多因素耦合作用混凝土耐久性能的实验室模拟方法
发布时间：2020-12-30 07:46
考虑多因素耦合作用下混凝土的耐久性能已经成为共识。该文通过对比分析3种间歇载荷模式和持续载荷模式分别对荷载与环境因素耦合作用下混凝土耐久性的影响,确定混凝土在多因素耦合作用下的实验室模拟方法。为此,试验研究中制作了3种不同强度等级(C30、C40和C50)混凝土并考虑了3种压力水平(20%、40%和60%),设计了仅受荷载、荷载与冻融循环耦合以及荷载与腐蚀耦合3种工作条件。结果表明:这3种工作条件下混凝土在间歇载荷模式时强度衰减规律与持续载荷时一致;使用间歇载荷来模拟混凝土在载荷和环境因素共同作用下的耐久性能可行,且P2方案(重复荷载交替2次)与持续载荷模式最为接近。
【文章来源】：实验技术与管理. 2020年09期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
荷载和腐蚀耦合作用下混凝土的S值
过程的应力重分布及微结构损伤路径改变[8]。本文模拟多因素耦合的原理为采用间歇载荷模式来模拟持续模式，即对混凝土试件交替进行重复荷载与耐久性试验。本研究设计的这种加载制度能尽量反映这2种损伤的相互影响。具体操作为：施加重复荷载后进行一定次数冻融循环，然后再进行重复荷载，再进行一定次数冻融循环，交替进行直至完成冻融循环的总次数。本文取冻融循环总次数为50次，考虑3种交替方式：重复荷载与50次腐蚀冻融循环交替1次、重复荷载与25次腐蚀冻融循环交替2次、重复荷载与10次腐蚀冻融循环交替5次，如图1所示。分别测试3种交替方式混凝土试件耐久性能退化程度，在同时满足精度和重复荷载次数少的条件下，确定实验室模拟研究荷载和复合环境耦合作用下混凝土耐久性能的加载制度。图1荷载与冻融耦合作用实验室模拟方法然而，为了满足精度和施加重复荷载次数少的要求，还需要进一步研究确定经过多少次冻融后进行一次重复荷载，亦即需要确定这种交替方式中腐蚀冻融循环次数，或者说在总的冻融次数一定的情况下需要确定施加重复荷载的次数。这种加载制度，无需专门制作加力装置，而只需在一般环境下使用压力机重复加载。以此加载制度为依据，进一步探究荷载与多种环境因素耦合作用下混凝土耐久性能有较大的准确度与较高的可行性，且操作简便。2耦合作用模拟试验设计试验研究中制作了3种不同强度等级（C30、C40和C50）混凝土并考虑了3种压力水平（20%、40%和60%）。设计了仅受荷载、荷载与冻融循环耦合以及荷载与腐蚀耦合3种工作条件，其中的荷载采用间歇载荷和持续载荷模式2种加载方式。试验中腐蚀溶
詈?以及荷载与腐蚀耦合这3种工作条件的试验同时进行。即荷载与冻融循环耦合试验按照图1交替加载后的试件放置在装有腐蚀溶液的冻融箱内（冻融循环），而荷载与腐蚀冻融循环耦合试验按照图1交替加载后的试件放置在放置装有腐蚀溶液的盆中（不需冻融循环），仅受荷载试验按照按照图1交替加载后的试件则放置在装有清水的盆中（不需冻融循环）。2.2持续载荷模式耦合作用持续载荷是通过给试件设计制作一套夹具，然后拧紧螺丝或用千斤顶等方式对试件施加荷载（应力），再用此带着夹具的试件进行耐久性能试验。本试验选取图2(a)中加载装置进行持续荷载加载。该持载装置由上下2块承载板、4根不锈钢螺栓（螺杆长度为480mm）、定制不锈钢螺母、2块小垫板（100mm×100mm）、蝶型弹簧。加载板四角处留有圆孔。试验时将3块混凝土试块放入持载装置，使混凝土试件上下对齐，以免加载时试件偏心受压。然后稍微拧紧螺母，将其放置在微机控制电液伺服压力试验机的圆盘上。在螺杆长度的中点处贴120-3AA免焊接引线应变片，再通过4根导线连接到静态数据采集仪，如图2(b)所示。调试好静态数据采集仪和压力机后，以0.5MPa/s速率加载，达到预定荷载后压力试验机恒载保持15min，拧紧螺母，然后以0.5MPa/s的速率卸载。卸载完成后将此带持载装置的试件分别放入装有腐蚀溶液的冻融箱（冻融循环）、腐蚀溶液（不需冻融循环）和清水（不需冻融循环）中，如图2(c)所示。(a)持续载荷装置(b)持续加载测试系统(c)加载后放入冻融箱图2持续加载模式耦合作用3结果与分析采用GBT50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》[9]中抗压强度损失率公式进行分析，从而得出混凝土相对抗压强度损失率，见表9。010100ffQ
【参考文献】：
期刊论文
[1]荷载与腐蚀冻融耦合作用下再生混凝土耐久性能试验[J]. 雷斌,李召行,邹俊,熊进刚,丁成平. 农业工程学报. 2018(20)
本文编号：2947274
【文章来源】：实验技术与管理. 2020年09期 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
荷载和腐蚀耦合作用下混凝土的S值
过程的应力重分布及微结构损伤路径改变[8]。本文模拟多因素耦合的原理为采用间歇载荷模式来模拟持续模式，即对混凝土试件交替进行重复荷载与耐久性试验。本研究设计的这种加载制度能尽量反映这2种损伤的相互影响。具体操作为：施加重复荷载后进行一定次数冻融循环，然后再进行重复荷载，再进行一定次数冻融循环，交替进行直至完成冻融循环的总次数。本文取冻融循环总次数为50次，考虑3种交替方式：重复荷载与50次腐蚀冻融循环交替1次、重复荷载与25次腐蚀冻融循环交替2次、重复荷载与10次腐蚀冻融循环交替5次，如图1所示。分别测试3种交替方式混凝土试件耐久性能退化程度，在同时满足精度和重复荷载次数少的条件下，确定实验室模拟研究荷载和复合环境耦合作用下混凝土耐久性能的加载制度。图1荷载与冻融耦合作用实验室模拟方法然而，为了满足精度和施加重复荷载次数少的要求，还需要进一步研究确定经过多少次冻融后进行一次重复荷载，亦即需要确定这种交替方式中腐蚀冻融循环次数，或者说在总的冻融次数一定的情况下需要确定施加重复荷载的次数。这种加载制度，无需专门制作加力装置，而只需在一般环境下使用压力机重复加载。以此加载制度为依据，进一步探究荷载与多种环境因素耦合作用下混凝土耐久性能有较大的准确度与较高的可行性，且操作简便。2耦合作用模拟试验设计试验研究中制作了3种不同强度等级（C30、C40和C50）混凝土并考虑了3种压力水平（20%、40%和60%）。设计了仅受荷载、荷载与冻融循环耦合以及荷载与腐蚀耦合3种工作条件，其中的荷载采用间歇载荷和持续载荷模式2种加载方式。试验中腐蚀溶
詈?以及荷载与腐蚀耦合这3种工作条件的试验同时进行。即荷载与冻融循环耦合试验按照图1交替加载后的试件放置在装有腐蚀溶液的冻融箱内（冻融循环），而荷载与腐蚀冻融循环耦合试验按照图1交替加载后的试件放置在放置装有腐蚀溶液的盆中（不需冻融循环），仅受荷载试验按照按照图1交替加载后的试件则放置在装有清水的盆中（不需冻融循环）。2.2持续载荷模式耦合作用持续载荷是通过给试件设计制作一套夹具，然后拧紧螺丝或用千斤顶等方式对试件施加荷载（应力），再用此带着夹具的试件进行耐久性能试验。本试验选取图2(a)中加载装置进行持续荷载加载。该持载装置由上下2块承载板、4根不锈钢螺栓（螺杆长度为480mm）、定制不锈钢螺母、2块小垫板（100mm×100mm）、蝶型弹簧。加载板四角处留有圆孔。试验时将3块混凝土试块放入持载装置，使混凝土试件上下对齐，以免加载时试件偏心受压。然后稍微拧紧螺母，将其放置在微机控制电液伺服压力试验机的圆盘上。在螺杆长度的中点处贴120-3AA免焊接引线应变片，再通过4根导线连接到静态数据采集仪，如图2(b)所示。调试好静态数据采集仪和压力机后，以0.5MPa/s速率加载，达到预定荷载后压力试验机恒载保持15min，拧紧螺母，然后以0.5MPa/s的速率卸载。卸载完成后将此带持载装置的试件分别放入装有腐蚀溶液的冻融箱（冻融循环）、腐蚀溶液（不需冻融循环）和清水（不需冻融循环）中，如图2(c)所示。(a)持续载荷装置(b)持续加载测试系统(c)加载后放入冻融箱图2持续加载模式耦合作用3结果与分析采用GBT50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》[9]中抗压强度损失率公式进行分析，从而得出混凝土相对抗压强度损失率，见表9。010100ffQ
【参考文献】：
期刊论文
[1]荷载与腐蚀冻融耦合作用下再生混凝土耐久性能试验[J]. 雷斌,李召行,邹俊,熊进刚,丁成平. 农业工程学报. 2018(20)
本文编号：2947274
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