混凝土冻融损伤双轴强度破坏准则

根据快冻法原理,对引气混凝土试件进行了0、100、200、300次的冻融循环试验,对试验后试件进行双轴压作用下的强度试验研究。根据试验结果,研究试件的表面裂缝特征和破坏形态,得到基于冻融循环次数和应力比的极限抗压强度和极限抗拉强度力学性能退化模型。在主应力空间,建立基于应力比影响和不同冻融循环次数的引气混凝土双轴破坏准则。此项研究成果,为冻融影响地区在双轴荷载作用下的引气混凝土结构的强度分析提供理论和试验依据。     

混凝土冻融破坏机理的分析

混凝土在饱水状态下冻融循环产生的破坏作用称为冻融破坏。水在混凝土毛细孔中结冰造成冻胀开裂使混凝土弹性模量、抗压强度、抗拉强度等力学性能严重下降,危害结构物的安全。一般混凝土的冻融破坏,在其表面都可以看到裂缝和剥落。介绍了冻融破坏机理及其对材料参数的影响。     

自密实再生混凝土的基本力学性能试验研究

为了研究自密实再生混凝土的基本力学性能,通过立方体抗压强度试验、轴心抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验和弹性模量试验,观察了自密实再生混凝土的受压和受拉破坏过程和破坏形态,分析了再生粗骨料替代率对自密实再生混凝土基本力学性能的影响,探讨了普通混凝土和再生混凝土的各力学性能指标之间的换算关系对自密实再生混凝土的适用性. 结果表明:自密实再生混凝土受压和受拉的破坏形态与普通混凝土相似;当再生粗骨料替代率由0增加至100%时,自密实再生混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量分别降低了15.5%、12.7%、25.6%和11.5%,而自密实再生混凝土的峰值应变增大了19.8%;再生粗骨料替代率对自密实再生混凝土的泊松比无显著影响;普通混凝土和再生混凝土的各力学性能指标之间的换算关系不适用于自密实再生混凝土,提出的自密实再生混凝土的立方体抗压强度与其他力学性能指标之间的换算关系具有较高精度.      

聚丙烯纤维材料应用于寒区桥面铺装的实验研究

针对桥面铺装混凝土受冻融循环单因素和在氯化钠溶液中冻融循环双因素损伤机理进行试验研究,并对混凝土的冻融破坏和盐剥蚀破坏进行了分析,通过低掺聚丙烯纤维混凝土抗冻性实验对不同掺量聚丙烯纤维混凝土进行配合比设计及优选,然后对不同掺入量组成的低掺聚丙烯纤维混凝土进行冻融循环、冻融—氯盐共同作用耐久性试验研究,最后对试验结果进行了分析评价。     

引气混凝土冻融循环后双轴压强度和变形研究

研究了引气混凝土在历经0、100、200和300次冻融循环后双轴压下的强度和变形规律。对混凝土立方体试件进行双轴压试验,测试了不同侧压和不同冻融循环次数下的混凝土抗压强度,并对试件破坏模式进行描述。试验结果表明:冻融循环对素混凝土破坏模式不产生明显影响。提出了主应力空间中的混凝土双轴压强度包络线。     

多孔改性混凝土结构抗冻融性能研究

针对国内外研究空隙型多孔改性混凝土结构抗冻融少的现状,通过结构特性影响分析及抗冻融性能试验,分析了多孔改性混凝土结构抗冻融性能,结果显示,多孔改性混凝土经冻融循环后,其抗弯拉强度大幅降低,抗冻融性系数随冻融次数增加而增大,相对动弹模随冻融循环次数增加而逐渐降低.通过研究冻融破坏机理,为采取措施提高多孔改性混凝土的抗冻融性能提供理论依据.     

冻胀冻融作用下材料劣化对板式无砟轨道性能的影响

以哈大高速铁路路基冻胀区板式无砟轨道为研究对象,开展了快速冻融循环作用下C60、C40混凝土和砂浆材料标准立方体试件轴心受压和劈裂抗拉破坏试验,研究了冻融循环作用下材料性能劣化规律;在此基础上,建立了考虑限位凸台、环形树脂和层间黏结接触性能的CRTS Ⅰ板式无砟轨道-路基冻胀冻融空间有限元模型,研究了冻融损伤后轨道的静力特性,揭示了底座板的受力状态与损伤特征。研究结果表明:提高混凝土强度等级可显著减缓冻融循环对材料的劣化剥蚀作用,冻融循环加剧会导致结构界面接触状态显著恶化;随着冻融循环作用次数的增加,砂浆层和底座板材料性能劣化显著,弹性模量、层间黏结强度和轴心抗拉强度均大幅减小;与未冻融工况相比,300次冻融循环后,C60、C40混凝土和砂浆的峰值抗压强度降幅分别为14.7%、34.6%和29.9%,C60混凝土与砂浆胶结界面轴心抗拉强度降幅达到90.6%,C60、C40混凝土和砂浆轴心抗拉强度降幅均超过56%;在典型冻胀条件(冻胀波长为10 m,冻胀峰值为8 mm)下,冻胀中心处轨道各结构层上表面均受最大拉应力,在冻胀波脚处出现最大压应力;随着冻融循环次数的增加,轨道板和底座板所受最大拉应力亦不断增加。可见,在设计寒区板式无砟轨道时,底座板为主要控制性构件,底座板中部冻胀为最不利工况。      

机场道面混凝土冻融破坏评价指标

为了研究中国北方寒冷地区机场道面混凝土冻融破坏的评价指标,制作了3种不同抗冻性能的混凝土试件,采用快速冻融试验机对混凝土试件进行了冻融破坏试验,并用动弹仪DT-10W测试了试件的动弹性模量,分析了不同冻融循环次数作用下试件相对动弹性模量、压折强度、质量损失及表面剥落的变化规律,给出了机场道面混凝土冻融破坏的临界值。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,试件的压折强度均有不同程度的下降,其中抗折强度的损失较大,且试件表面剥落面积及深度增大,质量损失对试件表面平整度的影响严重。根据试件在冻融过程中相对动弹性模量与抗折强度损失、表面剥落与质量损失的规律,建议以300次快速冻融循环后混凝土试件相对动弹性模量不小于75%(抗折强度损失率不大于46%)和质量损失率小于1.0%(中等剥落)作为机场道面混凝土冻融破坏的评价指标。     

冻融作用对混凝土氯离子侵蚀影响的研究

通过对四种不同配比混凝土进行冻融循环（0、50、150次）和氯离子侵蚀试验,研究冻融作用对混凝土中氯离子侵蚀的影响。结果表明,冻融循环使混凝土孔隙率增大,它是混凝土损伤的动力源,为氯离子侵蚀创造更为有利的条件;冻融次数越多,氯离子侵蚀越严重。     

高温后水冷却条件下混凝土强度变化试验研究

为了研究高温水冷却后混凝土强度的变化,制作立方体混凝土试块,将其置于不同高温条件下处理,加热处理完成后置于水中冷却,观察高温水冷却后混凝土试块表观现象,对高温水冷试块进行受压加载试验,分析高温后水冷却条件对混凝土抗压性能的影响.研究表明,混凝土试块经过高温处理后在浸水冷却过程中会产生裂纹甚至爆裂;与常温相比,高温水冷混凝土的抗压破坏形态有一定的差别,不再是理想的正倒相接的四角锥破坏形态;高温水冷后,混凝土抗压强度降低,经历500℃高温水冷混凝土强度下降到常温强度的60%左右,800℃时为30%左右.     

冰冻作用下沥青混合料性能衰减研究

为了模拟冰冻作用对沥青混合料性能的影响,通过试验,研究了冻融循环次数对沥青混合料力学性能、高温性能、低温性能和水稳定性的影响。试验结果表明,力学性能和低温性能随冻融循环次数的变化表现出相同的衰减趋势,第8次冻融循环之前的力学性能和低温性能衰减的幅度较大,12次冻融循环之后,力学性能和低温性能趋于稳定;冻融循环次数对高温性能的影响较小,20次冻融后动稳定度依然满足要求;水稳定性随冻融循环次数的变化分为两个阶段,其中8次冻融循环之前呈快速衰减阶段,12次冻融循环之后呈稳定变化阶段。     

混凝土在氯盐介质条件下的冻融破坏机理

来自海洋环境和除冰盐的氯化物,使混凝土在冬季处于氯盐介质条件下的冻融循环,在这种冻融循环作用下混凝土更易产生剥蚀破坏,从而降低了混凝土的耐久性。分析了混凝土在氯盐介质下冻融破化的物理、化学机理和破坏特征,并根据破坏机理提出了预防混凝土盐冻破坏的措施。     

不同融雪剂对混凝土路缘石耐久性的影响

融雪剂对混凝土具有腐蚀性,尤其在冻融循环下会加速混凝土的破坏。采用不同融雪剂对混凝土路缘石试块进行冻融循环试验,研究结果表明,醋酸钙镁融雪剂在冻融循环下对混凝土的耐久性影响最小。     

冻融循环作用下聚丙烯纤维混凝土的力学性能

通过4组不同配合比聚丙烯纤维混凝土的快速冻融循环试验,测得了不同冻融循环次数后混凝土的抗压强度、纵波波速与动弹性模量,研究了冻融循环作用下不同配合比聚丙烯纤维混凝土的力学性能与损伤量特征,分析了材料性质、材料配合比与冻融循环次数对力学性能的影响。分析结果表明:冻融循环200次后,未掺加引气剂的C30聚丙烯纤维混凝土、掺加引气剂的C30聚丙烯纤维混凝土、未掺加引气剂的C40聚丙烯纤维混凝土、掺加引气剂的C40聚丙烯纤维混凝土的抗压强度损失率分别为46.53%、49.05%、34.56%、37.64%;冻融循环300次后,4组聚丙烯纤维混凝土纵波波速分别降低了8.42%、6.48%、16.72%、11.68%,动弹性模量分别降低了46.54%、35.72%、54.41%、53.72%;冻融循环150次后,C30和C40聚丙烯纤维混凝土损伤量迅速增长,且C40聚丙烯纤维混凝土损伤量高于C30聚丙烯纤维混凝土;在相同的冻融次数下,未掺加引气剂的C40聚丙烯纤维混凝土的损伤量最大;抗冻性能的改善效果从大到小依次为掺加引气剂C30聚丙烯纤维混凝土、未掺加引气剂C30聚丙烯纤维混凝土、掺加引气剂C40聚丙烯纤维混凝土、未掺加引气剂C40聚丙烯纤维混凝土。     

冻融作用下的沥青混合料力学特性

冻融损坏是冰冻地区沥青混合料的主要破坏形式。通过冻融循环作用下的沥青混合料单轴压缩和劈裂强度试验,分析了冻融循环次数、油石比等因素对沥青混合料力学特性的影响。试验得出,冻融循环次数和油石比对混合料的抗压和劈裂抗拉特性均有影响,油石比越小,影响越明显;在最佳油石比5.5%时,混合料的抗冻性能最好;冻融循环次数对沥青混合料力学特性的影响逐渐减弱,在10~12次冻融循环后,沥青混合料冻融后的强度和模量损失率均逐渐趋于稳定。     

关于桥梁结构性能劣化的研究

混凝土结构耐久性是指材料抵抗其自身和外界环境因素长期破坏的能力。影响混凝土结构耐久性的因素包括环境、材料、构件和结构等。造成混凝土结构耐久性劣化的主要原因有钢筋锈蚀、冻融、化学侵蚀、碱集料反应以及长期经受冲击、磨蚀等作用引起的混凝土劣化现象。国内外的经验证明,混     

硫酸镁溶液对应力作用下混凝土抗冻性的影响

制备了掺加20%粉煤灰的高强混凝土(HSC)、复合掺加40%粉煤灰、10%矿渣和5%硅灰的大掺量矿物掺合料混凝土(HVMAC)和综合运用引气剂、高效减水剂、大掺量矿物掺合料、混杂纤维和膨胀剂技术的高耐久性混凝土(HDC),采用快冻法测定了混凝土在水和5%MgSO4(质量分数)溶液中的抗冻性。在冻融过程中对试件采用三分点加载方式,设定弯拉应力为破坏应力的35%。分析结果表明:与水中冻融条件相比,MgSO4溶液分别使HSC和HDC在应力作用下的抗冻性提高了46倍和70%以上,其抗冻融循环次数分别达到了425次以上和900次以上,但却使HVMAC在应力作用下的抗冻性降低了67%,抗冻融循环次数仅为75次。     

关于桥梁结构性能退化及评价方法

混凝土结构耐久性是指材料抵抗其自身和外界环境因素长期破坏的能力。影响混凝土结构耐久性的因素包括环境、材料、构件和结构等。造成混凝土结构耐久性劣化的主要原因有钢筋锈蚀、冻融、化学侵蚀、碱集料反应以及长期经受冲击、磨蚀等作用引起的混凝土劣化现象。     

橡胶粉对伸缩缝混凝土冻融性能的影响

根据桥梁伸缩缝混凝土的受力特点,采用废旧橡胶增韧环氧树脂混凝土作为伸缩缝过渡区混凝土快速修复材料。采用80目橡胶粉改性环氧树脂混凝土,研究了不同橡胶粉掺量下环氧树脂混凝土的耐冻融性能。结果表明:环氧树脂混凝土在经历300次冻融循环后,质量损失率均低于1%;随着冻融循环次数的增加,环氧树脂混凝土抗压、抗弯强度损失率增大;橡胶粉的掺量对环氧树脂混凝土耐冻融性能影响较为显著。     

关于桥梁结构性能劣化的研究

混凝土结构耐久性是指材料抵抗其自身和外界环境因素长期破坏的能力。影响混凝土结构耐久性的因素包括环境、材料、构件和结构等。造成混凝土结构耐久性劣化的主要原因有钢筋锈蚀、冻融、化学侵蚀、碱集料反应以及长期经受冲击、磨蚀等作用引起的混凝土劣化现象。国内外的经验证明,