盐冻融-荷载耦合作用下高性能混凝土试验及损伤模型研究

资料大小：650KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2021-09-03

资料介绍

盐冻融一荷载耦合作用下高性能混凝土试验及
损伤模型研究
田俊。王文炜
(1．东南大学交通学院，江苏南京210096；2．青岛理工大学土木工程学院，山东青岛266033)
摘要：通过对掺加粉煤灰、硅粉及矿渣的高性能混凝土在盐冻融一荷载耦合作用下的试验研究，提出了考虑多因素作用下混
凝土疲劳损伤度模型。试验结果表明：荷载显著的影响盐冻融循环次数和破坏形态；不同应力状态下混凝土试件的质量变化率
无明显差别。质量损失率是反映盐冻融一荷载耦合循环次数的主要参数，而相对动弹性模量是反映荷载影响的主要参数。提出
的盐冻融一荷载耦合作用下的混凝土损伤度模型，可以反映出混凝土所受应力、相对动弹性模量、混凝土抗拉强度及循环次数对
损伤度的影响。当耦合影响因子口接近零时，混凝土趋近疲劳寿命；所预测的损伤特性与实际损伤情况符合较好。
关键词：高性能混凝土；盐冻融一荷载耦合；质量损失率；相对动弹性模量；损伤模型
中图分类号：TU528．O1 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2015)o4—0060—05
Experimental study and predicted model of high—performance concrete under combined actions of
salt freezing—thawing and load
TIAN Jun 一，WANG Wenwei
(1．School of Transportation，Southeast University，Nanjing 210096，China；
2．College of Civil Engineering，Qingdao Technological University，Qingdao 266033，China)
Abstract：Experimental works of high performance concrete mixed with fly ash，silica fume and slag，under combined actions of salt
freezing—thawing and external load were conducted．The damage m0(1el was proposed to predict the fatigue degree of high performance
concrete taking account on the effects of multiple~ctors．The test results show that the external load has the significant influence on the
repeated cycles of salt freeze—thaw and failure mode．There are no obvious differences in the mass loss rate of specimens with different
initial stress．The mass loss rate is an important parameter affected the numbers of salt—freeze thaw —load cycles；while the relative dy—
namic elastic modulus can be acted as another parameter to reflect the impact of external load on the durability．The proposed model for
the high perform ance concrete indicates that the concrete approaches to fatigue life when the coupling impact factor卢is close tO zero．
The predicted results arc in good agreement with the experimental ones．
Key words：high performance concrete；coupling of salt—freeze thaw and external load；mass loss rate；relative dynamic elastic modu—
lUS：damage model
0 引言
在我国北方地区，桥梁结构在长期的使用过程中通常
要经受冻融循环、盐腐蚀和荷载的综合作用。荷载使钢筋
混凝土结构产生裂缝，冻融循环将加速裂缝的扩展，盐溶
液侵入混凝土内部将使钢筋发生锈蚀。在这些因素的共同
影响下，钢筋混凝土结构将加速劣化。对于受到盐一冻融
剥蚀破坏较严重的结构构件，可将损伤混凝土凿除，采用
高性能混凝土进行修补防护。
早期国内外学者，Mason、Ashraf、杨全兵、张爱莲和陈
少峰等人对混凝土在水溶液及盐溶液下的冻融性能进行
了相关研究。。随着研究的深入，一些学者已经逐渐意
收稿日期：2014—08—09
基金项目：国家自然科学基金资助项目(51078079)
· 60 ·
识到外部荷载引起的内部应力对混凝土抗冻融性能的影
响，将研究重点转变到盐冻融一荷载耦合作用下的混凝土
耐久性。这期间，姚燕、王阵地、黄鹏飞、孙伟、Vesa等先后
开展了钢筋锈蚀、混凝土抗盐冻及耐久性寿命预测的研
究。他们的研究结果表明，在盐冻融一荷载耦合作用
下，外部荷载引起的内部应力将加剧混凝土损伤速率，同
时也加剧了梁内的钢筋锈蚀，对混凝土结构的耐久性产生
较大的影响。
基于上述研究现状和工程背景，笔者对用于钢筋混凝
土构件修补的高性能混凝土进行了配合比设计，并对其开
展了盐冻融一荷载耦合作用下的试验研究，给出了预测高