混凝土冻融破坏机理及寿命预测方法

冻融破坏是我国严寒或寒冷地区混凝土的主要破坏形式,分析混凝土的冻融破坏过程、明确混凝土的冻融破坏机理、提出混凝土冻融损伤寿命预测方法对混凝土结构耐久性设计至关重要。本文根据混凝土结构的冻融破坏特点,从整体水冻和表面盐冻两方面阐述了混凝土的冻融破坏机理,论述了冻融破坏机理在不同混凝土结构中的适用性,分析了高原低气压地区混凝土冻融破坏更加严重且引起困难的原因;系统总结了基于试验数据和数值模拟的混凝土冻融损伤寿命预测方法,分析了两种寿命预测方法的优势和不足,以期为寒区混凝土的抗冻性设计提供参考。

基于静水压理论的混凝土冻融破坏演化模型

定量分析混凝土材料的抗冻性能是数字混凝土时代的基本要求之一,在全面分析混凝土抗冻性能影响因素和现有混凝土冻融破坏假说的基础上,推导了混凝土冻融破坏理论模型,该模型以内因和外因为自变量,以材料的微、细观结构演变为核心,实现了混凝土抗冻性能的定量分析。模型计算分析表明:水泥水化产物物理力学性能、引气泡含量及孔径分布、最低温度、降温速率、应力水平、材料溢出距离等内、外因素,从不同角度、不同程度影响水泥基材料的冻融损伤特性,合理设计引气泡含量及引气泡孔径,方能有效提高混凝土的抗冻耐久性。且上述分析结果同已有研究成果有较好契合。研究成果能为混凝土的抗冻设计提供参考。

外掺剂对泡沫混凝土影响及冻融-循环破坏研究

为改善路用泡沫混凝土的性能,并研究其冻融-循环破坏特性。选用长度为6 mm的聚丙烯单丝纤维,粉煤灰,堆积密度为277 g/dm^(3)陶土粒及实际工程中的粉性砂土作为改良剂,对路用泡沫混凝土性能进行改良试验,并以聚丙烯单丝纤维泡沫混凝土为研究对象,分析研究泡沫混凝土在循环荷载-冻融循环条件下的微裂缝发展规律,揭示循环荷载与冻融循环交互作用下轻质混凝土力学性能的演变规律,进而分析其在冻融循环作用下的破坏特性。研究发现:聚丙烯单丝纤维、陶土粒及粉性砂土改良剂的掺入均可有效的提高路用泡沫混凝土的性能,在改良效果上聚丙烯单丝纤维要优于陶土粒及粉性砂土;在冻融-循环荷载作用下,随着荷载循环次数的增加,微裂缝数量增加速度逐渐加快,大致呈指数增长;耦合作用下残余强度呈现先增后减的趋势,在冻融循环50次加荷载循环30次时,残余强度达到最大值,与冻融循环单独作用下相比偏小。

融雪剂对路面混凝土的破坏机理及防治措施探究

对融雪剂的工作原理和主要类型进行分析,着重探究融雪剂对路面混凝土的物理和化学破坏机理,同时提出针对性的防治措施,包括精准把控融雪剂的质量,因地制宜控制融雪剂的使用量,研发推广环保型融雪剂。实践证明,融雪剂除冰雪相较于机械方法优势突出,有利于保证防冰、融雪化冰的有效性,但要科学使用,避免对路面混凝土产生损害。

混凝土冻融破坏机理的研究

本研究采用混凝土实体，通过快速冻融试验来探索混凝土水饱和状态下，冻融过程中的破坏机理．研究的混凝土品种有普通混凝土、引气混凝土和高强混凝土．冻融破坏过程中性能变化的测试项目包括抗压强度、抗弯强度、抗拉强度、动弹性模量、饱和面干吸水率和孔结构、水化产物的电镜分析以及Ｘ衍射分析．试验结果说明，混凝土的冻融破坏，是一个物理破坏过程，不同种类混凝土的破坏机理是不尽相同．

冻融条件下混凝土破坏面演化模型研究

对混凝土材料冻融破坏的研究多用动弹性模量表示,与强度损失相比,动弹性模量在工程结构方面一般不直接使用。针对此情况,建立冻融混凝土在主应力空间内实用的破坏面演化模型,以描述冻融后混凝土的强度变化。为此,根据混凝土冻融破坏的机制,应用损伤力学方法量化冻融造成的损伤并建立演化方程,应用“有效应力”的概念建立混凝土冻融破坏面在主应力空间内的发展演化模型,并预测混凝土冻融后的强度特征。最后通过已有试验数据验证演化模型的合理性。

混凝土冻融破坏研究进展与新思考

对混凝土冻融破坏的研究进展进行了全面总结,介绍了混凝土冻融破坏的机理,总结了混凝土冻融破坏后的力学性能的变化规律,分析了影响混凝土抗冻性的主要因素,并对冻融破坏与其他因素耦合作用进行了归纳与探讨。此外,在已有研究成果的基础上提出了一些新的建议。

基于损伤理论的预应力混凝土冻融破坏研究

损伤力学提供了一种分析疲劳演化、估算疲劳寿命的有效方法。混凝土冻融破坏是一种低周疲劳损伤,可以利用损伤力学理论进行分析。试验利用损伤力学中疲劳损伤的基本原理对预应力混凝土在冻融循环作用下的损伤与失效过程进行了分析,在比较几种低周疲劳损伤理论的基础上,利用混凝土冻融前后动弹性模量变化的规律建立了预应力混凝土冻融破坏模型。并根据试验结果对模型进行了评价。结果表明在相同冻融循环次数下,随着应力水平的提高,混凝土抗冻能力是提高的;随着冻融的继续进行,应变趋向于定值,此时混凝土不再能承受应力作用而失效破坏。

混凝土冻融破坏研究现状

主要从混凝土的冻融破坏机理、影响因素及提高混凝土抗冻性的措施三方面入手,总结和分析了混凝土的冻融破坏研究现状。认为,目前最为主要的冻融破坏理论是膨胀压力理论和渗透压力理论。还总结了当前提高混凝土抗冻性的几项基本措施。

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。

冻融损伤混凝土单轴压缩细观破坏研究

根据冻融循环试验测得混凝土损伤层厚度,利用离散元软件建立冻融损伤混凝土数值模型;基于单轴压缩试验得到应力-应变曲线,标定不同冻融循环次数下混凝土中水泥砂浆间以及水泥砂浆与粗骨料薄弱接触面的细观参数,并开展冻融损伤混凝土模型单轴压缩仿真模拟。将数值模拟得到的颗粒轴向位移与试验得到的轴向压缩变形进行对比,验证模型与所标定细观参数的正确性。通过研究颗粒间的接触力和裂纹发展过程,分析冻融损伤对混凝土力学性能的影响。结果表明:随着冻融次数的增加,第二阶段点颗粒间接触力最大值逐渐减小,第三阶段点颗粒间接触力最大值逐渐增大;第二阶段点冻融150次颗粒之间的最大接触力相比于冻融75次颗粒之间的最大接触力降低4%,第三阶段点冻融150次颗粒之间的最大接触力相比于冻融75次颗粒之间的最大接触力增大7.8%;随着冻融次数的增加,混凝土模型中的裂纹数量逐渐增多。不同阶段点对应的颗粒间接触力和裂纹发展可以反映出混凝土的细观破坏程度。因此,可以采用数值试验研究冻融混凝土的细观破坏过程。

混凝土在试验室条件下冻融破坏的特点

根据试验结果显示的混凝土试件在冻融循环作用下动弹性模数下降的规律,分析了混凝土内微气孔提高抗冻性的作用,说明了普通混凝土崩解性破坏和掺引气剂混凝土渐进性破坏的不同特点及机理。

混凝土冻融破坏后的养护自愈

根据试验结果显示的冻融循环破坏后混凝土试件在置入水中养护情况下动弹性模量百分率变化的规律 ,分析了混凝土的自愈作用和自愈特点 ,并指出要注重非冻融季节对混凝土建筑物的养护 ,这对提高其抗冻融耐久性有重要意义。

循环荷载作用下冻融劣化混凝土能量耗散规律及破坏形态分析

为研究冻融劣化混凝土在循环荷载作用下的能量耗散规律及其破坏形态,对强度等级为C30的混凝土立方体(300mm×300mm×300mm)试件进行压缩试验。结果表明,当冻融循环次数不超过10次时,混凝土应力—应变曲线的外包络线呈两段式。当冻融循环次数超过10次时,包络曲线的应力与应变呈现出非线性增长,且这种非线性增长关系随冻融循环次数的增加而趋于明显;当冻融循环次数由10次逐渐增加至35次时,冻融劣化混凝土的破坏形态由剪压破坏逐渐向轴压破坏转变;冻融劣化混凝土试件在循环加卸载过程中耗散能、弹性应变能、塑性应变能的释放规律一致,都经历了前期能量释放缓慢,中期能量释放迅速,后期能量释放趋于平缓的变化阶段。研究成果可为严寒地区的混凝土构件设计及工程实践提供指导。

水工混凝土冻融破坏的机理研究

根据美国学者T C Powerse的膨胀压力与渗透压力理论,对水工混凝土冻融破坏的发生条件、破坏机理、影响因素进行了分析研究,提出了防止水工混凝土建筑物发生冻融破坏具体对策:正确选择混凝土抗冻等级,选用抗冻融破坏能力高的水泥,通过试验严格控制水灰比,对发生冻融破坏的水工混凝土建筑物及时进行维修和加固改造。

水工混凝土冻融破坏的机理及防治

在美国学者T.C.Powerse提出的“造成混凝土冻融破坏主要原因是在某一冻结温度下,结冰水产生体积膨胀,过冷水迁移产生渗透压力,以及混凝土表面存在温度梯度等原因致使混凝土表面产生拉应力”基础上,结合理论分析和工程实践经验,归结出“按照SL211-98《水工建筑物抗冰设计规范》规定的指标,适当提高混凝土抗冻等级;通过试验严格控制水灰比;严格控制施工质量;及时做好混凝土养护工作;按照加固改造程序对冻融破坏混凝土建筑物进行及时维修”是防止水工混凝土发生冻融破坏的有效措施。

冻融破坏混凝土红外热象特征及损伤程度评定

对混凝土冻融损伤的红外热象特征进行了实验研究。结果表明,混凝土冻融损伤区域在红外热象图上呈“热斑”特征,根据“热斑”的温度范围和面积大小,可评定混凝土冻融损伤程度,其可靠性用超声波脉冲法作了验证,可为修复工程提供有价值的技术资料。

浅析混凝土冻融破坏机理及提高混凝土抗冻性能的对策

本文简要阐述了混凝土冻融破坏的直观特征和机理;根据混凝土的冻融破坏机理,提出了提高混凝土抗冻性能的主要措施。

混凝土冻融破坏机理及国内外研究现状

在收集国内外大量研究资料的基础上,介绍了混凝土抗冻性能研究现状,总结了影响混凝土抗冻性能的主要因素及混凝土的冻融破坏机理,为混凝土抗冻性能研究提供相关依据。

混凝土的抗冻融破坏试验研究

简述混凝土抗冻融破坏现状及机理。通过配合比设计试验 。