基于Weibull分布的不同冻融介质下再生骨料透水混凝土耐久性能研究

为探究不同环境下再生骨料透水混凝土(RPC)耐久性变化规律,以3种再生骨料替代率(0、30%、50%)和4种冻融介质(H 2O、3.5%NaCl、5%Na_(2)SO_(4)、3.5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4))为变量进行冻融试验。定期测定RPC质量损失率和相对抗压强度损失率,对RPC取样并进行扫描电镜(SEM)分析,以冻融试验下RPC相对抗压强度损失率为依据,利用Weibull函数对RPC进行寿命预测。结果表明,同一环境下,RPC质量损失率和相对抗压强度损失率随着再生骨料替代率的增加而增加;同一再生骨料替代率下,3.5%NaCl、5%Na_(2)SO_(4)、3.5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4)均加速RPC冻融破坏,3.5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4)对RPC质量损失率和相对抗压强度损失率影响最严重。由SEM分析可知RPC内部孔隙和侵蚀产物数量均因循环次数和冻融介质的变化呈现明显的差异性,NaCl和Na_(2)SO_(4)对RPC侵蚀破坏起着相互促进的作用。由寿命预测结果可知,H 2O中RPC-0可靠度退化持续时间最长,即预测寿命最长,为4675 h左右,3.5%NaCl+5%Na_(2)SO_(4)溶液中RPC-50可靠度退化持续啥时间最短,为2200 h左右,表明NaCl和Na_(2)SO_(4)对RPC侵蚀作用较为严重。

不同冻融介质作用下再生骨料透水混凝土耐久性试验研究

为探索不同冻融介质下再生骨料透水混凝土的冻融耐久性,分别以清水和3. 5wt%NaCl溶液为冻融介质,分析比较了不同冻融环境下再生骨料透水混凝土质量损失、动弹性模量、剩余抗压强度、CT扫描断面平均孔隙率随冻融循环次数的变化规律。试验结果表明,不同冻融介质作用下,再生骨料透水混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、平均抗压强度与CT扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大,氯盐环境下更易引起再生骨料透水混凝土的冻融破坏;再生骨料透水混凝土相对剩余抗压强度与相对动弹性模量之间具有良好的相关性,可通过测量冻融后再生骨料透水混凝土相对动弹性模量来评估其剩余抗压强度;最后基于两参数Weibull概率分布函数建立了再生骨料透水混凝土冻融损伤演化方程,可用于表征不同冻融介质作用下再生骨料透水混凝土试件的冻融损伤破坏程度。

不同冻融介质作用下再生骨料透水混凝土力学性能试验研究

为进一步研究不同冻融介质下再生骨料透水混凝土冻融循环后的性能变化,分别以清水和3. 5wt%Na Cl溶液为冻融介质,分析比较了不同冻融环境下再生骨料透水混凝土透水系数、连续孔隙率、剩余抗压强度、CT扫描断面平均孔隙率随冻融循环次数的变化规律。试验结果表明,不同冻融介质作用下,再生骨料透水混凝土的透水系数、连续孔隙率、平均抗压强度与CT扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大,氯盐环境下更易引起再生骨料透水混凝土的冻融破坏;冻融循环作用下,再生骨料透水混凝土单轴抗压强度与CT扫描断面平均孔隙率呈负相关,可通过测量冻融后再生骨料透水混凝土孔隙率来评估其剩余抗压强度,试验成果可为进一步研究冻融环境下再生骨料透水混凝土内部孔隙结构损伤特征及破损机理提供参考依据。

冻融介质及温度阈值对混凝土快速冻融试验试件温度历程的影响

国内普遍采用快速冻融试验机、按照GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中快冻法开展混凝土抗冻试验。该方法中规定用于控制冷冻、融化过程的测温试件以防冻液为冻融介质,而用于测量混凝土抗冻性能的冻融试件以水为冻融介质。两种试件冻融介质的差异必然会造成其中心温度变化历程不同。本文以测温试件冻融介质的种类、测温试件和冻融箱内防冻液的温度阈值作为影响因素,试验研究冻融试件在冻融循环过程中的温度变化历程。结果表明:冻融循环过程中混凝土冻融状态会因水—冰相变而在0℃短暂滞留;以水代替防冻液作为测温试件的冻融介质时,冻融过程中冻融试件中心温度上限值的持续时间更长;通过调整测温试件和冻融箱内防冻液的温度阈值,可实现对冻融试件中心温度变化历程、冻融循环周期时长的调控。因此,须调整测温试件和冻融箱内防冻液的温度阈值,确定冻融试件温度变化历程满足冻融循环标准要求后方可开展抗冻试验。

不同冻融介质作用下再生骨料透水混凝土力学性能试验

因冻融介质的变化,不同条件下再生骨料透水混凝土性能产生差异,为进一步探讨其特点,文章挑选两种冻融介质,分别为清水和3.5%NaCl溶液,通过试验的方式对再生骨料透水混凝土力学性能进行比较和分析,有助于清晰的认知其内部孔隙结构特征以及发生现象的具体机制,从而将其更好地运用于工程项目中。

不同冻融介质作用下混凝土力学性能衰减模型

通过快速冻融试验,研究了三种不同冻融介质(水、3.5wt%NaCl、飞机除冰液)对混凝土质量损失、动弹模量以及力学性能的影响,比较了三种冻融介质对混凝土损伤程度的大小,分析了混凝土相对动弹性模量与相对剩余抗压强度和相对剩余抗折强度之间的关系,基于相对动弹性模量建立了相对剩余抗压强度和相对剩余抗折强度衰减方程。结果表明:3.5wt%NaCl溶液对混凝土的损伤度要远大于单纯水冻融循环对混凝土的损伤度,飞机除冰液对混凝土冻融损伤具有抑制作用;混凝土抗压、抗折强度以及相对动弹性模量随着冻融循环次数的增加而降低;三种冻融介质下混凝土抗压、抗折强度损失率大小关系为:3.5wt%NaCl>水>飞机除冰液;相对动弹性模量与相对剩余抗压强度、相对剩余抗折强度相关性好,可以通过测定混凝土相对动弹性模量来评估混凝土相对剩余强度。

基于声发射技术的再生混凝土冻融损伤特性研究

为研究不同冻融介质(清水、3.5%NaCl溶液)对再生混凝土冻融损伤和声发射特性的影响,对再生粗骨料替代率为50%的混凝土开展快速冻融试验。利用声发射技术对冻融后的再生混凝土受压全过程进行监测,以声发射特性参数作为损伤变量,分析不同冻融介质下再生混凝土的冻融损伤劣化特征。结果表明:在3.5%(质量比)NaCl溶液中的再生骨料混凝土的冻融破坏程度要远大于清水组中混凝土的冻融破坏程度,且两者之间的差异随冻融次数的增加而增大;声发射能量释放率的峰值随冻融次数呈逐渐降低的趋势,不同冻融次数后声发射相对累积能量随相对应力水平的增加而逐渐增大,曲线的拐点逐渐右移。建立的声发射相对累积能量-应力曲线能够较好地反映再生骨料混凝土冻融后受压破坏的全过程。研究成果可为研究再生混凝土冻融损伤演化规律提供参考。

不同介质冻融对高强混凝土的损伤及抗氯盐侵蚀性的影响

为研究不同介质条件对高强度混凝土冻融损伤及抗氯盐侵蚀性的影响,分别以清水和盐水为介质,对高强混凝土试块进行了快速冻融试验。并将冻融后试块置于氯盐溶液中进行浸泡试验,比较了不同介质下高强混凝土冻融损伤形态、质量损失率和饱和吸水率等方面的差异,分析了冻融对高强混凝土氯离子分布规律和氯离子扩散系数的影响。试验结果表明,盐冻条件下高强混凝土表层损伤更严重,质量损失率和饱和吸水率也均大于水冻;冻融试块的饱和吸水率曲线呈现出先水平、再下降、后回升的变化趋势;高强混凝土表层氯离子浓度和氯离子扩散系数均随着冻融次数而增加,分别与冻融次数的0.5次方和1次方呈线性关系,同时还受到冻融介质的影响;随着冻融次数的增加,盐冻时混凝土表面氯离子浓度和氯离子扩散系数的增长相比水冻分别快1.1倍和1.69倍。

基于孔结构分析的BFCC单面冻融损伤试验研究

采用单面冻融试验,研究了3种不同冻融介质(水、Na Cl溶液、Na_(2)SO_(4)溶液)对玄武岩纤维水泥基复合材料(Basalt Fiber Cement Composites,BFCC)剥落量和动弹模量的影响,并对不同冻融次数的BFCC进行XRD物相分析及微观孔结构测试,从宏观和微观角度探究BFCC的冻融损伤过程。结果表明:随冻融循环次数的增加,不同冻融介质中BFCC剥落量不断增加,相对动弹模量呈现下降趋势。在Na Cl溶液中,随着冻融循环的进行,Ca(OH)_(2)衍射峰的强度显著降低,并出现了明显的Friedel盐衍射峰;在Na_(2)SO_(4)溶液中,冻融初期XRD图谱中已出现明显的石膏和钙矾石衍射峰;随冻融循环次数的增加,BFCC的含气量、气泡间距系数、气泡平均弦长均呈现增加的趋势,而气泡比表面积呈现降低趋势。

冻融循环作用下碱激发矿渣浆体孔结构变化试验研究

为了探究在不同冻融环境下碱矿渣浆体孔结构的演化规律,采用硅酸钠激发矿渣粉制成碱矿渣试样(水胶比为0.4和0.5),分别以碱溶液和去离子水为冻融介质进行冻融试验.采用氮气吸附法和压汞法研究了不同冻融水环境下碱矿渣浆体孔结构的演变情况,采用了X射线荧光光谱分析研究了离子的浸出作用.结果表明,冻融循环作用主要使碱激发矿渣浆体产生了空间狭窄而具有较大表面积的孔隙,即裂隙孔和微裂缝等,主要分布在2~10 nm范围内.以碱溶液为冻融介质的试样的抗冻性明显优于以去离子水为冻融介质的试样,碱溶液对碱激发矿渣具有养护作用;以去离子水为冻融介质的试样因内外高浓度差而会产生离子浸出作用,进而破坏了孔溶液环境,产生了更大程度的冻融损伤.

盐冻侵蚀作用下混凝土力学性能变化研究

针对西北寒旱灌区混凝土结构在侵蚀冻融复合作用下的破坏问题,采用快速冻融试验,分别研究了水、3%NaCl、5%Na2SO4作用下混凝土试件质量损失、抗压强度及相对动弹性模量的变化规律,采用损伤度来描述混凝土的损伤情况,分析了盐冻作用机理,建立了相对动弹性模量和抗压强度相关联的力学衰减模型,并利用试验数据对其进行验证分析。结果表明:混凝土试件在不同的冻融介质作用下存在不同程度的损伤,在3%NaCl溶液中冻融试件损伤度最高达到清水冻融的5倍以上,75次冻融之前5%Na2SO4溶液对混凝土损伤有抑制作用,冻融环境下三种介质对混凝土损伤度大小排序为3%NaCl>5%Na2SO4>水;混凝土相对剩余抗压强度和相对动弹性模量相关性良好,服役中的混凝土结构可以通过测定相对动弹性模量评估抗压强度。相关研究可为寒旱区混凝土结构维护和病害预防提供参考。