水工全級配混凝土凍融損傷規(guī)律及損傷模型研究.pdf

1、　　水工全級配混凝土抗凍耐久性是水工混凝土耐久性研究的一個重要課題,由于水工混凝土骨料最大粒徑為150mm,全級配混凝土的尺寸為450mm的立方體,試驗操作難度大,對凍融箱等試驗條件的要求較高,需要耗費大量的人力、電力,已有的混凝土耐久性大多是基于普通混凝土及濕篩混凝土進行的,目前在國內(nèi)外水工混凝土耐久性研究中全級配混凝土的抗凍耐久性是一個研究比較匱乏的領(lǐng)域。本文在總結(jié)了前人研究成果的基礎(chǔ)上,介紹了全級配混凝土的凍融試驗方法,并將全級配

2、混凝土與濕篩小試件混凝土的抗凍性進行對比分析,通過凍融試驗、沖擊回波測波速、力學(xué)試驗等手段,并結(jié)合仿真和理論分析探討水工全級配混凝土經(jīng)歷凍融循環(huán)后凍融損傷的特點及規(guī)律,同時還比較了鹽凍和水凍兩種環(huán)境下混凝土的破壞特點。
　　本文水工混凝土直接采用三峽二期工程混凝土的原材料及配合比,全級配混凝土的 試 件 尺 寸 為 450mm*450mm*450mm , 并 與 濕 篩 標(biāo) 準(zhǔn) 立 方 體 試 件 及100mm*100mm*40

3、0mm 的試件抗凍性對比研究, 通過凍融試驗后混凝土的凍融形態(tài)、相對動彈性模量及質(zhì)量損失率可以發(fā)現(xiàn),隨凍融次數(shù)的增大,混凝土的破壞形態(tài)表現(xiàn)為表面砂漿剝落、粗骨料暴露、粗骨料與水泥漿剝離,全級配混凝土凍融破壞現(xiàn)象較濕篩混凝土嚴(yán)重,但是其質(zhì)量損失率變化不大,說明全級配混凝土在凍融過程中內(nèi)部孔隙不斷擴展,孔隙數(shù)量增多,導(dǎo)致凍融過程中不斷吸水。鹽凍和水凍比較發(fā)現(xiàn),處于鹽凍環(huán)境下的混凝土破壞速率較水凍環(huán)境下的混凝土的快,且鹽凍環(huán)境下的混凝破壞不如

4、水凍環(huán)境下混凝土破壞均勻,認為鹽溶液在靜置過程中存在分層現(xiàn)象。同時對全級配混凝土凍融過程中各層的溫度進行監(jiān)測,并結(jié)合有限元軟件進行溫度場模擬發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有的凍融循環(huán)機制對全級配混凝土凍融循環(huán)試驗存在極大的不足,制定一個合理的適用于全級配混凝土的抗凍試驗標(biāo)準(zhǔn)是目前亟待解決的問題。
　　通過力學(xué)試驗發(fā)現(xiàn)無論是全級配混凝土還是濕篩混凝土經(jīng)歷凍融循環(huán)后其力學(xué)性能都有不同程度的下降,整理試驗結(jié)果得出混凝土單軸壓及劈拉強度隨凍融次數(shù)變化的規(guī)律。