凍融損傷對混凝土斷裂性能的影響研究.pdf

1、我國大部分處于寒冷地區(qū)，而對于寒冷地帶的如鋼筋混凝土等建筑結(jié)構(gòu)物經(jīng)常發(fā)生凍融損傷，由于遭受反復(fù)凍融循環(huán)作用和反復(fù)溫變的環(huán)境因素，導(dǎo)致混凝土發(fā)生脹裂破壞，而一旦裂縫形成并逐漸開展延伸，對混凝土的斷裂能（抵抗裂縫開展所需要的能量）、應(yīng)變軟化以及強(qiáng)度等有很大的影響，最終會導(dǎo)致鋼筋發(fā)生銹蝕，致使混凝土結(jié)構(gòu)耐久性產(chǎn)生劣化甚至是失效。因此混凝土的抗凍性能是鋼筋混凝土耐久性能中非常重要的一個方面，而研究混凝土的斷裂能對混凝土的強(qiáng)度和裂縫的形成起著至關(guān)

2、重要的作用。大部分的國家已經(jīng)形成適用的標(biāo)準(zhǔn)測試方法，從而提出所需的混凝土抗凍性要求?？梢灶A(yù)見的結(jié)果是:混凝土凍融損傷程度的增加會降低混凝土斷裂能，然而混凝土斷裂能和應(yīng)變軟化特性的降低會使混凝土材料在遭受凍融損傷作用后更易發(fā)生脆化，使混凝土裂縫不斷生成，并順著初始裂縫迅速擴(kuò)張，與此同時增大了混凝土的滲透性能，對混凝土的耐久性有嚴(yán)重的損害。由此凍融環(huán)境下裂縫的產(chǎn)生、形成和擴(kuò)展是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的一個重要因素。
　　凍融循

3、環(huán)作用后，混凝土抗凍性和斷裂性能均發(fā)生大幅度退化，本課題研究的主要內(nèi)容是凍融循環(huán)作用對混凝土斷裂性能的影響，對不同凍融循環(huán)次數(shù)后的不同水灰比、不同摻合料、摻引氣劑的混凝土進(jìn)行動彈性模量、抗壓強(qiáng)度和斷裂能及應(yīng)變軟化的測試，用楔形劈裂試驗(yàn)方法對凍融作用后的混凝土進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，獲得混凝土試件的荷載-變形曲線，通過consoft軟件反向分析得到混凝土的應(yīng)變軟化曲線和斷裂能值，將兩者相結(jié)合分析出混凝土在經(jīng)受不同凍融循環(huán)次數(shù)后的斷裂性能和抵抗荷載的

4、軟化能力，針對以上問題，本課題進(jìn)行了以下幾個方面的試驗(yàn)研究:
　　(1)研究水灰比對普通混凝土在經(jīng)歷不同凍融循環(huán)次數(shù)作用后的相對動彈模量以及強(qiáng)度的損失率，系統(tǒng)討論了凍融循環(huán)作用對混凝土力學(xué)性能的影響規(guī)律，分析動彈性模量、強(qiáng)度與混凝土抗凍性之間的關(guān)系，研究混凝土的斷裂能與應(yīng)變軟化隨著凍融循環(huán)作用的變化規(guī)律。
　　(2)對普通混凝土摻入引氣劑，研究引氣混凝土的抗凍性能、對相對動彈模量、強(qiáng)度以及其斷裂能和應(yīng)變軟化曲線影響，將其與普

5、通混凝土進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，可以預(yù)測到在相同條件下，引氣對凍融環(huán)境下混凝土的抗凍性能和斷裂性能的積極作用。
　　(3)摻加摻合料的混凝土在進(jìn)行不同凍融循環(huán)次數(shù)后，動彈模量、抗壓強(qiáng)度、斷裂能的發(fā)展規(guī)律;應(yīng)用斷裂力學(xué)的原理和方法推導(dǎo)楔形劈裂方法得出混凝土斷裂能的推導(dǎo)公式、斷裂能的測試以及應(yīng)變軟化曲線。
　　(4)對混凝土試件進(jìn)行的凍融循環(huán)作用后的楔形劈裂試驗(yàn)，由于凍融作用致使混凝土試件表面有不同程度的剝落，甚至露出混凝土內(nèi)的水泥石與骨