冻融循环作用下混凝土构件受压性能损伤试验研究

混凝土结构的冻融破坏是寒冷地区经常发生的自然灾害,冻融引起的混凝土结构的耐久性问题已不容忽视。在混凝土材料的抗冻耐久性研究的基础上,从构件层面上对冻融循环作用下混凝土强度等级C30、对称配筋的受压构件柱进行快速冻融试验,观察冻融作用后混凝土受压柱破坏的外观形态、质量损失与动弹性模量的变化,以及受损后的混凝土柱抗压性能的变化。试验结果表明:混凝土构件的冻融破坏与冻融循环次数有关,冻融循环作用次数越多,构件破坏越严重,其单轴受压承载力也随之降低,尤其是在冻融循环数达100次以后,构件性能劣化加剧。混凝土构件在轴向加载过程中,破坏形式呈混凝土压碎破坏。最后,建立了冻融循环作用后混凝土构件受压承载力的计算模型。     

腐蚀冻融循环作用下钢筋混凝土电缆排管抗剪试验

为研究埋设在地下的钢筋混凝土电缆排管耐久性问题,通过快速腐蚀冻融循环试验,分析了其对钢筋、混凝土材料的力学特性以及构件抗剪性能的影响。结果表明,经过腐蚀冻融循环后,钢筋的屈服强度和极限拉伸强度降低;混凝土性能呈现明显劣化;构件的抗剪承载力、刚度、延性和裂缝开展表现为明显的退化。     

表面防水混凝土在冻融环境下抗氯离子侵蚀性能研究

氯离子侵蚀是造成混凝土内部钢筋锈蚀,混凝土结构发生耐久性破坏的主要原因。研究冻融损伤对表面防水混凝土抗氯离子渗透性的影响,分别对不同水灰比的普通混凝土和表明防水混凝土开展加速冻融循环试验和氯离子侵蚀试验。试验结果表面,随着冻融循环次数的增加表面防水混凝土的抗氯离子渗透性能降低,氯离子侵入量和氯离子扩散系数急剧增加;但是在相同冻融循环次数下,表面防水混凝土仍较普通混凝土具有更好的抗氯离子渗透性能;对于严寒环境下,对混凝土结构进行表面防水处理是提其抗氯离子侵蚀能力并延长其耐久性的有效方法。     

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。     

超低温冻融循环作用下的混凝土强度

混凝土结构已应用于低温、超低温环境领域,而当前对超低温下混凝土性能的研究很少,超低温冻融循环作用下混凝土强度的研究在国内几乎是空白。参照《普通混凝土长期性和耐久性试验方法》,考虑循环次数、循环时的最低温度、水胶比及外界环境湿度等参数的影响,进行了立方体混凝土抗压、抗拉强度试验及砂浆残样的SEM扫描电镜试验,探究超低温冻融循环作用对混凝土强度的影响及损伤的微观机理。强度试验结果表明,较常规冻融循环,超低温冻融循环对混凝土有更不利的影响,且随温度的降低,水胶比的提高,损伤有加大的趋势;相应地,SEM电镜试验下混凝土砂浆孔径增大,材料变得更疏松,从机理上解释了强度试验结果的合理性。     

预应力混凝土构件碳化及表层抗渗性能试验研究

针对小样本碳化试验研究预应力混凝土耐久性出现的研究方法较为单一、可靠性较差等问题,采用大批次、小尺寸构件,利用碳化试验和表面渗透性试验,研究不同应力状态和构件抗压强度对预应力混凝土构件耐久性的影响。研究结果表明:应力状态和构件抗压强度对预应力混凝土结构碳化深度有显著影响,同等条件下,应力越大,混凝土构件碳化深度越小;应力状态对混凝土表层渗透性无明显影响,而构件抗压强度却对其有明显影响,构件抗压强度越高,抗渗性能越好。     

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。     

混凝土结构耐久性检测与加固技术

影响混凝土结构耐久性的因素是十分复杂的,不同影响因素对混凝土结构耐久性的影响也各不相同.主要基于材料、构件以及结构三个层面进行分析和研究,从外部环境影响考虑,主要有混凝土受空气二氧化碳的碳化侵蚀,进而引起钢筋锈蚀,寒冷地区的冻融循环和有害离子的侵蚀,内部因素主要有碱骨料反应.本文主要介绍了基于以上几种影响因素的检测手段...     

冻融与氯盐侵蚀作用下预应力结构耐久性试验及数值模拟

为探索预应力混凝土结构在侵蚀环境作用下的耐久性,通过对12根预应力混凝土梁在不同冻融循环次数后进行的氯离子侵蚀试验,主要研究影响冻融与氯盐侵蚀环境下结构耐久性的因素。针对季节性冰冻地区的预应力海工结构耐久性失效特点以及结构耐久性具体要求,综合考虑正负峰值温度差与预应力的影响,提出了冻融条件预应力结构氯盐侵蚀的耐久性分析模型,通过工程实例验证模型的可行性。研究结果表明,采用Crank-Nicholson格式差分进行数值模拟,模拟结果与实际工程检测结果吻合较好;预应力水平和冻融循环次数是影响预应力混凝土梁氯离子扩散的主要因素,冻融损伤严重缩短结构的使用寿命,预应力延缓了混凝土冻融损伤;冻融循环次数越大,扩散深度越深;对于冻融损伤度为24%的混凝土,其氯离子扩散所需的时间是未损伤混凝土的15%~25%。     

关注环境作用的混凝土冻融损伤特性研究进展

混凝土结构耐久性劣化在不同的暴露环境下存在着显著的区域特征。研究冻融循环条件下环境参数变化对混凝土冻融损伤的影响规律,对混凝土结构的耐久性设计和工程实践具有重大的实际意义。关注混凝土结构耐久性的定量化设计,对混凝土结构服役寿命预测的需求进行分析,提出对现场冻融环境、现场与实验室试验环境下混凝土冻融损伤之间的关系、混凝土的抗冻性三个方面的数量化需求。总结现场冻融环境量化、混凝土经受冻融循环过程中环境因素（冰冻降温速率、最低冰冻温度、最低冰冻温度持续时间和饱含水情况）对混凝土冻融损伤作用机理与作用规律方面的理论与试验研究,进一步分析现场冻融环境与实验室试验冻融环境下混凝土冻融损伤关系的相关研究成果,并在混凝土冻融耐久性寿命预测和耐久性设计方法的层面上,提出最终结论与建议。     

现场环境下混凝土冻融耐久性预测方法研究

已有的冻融研究积累了大量标准试验数据,但由于现场冻融环境和室内冻融环境间的巨大差异,大量标准冻融试验数据难以直接应用于现场混凝土冻融耐久性预测。如何利用混凝土冻融标准试验数据模拟现场冻融环境下混凝土的冻融过程并给出冻融耐久性预测是工程实践中迫切需要解决的问题。首先分析室内外冻融环境的差异,在室内外混凝土材料性能(包括微孔结构性能)一致的前提下,对现场混凝土频繁接触水的情况进行研究。从疲劳损伤机制出发,利用Miner损伤累积法则和损伤等效原则,结合现场实测气温资料模拟现场混凝土冻融过程,建立能够联系实验室冻融和现场冻融的等效室内冻融循环次数公式,提出利用等效室内冻融循环次数和标准冻融试验数据预测现场混凝土冻融耐久性使用年限的方法。预测值与十三陵水库现场数据和北方部分港口工程现场数据的比较表明预测方法能够得到符合工程预测需要的结果。     

冻融循环作用下混凝土抗冲磨性能研究#br#

寒冷地区水工构筑物长期承受着河流冲刷及冻融循环的循环作用。两者耦合作用下,混凝土力学性能及耐久性能将出现更大程度的劣化。该文对冻融循环作用下的混凝土抗冲磨性能进行研究,根据理论分析和试验结果,研究了冻融侵蚀作用下混凝土冲磨损伤规律。该文主要研究工作如下：①设计一种新的混凝土冲磨试验方法。考虑引气剂、冻融次数等因素,进行混凝土试件的冻融试验,得到冻融混凝土的动弹模、相对质量和抗压强度变化规律;进行冻融混凝土在不同流速下的冲磨试验。试验表明,混凝土在冻融和冲磨耦合作用下,耐久性退化比单一因素的作用严重2~3倍;②结合混凝土冻融损伤模型和冲磨模型,建立冲磨作用下冻融混凝土的磨蚀率理论模型。该模型计算结果与试验数据有良好的吻合;③建立有限元模型,对我国北方地区混凝土桥墩进行分析,在考虑冻融和冲磨交替作用下,混凝土桥墩表面年均磨蚀厚度在4.7~5.7mm之间。河流流速越大,冲磨程度越高。     

混凝土抗冻耐久性预测数学模型

根据实测冻融曲线资料,提出混凝土冻融角θ以及混凝土极限冻融循环次数N0概念.进而推导出混凝土冻融耐久性数学模型,并建立确定该模型相关参数的数学方法,提出以抗冻因子ω作为表征和评价混凝土抗冻性的唯一指标.经试验验证完全符合现有试验资料.这一理论成果将对混凝土抗冻耐久性研究和实际应用具有重要指导意义.     

冻融循环对新老混凝土粘结性能的影响

通过新老混凝土粘结立方体劈拉试验，研究新混凝土与经历冻融循环作用后的老混凝土粘结修补性能及新老混凝土粘结面抗冻融破坏能力。采用快速冻融试验，探讨冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂类型等因素对新老混凝土粘结性能的影响规律。在试验基础上，分析了冻融循环作用对新老混凝土粘结面的损伤机理，并对遭受冻融破坏的混凝土结构粘结修补给出了建议。     

冻融作用后混凝土力学性能的衰减规律

开展了混凝土在冻融作用后各项基本力学性能衰减规律的试验研究,包括冻融作用对混凝土受压应力-应变关系、劈裂抗拉性能、抗重复荷载性能的损伤影响,并根据工程中结构构件的实际工作状态,进行了压应力与冻融循环双重因子作用下混凝土的抗冻性能及力学性能衰减规律的研究。试验现象表明:随着冻融循环次数的增多,混凝土轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗重复荷载性能等力学性能指标的下降程度均逐渐加大,并根据试验结果得出了混凝土上述各项力学性能指标随冻融作用的退化规律,建立了与冻融参数相关的退化计算公式。通过试验研究还发现:混凝土在承载状态下,冻融作用对其损伤影响将加剧,混凝土承载能力的衰减幅度较单一冻融作用更显著。本文研究可为建立符合实际工程的混凝土结构抗冻耐久性设计理论提供基础资料。     

再生粗骨料混凝土耐久性试验研究

对再生混凝土进行了碳化、循环冻融、抗渗和复合因素下的耐久性试验研究,比较了再生混凝土和普通混凝土的碳化速度、抗冻、抗渗等耐久性能。对再生混凝土的冻融和抗渗复合耐久性能进行了初步试验研究,结果表明,再生混凝土对这种叠加损伤更为敏感,受到的破坏也更大。     

机制砂混凝土在冻融循环下的强度和耐久性研究

目前,对机制砂混凝土在恶劣环境下的强度和耐久性的研究较少.在对原材料性能测试和混凝土配合比试验的基础上,对C30机制砂混凝土开展了冻融循环试验研究.对比研究了冻融循环、冻融循环后酸腐蚀和冻融循环后碱腐蚀三种情况下机制砂混凝土的质量、强度和相对动弹模量的变化规律.试验结果表明机制砂混凝土在冻融循环后质量、抗压强度和相对动...     

盐侵蚀环境下浮石混凝土的冻融损伤模型

主要进行了LC20、LC30、LC40浮石混凝土在清水中和浓度为16.55%的氯化钠盐渍溶液中的快速冻融循环试验,计算出了各个强度浮石混凝土在不同冻融介质中的质量损失率和相对动弹性模量。利用origin对浮石混凝土在清水冻融和盐渍溶液冻融下的质量损失率和相对动弹性模量进行了拟合曲线分析,建立了以质量损失率和相对动弹性模量为损伤变量的冻融损伤模型,并预测了其剩余寿命,结果表明:浮石混凝土强度越大,抗冻耐久性寿命越长;清水冻融循环下浮石混凝土的抗冻耐久性寿命比盐渍冻融循环下更长。并且得出,相对动弹性模量比质量损失率更适合作为损伤变量来建立浮石混凝土的冻融损伤模型。     

寒区隧道混凝土衬砌结构耐久性研究综述

寒区隧道混凝土衬砌结构易发生冻融循环作用下的耐久性问题。综述了冻融作用、冻融-碳化及冻融-侵蚀性盐耦合作用下的隧道混凝土衬砌结构耐久性的变化规律,并提出了目前研究所存在的问题及未来研究的建议和方向。     

昌吉- 古泉±1100kV 特高压直流输电线路甘肃段基础混凝土耐久性试验研究

为研究多种因素作用下输电线路基础混凝土的耐久性变化规律,通过电通量法、快速冻融法和硫酸盐干湿循环腐蚀,测试了不同混凝土的抗氯离子渗透性、抗冻性和抗硫酸盐腐蚀性。试验结果表明:水胶比越大的混凝土,其抗氯离子渗透性越差,随着龄期的增长,混凝土抗氯离子渗透性有一定的提高,且提高幅度与粉煤灰掺量正相关;C30混凝土在冻融循环过程中,发生酥松破坏,抗冻等级仅能达到F150,其余混凝土抗冻等级能达到F200,且破坏程度随着混凝土强度的提高而降低;在硫酸盐干湿循环作用下,不同强度等级的混凝土的抗压强度都遵循着先提高后降低的趋势。但强度转变所对应的干湿循环次数不同,强度等级越高的混凝土出现的越晚。