氯盐冻融作用下粉煤灰混凝土抗渗抗冻性研究

研究了粉煤灰掺量为0%、15%、30%的混凝土28 d抗压强度、抗氯离子渗透性,以及在浓度为0%、5%、10%的NaCl溶液中的抗冻性。结果表明:混凝土28 d龄期的强度随着粉煤灰掺量的增加而降低;未经冻融的混凝土掺入粉煤灰后抗氯离子渗透能力增强,以15%掺量效果最佳;经50次冻融循环后粉煤灰对抗氯离子渗透能力的作用减弱;混凝土试件在5%的NaCl溶液中冻融后质量损失最大;相对动弹性模量随着盐浓度的增加而降低,掺加15%粉煤灰有利于提高混凝土在盐溶液中的抗冻性能。     

玄武岩纤维混凝土快速冻融试验的力学性能研究

为了满足玄武岩纤维混凝土在寒冷地区的使用要求,在冻融环境下,对素混凝土和玄武岩纤维混凝土的力学性能进行研究。结果表明：(1)50次冻融循环前,纤维掺量分别为0.09%、0.135%、0.18%的玄武岩纤维混凝土,其相对动弹性模量均变化较小;50次冻融循环后,其相对动弹性模量均快速减小。(2)在不同介质冻融环境下,50次冻融循环前,素混凝土和玄武岩纤维混凝土的抗压强度均缓慢降低;50次冻融循环后,其抗压强度快速降低。(3)相同冻融循环条件下,素混凝土相对动弹性模量和抗压强度降低最快,纤维掺量0.135%的玄武岩纤维混凝土的相对动弹性模量和抗压强度降低最慢。研究成果可供类似混凝土工程参考与借鉴。     

紫外线与冻融循环作用下的混凝土耐久性研究

分别制作3种不同水灰比的面板混凝土试件,在紫外线辐射试验的基础上,以未经紫外线辐射的试件作为对照组,对各组经相同时间紫外线辐射后的试件进行冻融循环试验,并每间隔一定的冻融次数测定试件的质量及动弹性模量,根据试验结果,进行拟合分析,建立了考虑紫外线辐射的冻融循环损伤度模型。结果表明:在一定冻融循环次数下,水灰比越小,质量损失率越小,相对动弹模量越高,混凝土的抗冻性越好;相较于未经紫外线照射的对照组,经过紫外线照射的试件在经过一定循环次数的冻融后,其质量损失率更大;紫外线辐射对低强混凝土的质量损失率影响主要是在冻融循环的早期表现出来,而对高强混凝土则是在冻融循环的晚期表现出来;获得的冻融循环损伤度模型能够较好地反映经过紫外线辐射作用的面板混凝土的冻融循环损伤演变规律。     

稻壳混凝土抗冻性能研究

依据"快冻法",研究了粉煤灰掺量、稻壳掺量和水灰比对稻壳混凝土抗冻性的影响.结果表明:稻壳掺量为10%和8.6%、粉煤灰掺量为17%～20%时稻壳混凝士具有良好抗冻性;随水灰比的增大,抗冻性能变差;水灰比在0.4～0.43范围内时其抗冻性能最好,此外影响稻壳混凝土抗冻性的影响因素顺序为稻壳掺量>粉煤灰掺量>水灰比.     

冻融循环作用下水工混凝土耐久性和力学性能试验研究方法探讨

通过对严寒地区水工混凝土破坏方式和冻融破坏机理的分析,指出了开展冻融循环作用下混凝土耐久性及力学性能研究的必要性.阐述了在动弹性模量测试的基础上,进一步研究混凝土的其他耐久性指标和力学性能指标的基本思路及试验方法,探讨了冻融循环作用下,水工混凝土的动弹性模量损失与其他耐久性和力学性能指标损失的相关性研究方法.     

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。     

冻融环境下引气混凝土双轴拉-压强度和破坏准则的试验研究

本文对掺引气剂混凝土进行了不同次数快速冻融试验，用电子显微镜观察了经受不同次数冻融循环后混凝土微观结构的变化，并进行了6种应力比下的双轴拉-压试验，观察了试件破坏形态，测得了混凝土试件的抗拉强度和抗压强度。试验发现，掺引气剂混凝土在双轴拉-压荷载作用下，其抗拉强度和抗压强度均随冻融循环次数的增加而明显降低。在此基础上，分析了双轴拉-压极限强度随冻融循环次数的变化规律，并在主应力空间和八面体应力空间建立了同时考虑冻融循环次数和拉压比的破坏准则。     

高温作用下不同水灰比混凝土的抗冻融性能研究

采用快速冻融法,对经受不同高温、不同水灰比的混凝土进行了40次抗冻融循环.通过抗压强度试验测得混凝土的峰值应力、应变和弹性模量.探讨了不同高温作用和不同配合比对混凝土抗冻融性能的影响.研究分析表明:随高温作用温度的升高和水灰比的增大,混凝土的峰值应力逐步降低,弹性模量逐步减小.根据试验结果得出了混凝土冻融后弹性模量与高温作用温度的关系式.计算结论可为经受高温作用的混凝土抗冻融设计提供理论依据.     

混凝土抗冻耐久性的数值计算研究

我国部分地区冬季气候较为寒冷,混凝土长期处于冻融交替的状态,久而久之其结构内部会逐步出现劣化导致建筑物丧失应有的承载能力,对建筑物的安全性和稳定性构成了巨大的威胁。以室内冻融循环试验为基础,利用ＡＢＡＱＵＳ有限元软件对Ｃ50混凝土冻融循环过程进行了数值模拟,分析了温度场、温度应力场以及动弹性模量的变化规律,结果表明:当冻融循环次数达到160次时,混凝土表面输出点的温度应力峰值超过了抗拉强度标准值且通过室内试验和数值模拟得到的动弹性模量损失率也分别达到了55．60％和54．16％,均已满足试验停止标准。室内试验得出的结论可以由数值模拟得到有效论证,说明了有限元软件应用于混凝土冻融循环模拟的可行性。     

早期受冻对混凝土耐久性劣化的影响研究

在寒冷地区的混凝土建筑物常常因早期受冻导致耐久性的劣化,且劣化程度难以测定,故通过实验探究不同受冻温度和不同养护龄期对早期受冻混凝土耐久性劣化的影响。从受冻温度和养护龄期两个角度进行分组试验。通过测量质量损失率、动弹性模量和抗压强度来反映耐久性劣化程度。结果表明:养护龄期是混凝土耐久性的主要影响因素,终凝前受冻的混凝土耐久性劣化程度高于终凝后受冻的混凝土。受冻温度的影响较小,总体呈现温度越低劣化程度越高。建立了函数模型并用试验数据进行验证,证明相对动弹性模量与抗压强度损失率相关,可通过测量相对动弹性模量来推测抗压强度损失情况。相关研究可为寒冷地区混凝土建筑物更新维护与改造工程提供理论依据。     

冻融循环后混凝土双轴压的试验研究

利用大型混凝土静、动三轴试验系统，对经过0、25、50、75次冻融循环的混凝土，进行了5种比例加载路径的双轴压试验，测得了混凝土的强度及两个加载方向的应变，并根据试验结果，系统地探讨了冻融循环后，混凝土在不同比例加载下的双轴受压强度和变形特性。在此基础上，建立了冻融循环后混凝土双轴压的破坏准则，为北方寒冷地区的水坝、混凝土路面等的设计、分析提供了试验及理论依据。     

冻融环境下不同预制裂缝混凝土断裂性能研究

对不同相对切口深度的预裂缝混凝土试件进行冻融循环试验,循环次数分别为0、25、50、75、100次。对冻融循环后的试件进行三点弯曲试验,观察试件的表观变化,并利用扫描电子显微镜和立体显微镜观察试件裂缝的情况。分别从宏观力学性能、损伤劣化规律、细微观结构等方面对冻融环境下混凝土断裂力学性能进行研究,并根据混凝土的损伤理论,定义了混凝土基于微缺陷及动弹性模量的损伤变量。结果表明:混凝土冻融循环损伤是初始缺陷发展、劣化并累积的过程;混凝土断裂韧度与初始裂缝相对深度无关,与抗弯强度具有良好的线性相关性。     

论混凝土坝抗震设计与计算中混凝土动态弹性模量的合理取值

目前我国混凝土坝抗震设计与计算中,混凝土动态弹性模量取值偏小较多,其结果导致动态变位和坝体自振周期偏大,而地震荷载偏小.笔者给出了混凝土坝抗震设计和计算中混凝土动态弹性模量的合理取值方法.     

基于随机骨料数学模型的混凝土弹性模量预测

按照混凝土试件的实际配比计算出各粒径区间的骨料体积含量,对骨料颗粒进行随机投放,生成随机骨料的数值模型。对不同形状骨料的随机骨料模型建立的体积表征单元(RVE)施加均匀位移边界条件,通过有限元方法计算该RVE中的应力和应变场,然后由细观力学数值均匀化方法预测RVE的有效弹性模量。数值计算结果和试验值的对比表明,基于随机骨料模型的混凝土弹性模量的预测是有效的,骨料含量为40%和60%时预测值与试验值相近;由多边形骨料模型得到的弹性模量略高于圆形骨料,骨料的空间分布对于预测结果的影响甚微。假定材料的细观单元力学性质服从Weibull分布时,预测的有效弹性模量结果偏低,且随均质度的减小而减小。     

塑性混凝土弹性模量的试验研究

弹性模量是塑性混凝土的一项重要力学性能指标。对两种不同测试标距(300mm和150mm)情况下塑性混凝土的弹性模量进行了试验研究。根据试验结果,得出了标距为试件全长(300mm)时测得的弹性模量较为符合实际的结论。同时,还对不同原材料用量和不同试验条件对塑性混凝土弹性模量的影响规律进行了初步探讨。该研究成果对于塑性混凝土的配合比设计及施工具有参考价值。     

冻融循环对植被混凝土养分及其固持能力的影响

由于植被混凝土基材在高寒地区应用效果较差且研究成果不多,为此开展了冻融循环试验,研究了植被混凝土基材三大类营养元素含量变化对冻融循环频次的响应,并对冻融循环后的基材进行淋溶试验,探究了冻融循环对基材养分固持能力的影响。利用Matlab软件对4种速效养分的淋失率进行主成分分析,对冻融循环后的基材养分淋失情况进行综合性评价。结果表明:冻融循环对植被混凝土基材养分含量及流失情况影响较大;随着冻融循环次数的增加,基材全氮含量先上升后下降,氨态氮、有效磷、有效钾含量逐渐上升,硝态氮含量逐渐下降;冻融循环作用提高了3种营养元素的淋出率,增加了基材养分淋溶流失的风险,降低了基材对速效养分的固持能力,这与主成分分析的结果相同。     

基于 DIGIMAT 的混凝土等效弹性模量研究

通过解析法和有限元分析法在细观结构上研究了混凝土的弹性模量,并与试验比对进行多尺度分析并验证其可行性。在细观结构上混凝土可作为由水泥砂浆、骨料、界面和孔隙组成的多相复合材料,采用 DIGIMAT 软件建立混凝土细观力学模型。本文基于 DIGIMAT 预测了骨料体积比分别取0. 2,0. 4,0. 6 和 0. 8 时的混凝土等效弹性模量值,并分析了各个细观组成部分对混凝土等效弹性模量的影响。研究结果表明: 解析解和有限元数值解与试验测定值相比产生的误差均较小,但解析解与试验测定值更为接近; 随着水泥砂浆弹性模量的增加,混凝土弹性模量随之增加; 随着骨料纵横比的增大,混凝土弹性模量呈下降趋势; 孔隙率增加,混凝土弹性模量减小,界面层厚度增加,混凝土弹性模量也随之减小。研究成果可用于预测混凝土的等效弹性模量。     

增强体复合土动弹性模量影响因素的研究

通过水泥土、灰土、水泥砂浆3种增强体复合试样以及纯粉土试样的动三轴试验,研究了不同增强体对土体动弹性模量的影响,讨论了围压、置换率的影响程度。研究发现：增强体的设置使得土体的动弹性模量Ed及最大动弹性模量Edmax显著提高,复合试样的Ed和Edmax均随增强体刚度、置换率及围压的增大而增大。在各影响因素中,对水泥砂浆复合试样而言增强体设置对Edmax的提高程度最大;置换率增加对Edmax的提高程度随围压的增加而降低,且置换率对水泥土增强体复合土的影响最大,对水泥砂浆增强体复合土的影响最小;围压的增加对Ed     

低弹模混凝土防渗墙设计实例分析

介绍了如何选择低弹模混凝土防渗墙物理力学参数的设计实例。通过青山水库土石坝加固中不同弹性模量的混凝土防渗墙的应力计算分析,考虑墙体的耐久性等因素,确定最优的墙体强度及相对应的弹性模量。