硫酸盐侵蚀和干湿循环下带冷缝混凝土耐久性试验研究

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混凝土浇筑施工过程一般一次完成来保证结构的完整性,然而此工作往往会因为一些不可控因素的发生导致浇筑工作的中断,当恢复浇筑时已经超过已浇筑混凝土的初凝时间,从而导致在混凝土结构中形成冷缝粘结面,冷缝粘结面是混凝土中薄弱的部位,同时冷缝还是环境中有害离子气体侵入混凝土结构内部的主要通道,混凝土的耐久性面临严峻挑战。因此本文对带冷缝混凝土的力学特性及其耐久性进行试验研究。主要研究内容如下:(1)研究了不同龄期间隔下和不同盐侵-干湿循环周期下带冷缝混凝土抗压强度变化规律及抗压应力-应变曲线关系。结果表明,抗压强度随龄期间隔增长逐渐减小,28d龄期间隔时,抗压强度减小17.78%;随盐侵-干湿循环周期增长呈先增后减的趋势变化,龄期间隔和盐侵-干湿循环共同作用下,7d龄期间隔下,盐侵-干湿循环150次时抗压强度减小28.9%。并建立了龄期间隔和盐侵-干湿循环周期影响下抗压强度劣化模型和应力-应变曲线上升段参数a的关系式。(2)研究了不同龄期间隔、盐侵-干湿循环周期和法向应力等因素影响下带冷缝混凝土抗剪特性变化规律。结果表明,带冷缝混凝土峰值抗剪强度、残余抗剪强度、剪切刚度、粘聚力及内摩擦角均随龄期间隔和盐侵-干湿循环周期的增长逐渐减小。28d龄期间隔时抗剪强度减小了 55.95%,粘聚力及内摩擦角分别损失57.94%和21.8%;龄期间隔和盐侵-干湿循环共同作用下,7d龄期间隔下,盐侵-干湿循环150次时抗剪强度减小68.69%,粘聚力及内摩擦角分别损失69.85%和31.98%。并建立了抗剪强度劣化模型,得到了抗剪强度和抗压强度间的关系表达式。(3)研究了带冷缝混凝土在盐侵-干湿循环作用下,抗压和抗剪破坏过程中能量的输入、弹性应变能的积聚及耗散能等随应力的变化规律。结果表明,输入总能量及弹性应变能随应力增加均呈现出非线性增长趋势,随应力增长弹性应变能占比提升23.33%左右。28d龄期间隔时,抗压破坏总能量及弹性应变能分别降低22.63%和27.48%;抗剪破坏总能量和弹性应变能分别降低了 64.1%和68.9%。龄期间隔和盐侵-干湿循环共同作用下,抗压破坏总能量和弹性应变能分别降低了 27.97%和37.37%,抗剪破坏总能量和弹性应变能分别降低了 72.2%和80.66%。由耗散能占比可以发现,随着带冷缝混凝土冷缝界面形成的龄期间隔和盐侵-干湿循环周期的增长,受荷破坏特征由脆性破坏逐渐向塑性破坏转变。
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