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。     

混凝土在复合盐侵蚀环境中的微观结构变化

盐类侵蚀是导致混凝土耐久性破坏的主要因素之一。试验观察了混凝土遭受单盐及复合盐长期半浸泡情况下的相对动弹性模量的变化情况,发现在相同浓度情况下混凝土在复合盐中的相对动弹性模量比在单盐环境中的下降快。通过扫描电镜对侵蚀后混凝土内部进行观察,从微观结构变化方面对这一现象进行了研究,为混凝土结构的耐久性设计提供参考依据。     

冻融循环与复合盐侵蚀耦合作用下再生混凝土耐久性研究

以质量分数3%NaCl和不同浓度的Na₂SO₄复合盐溶液以及水为侵蚀介质,采用快冻法对再生混凝土进行冻融循环试验,测定各组再生混凝土试件的质量损失、抗压强度以及相对动弹性模量的试验数据,研究了再生混凝土在冻融与复合盐侵蚀耦合作用下的性能劣化规律,通过曲线损伤模型预测了再生混凝土的耐久性寿命。研究结果表明：在不同浓度复合盐溶液侵蚀下,3%NaCl+10%Na₂SO₄溶液冻融中质量损失,抗压强度劣化最为严重,3%NaCl+5%Na₂SO₄溶液中的冻融损伤度最大;再生混凝土损伤层厚度与相对动弹模量之间存在负相关性,可以采用相对动弹性模量表征混凝土内部损伤;曲线模型可以较好评价再生混凝土在复合盐环境下的冻融损伤,在3%NaCl+5%Na₂SO₄溶液中,再生混凝土的抗冻耐久性寿命最差。     

基于粗糙集的盐冻作用下混凝土材料耐久性评价指标分析

为探明盐冻作用下混凝土材料各耐久性评价指标的重要程度,通过室内加速试验测定混凝土试件的损伤层厚度、超声波波速、质量损失率、相对动弹性模量、抗压强度5个耐久性评价指标,应用粗糙集条件信息熵理论,建立硫酸盐侵蚀与冻融循环复合作用下混凝土材料耐久性评价指标的权重关系数据模型,分析各指标在混凝土材料耐久性评价中的重要程度。研究结果表明,损伤层厚度(0.30)与超声波波速(0.30)权重最大,质量损失率(0.21)次之,相对动弹性模量(0.19)最小,表明损伤层厚度及超声波波速能更好地反映盐冻作用下混凝土材料的耐久性能,与混凝土试验损伤结果相符;并通过各评价指标相关性提取对应决策规则,为盐冻作用下混凝土材料耐久性评价指标的客观选取提供了重要依据,提高了混凝土冻融侵蚀损伤程度的预测精度。     

基于支持向量机的有机成膜涂层混凝土碳化深度预测模型

为研究有机成膜涂层混凝土碳化深度与其影响因素之间的高维非线性问题,采用以水灰比、用水量、水泥用量、涂层类别、老化时间、温度、相对湿度为影响因素进行的有机成膜涂层混凝土碳化试验测得的数据,运用支持向量机算法建立涂层混凝土碳化深度预测模型,将试验值与预测值对比,结果表明,该模型有较好的预测精度。并将预测结果与传统的BP神经网络预测模型对比,结果显示,支持向量机预测模型的误差更小,回归拟合效果更佳,可应用于有机成膜涂层混凝土碳化深度的预测。在此基础上,对影响因素进行敏感性分析,计算影响因素变化率与涂层混凝土碳化深度变化率之间的定量关系,从而找出影响因素敏感性程度排序,为有效防护涂层混凝土碳化提供一定参考。     

相对法评价涂层混凝土冻融损伤

利用相对法分别计算了环氧砂浆涂层、聚氨酯涂层和聚脲涂层的动弹性模量及涂层混凝土内部的逐层动弹性模量,分析了混凝土内部结构损伤层的损伤演变规律,同时辅以扫描电镜(SEM)与压汞试验结果对相对法所得结论进行了验证.结果表明:3种涂层的抗冻防护效果为环氧砂浆涂层聚氨酯涂层聚脲涂层;混凝土构件表层的动弹性模量最低,冻融侵蚀最严重,混凝土构件内层的动弹性模量最大,基本未受侵蚀,混凝土构件损伤层动弹性模量由表及里的呈现递增至平缓的变化趋势;混凝土损伤层动弹性模量降低是由于多害孔的比例增大而引起的.     

硫酸盐侵蚀-冻融循环复合作用下混凝土材料耐久性研究

针对我国西北寒旱地区水工混凝土结构长期遭受冻融及盐离子腐蚀等侵蚀破坏造成混凝土结构耐久性衰减问题,结合工程实际采用理论分析与室内加速试验相结合的方法开展硫酸盐侵蚀-冻融循环复合作用下混凝土耐久性试验,探究硫酸盐侵蚀-冻融循环作用下混凝土材料动弹性模量、质量以及抗压强度等耐久性指标变化规律。结果表明:混凝土材料在硫酸盐侵蚀-冻融循环作用下,其动弹性模量、质量以及抗压强度等耐久性指标显著下降,选用水胶比为0.35的混凝土材料能更好地抵抗硫酸盐侵蚀-冻融循环复合作用破坏。试验结果与实际工况相吻合,为硫酸盐侵蚀-冻融循环环境下混凝土材料的耐久性研究提供参考依据。     

混凝土中冻融循环和氯离子侵蚀的耦合效应试验研究

研究了不同水灰比与骨料体积含量的混凝土在氯离子侵蚀、冻融循环与氯离子侵蚀复合条件下的相对动弹性模量、耐久性指数、混凝土外观质量与开裂情况.试验结果表明:冻融循环促进了氯离子在混凝土中的渗透、扩散,使混凝土中的氯离子含量增加,而水灰比大、骨料体积含量小的混凝土受此影响较大,冻融循环与氯离子侵蚀之间存在耦合叠加效应,这对于北方寒冷地区存在氯离子侵蚀环境的钢筋混凝土结构提供了试验和理论参考.     

预应力混凝土结构在冻融损伤条件下的疲劳寿命预测模型研究

为探索预应力结构在侵蚀环境作用下的工作机理与寿命,研究冻融与疲劳侵蚀环境下结构疲劳寿命的主要因素及相对关系,对15根预应力混凝土梁进行了在不同冻融循环次数后的低周疲劳试验。试验结果显示,预应力张拉水平和冻融循环次数是影响预应力混凝土结构疲劳寿命的主要因素。采用损伤力学方法建立了疲劳寿命与冻融循环过程中相对动弹性模量衰减之间的关系,并建立了寿命预测模型。模型计算结果与实测结果表明,预测寿命和实测寿命相比较为符合。本文的工作是对研究预应力混凝土结构损伤机理和改进预应力混凝土结构耐久性设计等方面的有益探索。     

盐冻融-荷载耦合作用下高性能混凝土试验及损伤模型研究

通过对掺加粉煤灰、硅粉及矿渣的高性能混凝土在盐冻融-荷载耦合作用下的试验研究,提出了考虑多因素作用下混凝土疲劳损伤度模型。试验结果表明:荷载显著的影响盐冻融循环次数和破坏形态;不同应力状态下混凝土试件的质量变化率无明显差别。质量损失率是反映盐冻融-荷载耦合循环次数的主要参数,而相对动弹性模量是反映荷载影响的主要参数。提出的盐冻融-荷载耦合作用下的混凝土损伤度模型,可以反映出混凝土所受应力、相对动弹性模量、混凝土抗拉强度及循环次数对损伤度的影响。当耦合影响因子β接近零时,混凝土趋近疲劳寿命;所预测的损伤特性与实际损伤情况符合较好。     

基于人工神经网络的混凝土抗冻性预测

简要介绍了MATLAB人工神经网络,阐述了人工神经网络预测模型的基本思想和模型特点。随着神经网络技术的不断完善和发展,人工神经网络广泛地用于土木工程的各个领域,可针对混凝土冻融与各种因素之间的相互关系,并且随着数据的不断积累,可在新样本基础上进行自学,形成较完整的评估预测系统。针对混凝土冻融后的相对动弹性模量的变化,应用BP网络建立了评估混凝土冻融后的性能的人工神经元网络模型,较好地解决了多影响因子的非线性映射问题,但真正用于工程实践还有许多问题需要进一步的研究解决。     

高强混凝土强度预测的支持向量机模型及应用

高强混凝土的强度受多种因素的影响,其强度的预测是一个动态性的系统工程。采用支持向量机理论,建立了高强混凝土的强度预测的支持向量机预测模型。并将该模型计算结果与实测混凝土28 d抗压强度、BP网络计算的强度、RBF径向基函数神经网络计算的强度、线性回归模型计算的强度、非线性回归模型计算的强度进行比较。研究表明:预测结果与实测结果吻合较好,较线性回归和神经网络预测精度高,为高强混凝土的强度预测提供了一条新途径。     

干湿循环下透水型生态混凝土硫酸盐侵蚀试验研究

对透水型生态混凝土在不同浓度硫酸盐干湿循环条件下进行了侵蚀试验,测定了透水型生态混凝土的抗压强度耐蚀系数、相对动弹性模量和质量变化率。并辅以SEM电镜和EDS成分分析,探究了不同浓度硫酸盐侵蚀下试件微观损伤过程和侵蚀破坏规律。试验结果表明:在硫酸盐干湿环境下,透水型生态混凝土的抗压强度耐蚀系数、质量变化率均呈现出先上升再下降的变化趋势。浓度越高,侵蚀破坏的周期越短。通过微观分析发现,试件侵蚀产物多为硫酸钠结晶、钙矾石和石膏以及少量碳化碳硫硅钙石结晶。此外,实验室烘干会加速试件本身和侵蚀结晶碳化,生成碳硫硅钙石结晶。     

风积沙自密实混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

为了探究风积沙自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，研究了不同侵蚀龄期下风积沙掺量对自密实混凝土的工作性、质量损失率、相对动弹性模量和耐蚀系数的影响。结果表明：随着风积沙取代率的增大，风积沙自密实混凝土拌和物的坍落扩展度呈先增大后减小的趋势；随着侵蚀龄期的延长，风积沙自密实混凝土的质量、相对动弹性模量和耐蚀系数均呈先增加后降低的趋势；适量掺入风积沙能有效改善自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能，当侵蚀龄期为120 d时，60%风积沙取代率下的风积沙自密实混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能最佳；风积沙自密实混凝土的耐蚀系数与相对动弹性模量和质量损失率均存在良好的线性关系。     

荷载作用下的混凝土硫酸盐腐蚀研究

本试验研究了荷载作用下混凝土的硫酸盐腐蚀,采用在线测定方法对不同水灰比的混凝土试件进行了与干湿循环有关的SD 和MDF耐久性试验,研究荷载、干湿循环和硫酸盐侵蚀等破坏因素的单独作用及其复合作用对混凝土耐久性的影响规律;以相对动弹十模量为评价指标对多因素协同作用下的不同水灰比混凝土试件的抗硫酸盐侵蚀性能进行了表征,通过动弹性模量在硫酸盐侵蚀条件下自变化,探索更为实用的混凝土抗硫酸盐性能的评价方法,对防治混凝土硫酸盐侵蚀提出了一些对策.     

基于神经网络的混凝土强度预测

在传统预测混凝土强度的基础上,提出一种基于人工智能的新的预测方法,建立了两种神经网络模型:BP神经网络和RBF神经网络,实现了从新拌混凝土成分及其特性到硬化后混凝土强度之间的复杂的非线性映射。通过对试验数据的学习,网络结构可以早期预测混凝土28d抗压强度。另外,还利用BP神经网络模拟分析了混凝土成分质和量的变化对抗压强度的影响,其结果符合已知的经典混凝土强度变化规律,表明神经网络模型具有较高的精度和较强的泛化能力。     

基于神经网络的混凝土强度预测

在传统预测混凝土强度的基础上,提出一种基于人工智能的新的预测方法,建立了两种神经网络模型：BP神经网络和RBF神经网络,实现了从新拌混凝土成分及其特性到硬化后混凝土强度之间的复杂的非线性映射。通过对试验数据的学习,网络结构可以早期预测混凝土28d抗压强度。另外,还利用BP神经网络模拟分析了混凝土成分质和量的变化对抗压强度的影响,其结果符合已知的经典混凝土强度变化规律,表明神经网络模型具有较高的精度和较强的泛化能力。     

海水侵蚀环境下再生混凝土的损伤劣化研究

采用浸-烘循环的试验方法,对不同粉煤灰掺量的再生混凝土进行了海水腐蚀试验,研究了再生混凝土的抗压强度、相对动弹性模量及质量损失率随腐蚀时间的变化规律。结果表明:粉煤灰掺量为40%的C30与C40级再生混凝土与同强度等级的再生混凝土相比,均有较强的抗海水侵蚀的性能。同时,建立了海水侵蚀环境下再生混凝土的损伤劣化模型。     

基于神经网络纳米海工混凝土电阻率预测

为探究神经网络对混凝土电阻率预测的可行性,文中通过wenner四电极法测量Cl-侵蚀和干湿循环耦合作用下纳米混凝土的电阻率,利用BP神经网络和Elman神经网络对电阻率测量结果进行预测。预测结果表明,BP神经网络的预测效果要优于Elman神经网络,BP神经网络的预测误差更低,其输入和输出变量之间的相关性更强,在混凝土相关研究中利用神经网络具有一定的实用性。     

基于神经网络的温凝土强度预测

在传统预测混凝土强度的基础上,提出一种基于人工智能的新的预测方法,建立了两种神经网络模型:BP神经网络和RBF神经网络,实现了从新拌混凝土成分及其特性到硬化后混凝土强度之间的复杂的非线性映射.通过对试验数据的学习,网络结构可以早期预测混凝土28d抗压强度.另外,还利用BP神经网络模拟分析了混凝土成分质和量的变化对抗压强度的影响,其结果符合已知的经典混凝土强度变化规律,表明神经网络模型具有较高的精度和较强的泛化能力.