凍融循環(huán)和硫酸鹽侵蝕共同作用下水工混凝土性能演化研究.pdf

1、水工混凝土由于長期或周期性與水接觸，不可避免的會(huì)受到環(huán)境水的作用。在氣候惡劣的鹽漬湖海地區(qū)，水工混凝土受到凍融破壞和硫酸鹽侵蝕的現(xiàn)象是普遍存在的，這兩種因素共同作用下水工混凝土的抗凍性和力學(xué)性能會(huì)發(fā)生顯著變化，進(jìn)而極大地威脅水工建筑物的安全運(yùn)行。因此，開展凍融循環(huán)和硫酸鹽侵蝕共同作用下水工混凝土性能演化的研究對(duì)服役環(huán)境下混凝土耐久性的評(píng)價(jià)具有重要意義。本文主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）通過開展?jié)窈Y混凝土在水中快速凍融試驗(yàn)，研究了凍

2、融循環(huán)單一作用下水工混凝土的性能演化規(guī)律。結(jié)果表明：凍融循環(huán)作用后，混凝土經(jīng)歷了表面出現(xiàn)坑蝕—膠凝材料流失，細(xì)骨料外露—粗骨料外露的過程；經(jīng)過300次凍融循環(huán)后，混凝土質(zhì)量損失率為3.427％，相對(duì)動(dòng)彈性模量下降到78.64%，抗凍等級(jí)達(dá)到了 F300的設(shè)計(jì)要求。隨著凍融循環(huán)次數(shù)增加，混凝土的相對(duì)動(dòng)彈性模量、超聲波波速均降低，這兩種無損檢測得到的結(jié)果與混凝土外觀損傷和質(zhì)量損失的規(guī)律是一致的?；炷僚芽估瓘?qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均隨著凍融循環(huán)次數(shù)

3、增加而降低。在對(duì)受凍后混凝土的超聲波波速和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行回歸分析的基礎(chǔ)上，建立了混凝土超聲波波速和抗壓強(qiáng)度之間的函數(shù)關(guān)系。
　　（2）通過開展?jié)窈Y混凝土在質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%Na2SO4溶液中快速凍融試驗(yàn)，研究了凍融循環(huán)和硫酸鹽侵蝕共同作用下水工混凝土的性能演化規(guī)律。結(jié)果表明：凍融循環(huán)和硫酸鹽侵蝕共同作用下，混凝土表面的損傷程度比單一凍融更嚴(yán)重，混凝土質(zhì)量損失和動(dòng)彈性模量損失均大于單一凍融循環(huán)作用。經(jīng)過300次凍融循環(huán)后，混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)

4、度為0.81MPa，與初始值相比下降了67%，抗壓強(qiáng)度為13.44MPa，與初始值相比下降了53%，可見凍融循環(huán)和硫酸鹽侵蝕共同作用對(duì)混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的影響更大一些。采用最小二乘法建立了混凝土超聲波波速和抗壓強(qiáng)度之間的函數(shù)關(guān)系。
　?。?）以相對(duì)動(dòng)彈性模量為損傷變量，分別建立了凍融循環(huán)單一作用、凍融循環(huán)和硫酸鹽侵蝕共同作用下混凝土的損傷演化方程，并根據(jù)建立的損傷演化方程，分別對(duì)水凍和鹽凍作用下混凝土的結(jié)構(gòu)耐久性使用年限進(jìn)行了預(yù)測