冻融循环作用下BSFC的抗冻性及损伤模型

为研究玄武岩纤维-矿渣粉-粉煤灰混凝土(BSFC)的抗冻性能,进行了单轴抗压强度试验、劈裂抗拉试验、超声波检测试验和孔结构表征试验,分析了冻融前后BSFC的质量损失率、相对波速、相对抗压强度、相对劈裂抗拉强度的变化规律以及细观结构特征.同时,运用损伤力学对BSFC的冻融损伤进行多指标评价;采用分形维数计算BSFC的气孔结构分布分形维数,拟合得到玄武岩纤维的贡献率公式,建立了基于气孔结构分布分形维数和玄武岩纤维贡献率的冻融损伤模型.结果表明:随着冻融循环次数的增加,BSFC的质量损失率增大,纵波波速、抗压强度和劈裂抗拉强度下降;BSFC的孔结构劣化,大孔径孔数量增多,气孔结构分布分形维数降低;在相同冻融次数下,玄武岩纤维掺量为0.18%时BSFC的抗冻性好;BSFC的冻融损伤与气孔分布分形维数、玄武岩纤维贡献率之间回归效果显著,可以预测经历冻融循环后BSFC的损伤劣化.

隧道二次衬砌高性能混凝土配比优化试验研究

为了提升隧道二次衬砌混凝土的性能,保证隧道的长期安全与稳定运行,采用室内试验为方法,对基准配比混凝土、单掺粉煤灰混凝土、双掺粉煤灰+矿渣粉混凝土以及复掺粉煤灰+矿渣粉+玄武岩纤维混凝土的强度、抗渗性以及干缩性能进行了试验研究。结果表明:单掺粉煤灰时的最佳掺量为30%,此时混凝土的抗渗性能表现最佳;双掺粉煤灰+矿渣粉混凝土的最佳配比为粉煤灰10%、矿渣粉20%,在此配比下混凝土的强度与基准试验组相当,而抗渗性能可以提升约1倍;复掺粉煤灰+矿渣粉+玄武岩纤维混凝土的最佳配比为:粉煤灰10%、矿渣粉20%、玄武岩纤维0.1%,此时,混凝土的强度较基准试验组提升10.9%,抗渗性较基准试验组提升68.8%;掺入改性料,可以有效减小混凝土的干缩率,减少隧洞衬砌混凝土裂缝的产生,尤其是复掺混凝土,减缩率可达29.4%。

冻融循环作用下玄武岩纤维-矿渣粉-粉煤灰混凝土压拉强度试验与细观结构

对玄武岩纤维-矿渣粉-粉煤灰混凝土(BF-SP-FAC)进行了单轴抗压试验、劈裂抗拉试验、冻融循环试验、气孔结构测试试验和SEM分析。研究了不同冻融次数下BF-SP-FAC冻融损伤量、抗压强度、抗拉强度的变化,分析了气孔结构参数(含气量、气孔比表面积、气泡间距系数和气泡平均弦长)与BF-SP-FAC抗压强度、抗拉强度、冻融损伤量的关系,运用灰关联熵分析法讨论了BF-SP-FAC气孔结构参数对抗压强度、抗拉强度、冻融损伤量影响的主次关系。结果表明:相同冻融次数下,与其他纤维掺量相比,玄武岩纤维掺量为0.18vol%时,BF-SP-FAC抗冻性能较好,抗压强度和抗拉强度最高;在相同玄武岩纤维掺量下,随含气量、气泡间距系数、气泡平均弦长的增大,BF-SP-FAC抗压强度和抗拉强度减小,而冻融损伤量增大;随气孔比表面积的增加,BF-SP-FAC抗压强度和抗拉强度增大,而冻融损伤量减小。气孔比表面积是影响BF-SPFAC强度的最主要因素,而气泡平均弦长是影响BF-SP-FAC冻融损伤量的主要因素,最小灰熵关联度分别为0.998和0.993。气孔结构参数与强度、冻融损伤关系的建立,可预估混凝土的强度与冻融损伤。