冻融劣化作用下煤矸石陶粒混凝土力学性能衰变规律研究

为研究冻融劣化作用下,煤矸石陶粒混凝土力学性能的衰变规律,采用快冻法探究冻融次数和水灰比(0.35、0.45、0.55)对煤矸石陶粒混凝土抗压、抗折和劈裂抗拉强度等力学性能衰变规律的影响。此外,以冻融劣化下抗压强度损伤值为损伤变量,建立不同水灰比的煤矸石陶粒混凝土强度衰变模型。研究表明:煤矸石陶粒混凝土的力学性能与冻融次数成反比,即随着冻融次数增大,其力学性能逐渐降低。随着水灰比的增大,煤矸石陶粒混凝土的力学性能衰减幅度呈现逐渐增大趋势。建立的强度衰变模型符合性较好,精度较高。本研究成果可以为冻融劣化作用下煤矸石陶粒混凝土性能研究提供参考。

煤矸石陶粒混凝土微观孔结构特征及抗压强度

为了研究煤矸石陶粒对混凝土微观孔结构特征和抗压强度的影响,基于低场核磁共振(NMR)技术,对煤矸石陶粒体积取代率(0%,20%,40%,60%)的混凝土进行试验,测定煤矸石陶粒混凝土T 2弛豫时间谱,进而转化为孔径分布曲线,并计算煤矸石陶粒混凝土孔隙率、最可几孔径和孔级占比等微观孔结构特征,同时通过力学性能试验测试不同取代率煤矸石陶粒混凝土的抗压强度。研究结果表明:煤矸石陶粒掺入混凝土后具有细化孔隙的作用,随着煤矸石陶粒取代率的增加,孔隙率先增大后有所减小,且无害孔占比和少害孔占比增多,有害孔占比和多害孔占比减少,最可几孔径减小,能够有效改善混凝土的微观孔结构特征。此外,随着煤矸石陶粒取代率增大,试件的抗压强度先变小,再由小变大,最后再变小,其中取代率40%时,其抗压强度最优。通过对煤矸石陶粒混凝土孔结构特征的测试,为分析煤矸石陶粒混凝土的耐久性能提供了一定的微观基础。

冻融损伤下煤矸石陶粒混凝土毛细吸水性能研究

通过冻融循环和毛细吸水试验,研究了冻融损伤和煤矸石陶粒取代率对混凝土毛细吸水性能的影响,并建立了考虑冻融损伤的煤矸石陶粒混凝土初始毛细吸水率预测模型。结果表明:煤矸石陶粒掺量对混凝土的吸水性具有明显影响,在冻融循环次数一定时,未掺煤矸石陶粒的混凝土吸水量最少,其次为煤矸石陶粒取代率为40%的混凝土。随着冻融次数的增加,煤矸石陶粒混凝土与普通混凝土的初始吸水率均增大,但二次吸水率变化趋势不同,煤矸石陶粒混凝土总体为先下降后趋于稳定,普通混凝土总体呈增加趋势。通过回归分析建立了考虑冻融损伤的煤矸石陶粒混凝土初始毛细吸水率预测模型,模型计算结果与实测结果符合较好。

冻融作用下煤矸石陶粒混凝土劣化规律及寿命预测

通过对不同煤矸石陶粒掺量(0、20%、40%、60%)的混凝土进行快速冻融循环试验,探究了冻融循环后煤矸石陶粒混凝土的表面劣化、质量损失率和相对动弹性模量的变化规律,以不同冻融循环次数下煤矸石陶粒混凝土的动弹性模量为损伤变量,建立了煤矸石陶粒混凝土冻融损伤劣化模型,并对其在自然冻融环境下的寿命进行了预测。研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,煤矸石陶粒混凝土的抗冻性能逐渐降低,但降低幅度有所不同;随着煤矸石陶粒取代率的增加,混凝土的抗冻性能呈现先下降后提高再下降的趋势;建立的煤矸石陶粒混凝土冻融损伤劣化模型与试验结果符合较好,具有较高的精度;当煤矸石陶粒掺量为40%时,混凝土的抗冻性能效果最佳,抗冻耐久性寿命最长。

冻融作用下煤矸石陶粒混凝土力学性能衰减规律研究

采用快速冻融法研究了冻融循环次数和煤矸石陶粒取代率对混凝土抗压、抗折及劈裂抗拉强度等力学性能的影响规律,并通过相对应冻融次数下的动弹性模量作为损伤变量,建立抗压、抗折和劈裂抗拉强度衰减理论模型。结果表明:冻融次数与煤矸石混凝土力学性能(抗压、抗折和劈裂抗拉)成负相关,且变化规律有所不同。建立的强度衰减理论模型与试验结果符合较好,具有较高的精度。

煤矸石陶粒混凝土碳化性能试验研究

为探究煤矸石陶粒混凝土的抗碳化性能,通过混凝土快速碳化试验,研究了煤矸石陶粒取代率及碳化时间对煤矸石陶粒混凝土抗碳化性能的影响,并建立了适用于不同煤矸石陶粒取代率和不同碳化时间的混凝土碳化模型。研究表明,随着碳化时间的增加,各取代率混凝土的碳化深度逐步加大,且碳化深度与碳化时间的平方根成线性关系,煤矸石陶粒取代率依次为20%、40%和60%时,混凝土抗碳化性能逐渐减弱。