硫酸盐侵蚀与冻融循环共同作用下混凝土耐久性试验研究

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我国北方寒冷地区水、土壤中含有丰富的硫酸盐。混凝土在遭受硫酸盐侵蚀与冻融循环共同作用时,较单一因素作用会产生更严重的破坏,影响混凝土结构的耐久性。因此开展硫酸盐侵蚀与冻融循环共同作用下混凝土耐久性研究有着重要的理论与工程实际意义。采用快速冻融试验方法,进行了普通混凝土盐冻(硫酸盐)试验,以硫酸盐溶液浓度、种类及冻融循环次数为主要考察因素,分析了盐冻循环下混凝土外观、微观、质量、相对动弹性模量、抗压强度和损伤层厚度的变化规律;基于宏观损伤力学理论,建立了普通混凝土在盐冻循环下的损伤演化方程,探讨了随冻融循环次数的变化混凝土损伤演变规律。结果表明:硫酸盐溶液对混凝土冻融破坏既存在抑制作用又存在促进作用;随着冻融循环次数的增加,硫酸盐溶液对混凝土冻融破坏由抑制作用逐渐转变为促进作用;随着溶液浓度的增加,硫酸钠溶液对混凝土的冻融破坏由促进作用逐渐转变为抑制作用。开展了水冻和盐冻(5%硫酸钠)作用下普通混凝土受压应力-应变全曲线试验研究。对普通混凝土棱柱体进行快速冻融循环后,进行单轴抗压试验。得到了水冻和盐冻作用下普通混凝土应力-应变全曲线方程及相关参数。结果表明:随着冻融循环次数的增加,混凝土受压应力-应变全曲线逐渐趋于扁平,峰值应力、弹性模量不断下降,峰值应变不断增加。水冻作用下混凝土峰值应力、峰值应变和弹性模量初期变化较快,盐冻(5%硫酸钠)作用下后期变化较快。
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