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活性粉末混凝土在氯盐和冻融循环耦合作用下的耐久性研究

韩荣霞  
【摘要】:活性粉末混凝土是一种超高性能水泥基复合材料。该材料具有优异的力学性能和耐久性能,特别适用于严酷环境下的结构物的建造与防护。我国北方地区长期与海水或除冰盐接触的结构物,遭受氯盐侵蚀和冻融循环双重破坏作用,其服役环境十分恶劣,因此特别适合采用活性粉末混凝土。本文试验与理论分析相结合,研究活性粉末混凝土在氯盐和冻融循环耦合作用下的耐久性能。 本文以粉煤灰掺量、河砂替代量、钢纤维掺量和初始损伤度为主要变化参数,进行了活性粉末混凝土在氯化钠溶液中的快速冻融试验,测定了试件的基振频率、质量、抗压强度和各深度处的氯离子含量。结合试验结果分析了不同配合比的活性粉末混凝土在氯盐和冻融循环耦合作用下,其相对动弹性模量、质量损失率、抗压强度及氯离子扩散系数的变化规律,并利用Fick第二定律对活性粉末混凝土在氯盐和冻融循环耦合作用下的寿命进行了预测。 在氯盐和冻融循环耦合作用下,活性粉末混凝土的抗冻性能远远高于C50高性能混凝土的抗冻性能;粉煤灰替代硅粉可以提高活性粉末混凝土的抗氯盐和冻融循环耦合作用的能力;河砂替代石英砂对活性粉末混凝土的抗冻性能不利,不但提高了抗压强度损失率,而且降低了活性粉末混凝土的寿命;活性粉末混凝土的抗冻性能随着钢纤维体积掺量的增加而提高;由于活性粉末混凝土的密实度高,内部的少量初始损伤对其抗冻性能没有显著影响,不过其抗压强度损失率随着损伤度的增加而增加。在300次冻融循环内,掺河砂活性粉末混凝土的氯离子扩散系数随冻融循环次数的增加先急剧下降,而后趋于稳定。


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