[发明专利]一种评估冻融循环作用下混凝土抗冻性能的方法

说明书

本发明公开了一种评估冻融循环作用下混凝土抗冻性能的方法，该方法基于材料在弹性变形阶段损伤不会增加的力学机理，通过在弹性变形范围的反复加载‑卸载试验消除试验误差，准确获得混凝土试件在不同冻融循环次数下的弹性模量，根据弹性模量的变化评估混凝土的抗冻性能。本发明解决现有的基于传统共振法测定的动弹性模量无法准确测定的问题，提出了一种准确测定弹性模量的方法，从而实现对融循环作用下混凝土抗冻性能的准确评估，简单易用，准确度高，弹性模量误差可以控制在1％以内，克服了现有混凝土抗冻性能评估中的用共振法测定动弹性模量误差较大(10％)的局限。

技术领域

本发明涉及混凝土材料/结构安全，特别涉及一种评估冻融循环作用下混凝土抗冻性能的方法。

背景技术

当今混凝土由于其性价比高、施工方便及其较高的耐久性在土木水利工程中得到了广泛的使用。在严寒及冻融环境中使用时，混凝土的力学性能会降低甚至影响结构安全。因此，工程中经常用冻融循环次数来评价混凝土抗冻性。目前常用的是测定不同冻融循环次数下的混凝土动弹性模量值，当动弹性模量值大于初始动弹性模量值60％时达到的最大冻融循环次数作为混凝土的抗冻性指标。但是，现有的用共振法测定动弹性模量的方法误差较大，对同一个试件测试多次，试验误差经常超过10％，无法满足准确性要求。

ZL201611028647.0提出了一种混凝土抗冻性的评价方法，提出了一个考虑冻融循环次数和冻融循环时间共同影响的评价模型，但仍然基于传统共振法测定的动弹性模量进行构建，其动弹性模量的准确性仍然无法提高。

发明内容

发明目的：为了解决现有的基于传统共振法测定的动弹性模量无法准确测定，提出了一种准确测定弹性模量的方法，从而实现对融循环作用下混凝土抗冻性能的准确评估。

技术方案：本发明提出一种评估冻融循环作用下混凝土抗冻性能的方法，基于材料在弹性变形阶段损伤不会增加的力学机理，通过在弹性变形范围的反复加载-卸载试验消除试验误差，准确获得混凝土试件在不同冻融循环次数下的弹性模量，根据弹性模量的变化评估混凝土的抗冻性能，包括以下步骤：

(1)将混凝土试件进行压缩试验，根据获得的应力-应变曲线确定混凝土的弹性应变极限应力值σ_e及弹性模量E₀；

(2)将混凝土试件放入冻融循环装置中，进行50次冻融循环实验；

(3)对试件进行加载-卸载试验，以匀速加载方式施加a₁％σ_e，紧接着匀速卸载至b₁％σ_e，记录a₁％σ_e卸载至b₁％σ_e时的应变改变值△ε₁，记(a₁-b₁)％σ_e＝△σ_e1，则弹性模量E₁可以预测为△σ_e1/△ε₁；

(4)荷载从b₁％σ_e加载到a₂％σ_e，紧接着匀速卸载至b₂％σ_e，记录a₂％σ_e卸载至b₂％σ_e时的应变改变值△ε₂，记(a₂-b₂)％σ_e＝△σ_e2，则弹性模量E₂可以预测为△σ_e2/△ε₂，当本步骤获得的弹性模量与上步骤获得的弹性模量相差小于1％时，判定冻融循环作用下的弹性模量E_{冻融循环次数}为上步骤获得的弹性模量与本步骤获得的弹性模量的平均值；若本步骤获得的弹性模量与上步骤获得的弹性模量相差大于1％，则上步骤的弹性模量值用本步骤获得的弹性模量值代替，并重复步骤4；