三因素劣化作用后水工混凝土强度与断裂性能试验研究

发布时间：2017-03-30 04:12

  本文关键词：三因素劣化作用后水工混凝土强度与断裂性能试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：混凝土的耐久性问题一直是国内外学者研究的热点。水工大体积混凝土在浇筑和施工过程中极易出现裂缝,且所处环境比一般混凝土更加恶劣,在正常使用状态下,除了受到大气中二氧化碳的碳化作用外,环境水还会通过裂缝进入混凝土内部,引起混凝土内部的化学腐蚀,在严寒地区还会受到冻融循环作用。在复杂劣化作用的共同影响下,水工混凝土极易导致结构开裂的加剧甚至引起工程的失事。因此,研究水工混凝土在碳化、硫酸盐干湿循环、冻融循环三重因素共同作用下的强度和断裂性能具有重要意义。基于此,本文对水工混凝土在碳化(7天、14天、28天)、硫酸盐干湿循环(15次、30次、60次)和冻融循环(25次、50次、75次)三重劣化因素共同作用下的抗压强度、劈拉强度和断裂性能等力学性能指标进行了试验研究,分析了三因素耦合作用下水工混凝土的力学性能劣化规律,研究了劣化作用的内在影响机理。主要结论如下:1.在碳化—硫酸盐干湿循环—冻融循环三种劣化因素共同作用下,水工混凝土抗压强度总体变化幅度不大;碳化初期可提高抗压强度,但碳化时间过长时强度有所降低;冻融时间越长,强度降低越明显。三因素耦合作用下的试件劈拉强度变化趋势与抗压强度基本相同,但劣化作用对混凝土劈拉强度的影响较抗压强度更大。劈拉强度随着干湿循环次数的增加呈现先增大后减小的趋势,而冻融循环对混凝土劈拉强度损伤最大。2.冻融前后水工混凝土试件的质量损失率非常小,相对动弹性模量变化规律与质量损失率之间无显著的对应关系。复合劣化作用使水工混凝土中的部分粗骨料与混凝土砂浆剥离,减弱了混凝土各组分材料之间的粘结力,降低了其承受荷载和抵抗裂缝扩展的能力。3.复合劣化作用对混凝土断裂性能的损伤远大于其对抗压强度和劈拉强度的损伤。在三种劣化因素中,冻融对试件的断裂性能影响最大,宏观裂缝的产生加速了混凝土试件内部微裂缝的扩展,导致试件在劣化过程中出现恶性循环,最终导致其起裂韧度和失稳韧度的降低。劣化作用降低了混凝土的脆硬性,提高了试件的韧度,使试件在达到失稳荷载后仍能保持一段时间的稳定扩展。
【关键词】：水工混凝土 碳化 硫酸盐侵蚀 冻融循环 复合劣化作用 抗压强度 劈裂抗拉强度 断裂性能
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV431
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景和意义10
• 1.2 混凝土耐久性研究现状10-15
• 1.2.1 混凝土碳化作用研究现状10-11
• 1.2.2 混凝土干湿循环硫酸盐侵蚀作用机理及研究现状11-12
• 1.2.3 混凝土抗冻耐久性研究现状12-14
• 1.2.4 复合作用下混凝土耐久性研究现状14-15
• 1.3 混凝土断裂力学研究现状15-17
• 1.3.1 混凝土断裂力学的发展和应用15-16
• 1.3.2 混凝土断裂力学的研究现状16-17
• 1.4 本文的主要工作17-18
• 2. 试验概况18-29
• 2.1 原材料与配合比18-19
• 2.1.1 试验原材料18-19
• 2.1.2 混凝土配合比19
• 2.2 试验设计及步骤19-20
• 2.3 劣化试验过程20-22
• 2.3.1 碳化试验20
• 2.3.2 硫酸盐干湿循环20-22
• 2.3.3 冻融循环22
• 2.4 力学试验方法介绍22-29
• 2.4.1 混凝土立方体抗压强度测试22-23
• 2.4.2 混凝土立方体劈裂抗拉强度测试23-24
• 2.4.3 混凝土断裂试验概况24-29
• 3. 复合环境作用后混凝土抗压与劈拉强度试验研究29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 混凝土抗压强度试验结果及分析29-33
• 3.2.1 复合作用下碳化的作用机理31-32
• 3.2.2 复合作用下硫酸盐干湿循环的作用机理32
• 3.2.3 复合作用下冻融循环的作用机理32-33
• 3.3 混凝土劈裂抗拉强度试验结果及分析33-38
• 3.3.1 复合工况下碳化对混凝土劈拉强度的影响35-36
• 3.3.2 复合工况下硫酸盐干湿循环对混凝土劈拉强度的影响36-37
• 3.3.3 复合工况下冻融循环对混凝土劈拉强度的影响37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 复合环境作用后混凝土的抗冻性能试验研究39-44
• 4.1 引言39-40
• 4.2 试验结果及分析40-43
• 4.2.1 计算公式40
• 4.2.2 试验结果及分析40-43
• 4.3 本章小结43-44
• 5 混凝土断裂性能试验研究44-65
• 5.1 引言44-45
• 5.2 断裂试验结果及分析45-63
• 5.2.1 起裂荷载分析49-50
• 5.2.2 失稳荷载分析50-52
• 5.2.3 起裂韧度分析52
• 5.2.4 失稳韧度分析52-54
• 5.2.5 荷载—裂缝嘴张开位移曲线54-63
• 5.3 本章小结63-65
• 6 结论与展望65-67
• 6.1 结论65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-70
• 攻读硕士期间发表论文情况70-71
• 致谢71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 孙彬;王景贤;周燕;邸小坛;;冻融循环、硫酸盐侵蚀和碱骨料反应的混凝土损伤鉴别方法[J];建筑科学;2011年S1期

2 魏亮亮;陆洲导;俞可权;余江滔;;高温后混凝土断裂性能的试验研究及有限元分析[J];混凝土;2012年08期

  本文关键词：三因素劣化作用后水工混凝土强度与断裂性能试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：276192