压强度增长较慢,建议改良土最佳石灰掺量为7%;冻融条件下改良土抗剪强度随冻融次数增加呈减小趋势,达到5次后,改良土抗剪强度逐渐减小至稳定值,当含水率由15.7%增加到19.7%,改良土冻融5次、10次后抗剪强度分别降低了24.5%、28.0%;粒径2mm改良土抗冻性好于粒径5mm改良土,粒径2mm、5mm改良土冻融10次后抗剪强度分别平均减小了10.4%、23.4%;标准养护改良土抗冻性好于现场养护改良土,标准养护和现场养护改良土冻融10次后抗剪强度分别平均减小了10.2%、14.5%。     

热处理砂岩细微观损伤演化及断裂试验研究

以郑万铁路重庆段雷家坡隧道岩石为研究对象,研究高温作用下岩石细微观损伤演化特征及断裂机制。对砂岩试样进行热处理,借助MTS816岩石力学试验机、核磁共振仪、CT扫描仪等对砂岩开展不同温度下的微观结构热损伤及宏观破裂试验研究。结果表明：随着温度的增加,热处理砂岩细微观孔隙结构明显较常温作用变大,试样内水分子含量随着温度的增加逐渐增大。当温度低于600℃时,试样内部发生明显的脆性破断,但当温度高于600℃时,岩样的破断特征由脆性逐渐向塑性转变。另外,在较低温度作用时,试样内主要以剪切破断为主,随着温度的增加,试样的破断机制由剪切破断主导向拉伸破断过渡。     

预湿方式对HPP纤维轻骨料混凝土抗冻性能的影响

为了缩短工程常规1 h常压预湿时间,采用1.5 MPa加压预湿0.5 h的方式,并与常压预湿相比.研究在常压和加压预湿前提下,页岩和粉煤灰两种陶粒吸水率、孔隙结构的差异,以及两种轻骨料在不同吸水率时HPP纤维轻骨料混凝土的抗冻融性能.研究结果表明:页岩陶粒常压预湿和加压预湿吸水率差别较大,粉煤灰陶粒常压预湿和加压预湿吸水率差异较小;页岩内部孔径较小且多呈封闭性以及总孔隙率大,粉煤灰陶粒内部孔隙与外部连通性能较好;页岩轻骨料混凝土抗冻性能优于粉煤灰轻骨料混凝土;常压预湿HPP纤维轻骨料凝土抗冻性能优异, 1.5 MPa加压预湿轻骨料混凝土的抗冻融次数最少能达到225次以上.