研究了不同掺量的碳纤维对川藏线极温冻融环境下混凝土耐久性能的影响。通过快速水冻水融法,测试了川藏-27~40℃极温循环下碳纤维增强混凝土的抗冻指标,包括相对动弹性模量、质量损失率、失水量。结果表明,随着冻融循环次数的增加,所有试件的质量损失率在冻融前期变化一致;冻融70次后,随着碳纤维掺量的增加,质量损失率先减小后增大,掺量为0.24%时的质量损失率最小;相对动弹性模量随着掺量的增加先增大后减小,且当掺量为0.24%时达到最大;冻融过程中,碳纤维掺量对失水量的影响较小。

为解决严寒地区混凝土工程普遍出现的冻害现象,提高混凝土的抗冻性能,对双掺聚丙烯晴纤维和偏高岭土混凝土进行了200次冻融循环试验,测得其冻融前后试件的质量损失率与相对动弹性模量。结果表明,双掺聚丙烯晴纤维和偏高岭土可较大幅度提高混凝土的抗冻性能;随着偏高岭土掺量增加,混凝土质量损失率和相对动弹性模量都得到较大改善;随着聚丙烯晴纤维掺量的增加,混凝土质量损失率得到改善,相对动弹性模量逐渐降低。

通过运用灰色理论,建立满足精度要求的GM(1,1)模型,预测冻融环境中PVA-FRCC使用寿命。结果表明:GM(1,1)模型的方差比C<0.35,小误差概率P>0.95,精度良好,可用于PVA-FRCC的寿命预测与分析;掺入PVA纤维可延缓PVA-FRCC相对动弹性模量的下降趋势,PVA纤维掺量为1%的PVA-FRCC相对动弹性模量下降曲线最平缓;在相对气温很低的长春,PVA纤维体积掺量为1%的PVA-FRCC抗冻使用寿命可达143年。

研究了干湿交替-硫酸盐溶液耦合作用下混凝土的损伤过程,以混凝土相对动弹性模量的变化来表征混凝土内部的损伤程度。采用环境扫描电镜(ESEM)分析了干湿交替与硫酸钠溶液作用下混凝土的微观结构。结果表明,与自然浸泡硫酸盐溶液腐蚀方式相比,干湿交替作用加剧了混凝土在硫酸盐溶液中的损伤程度;干湿循环早期,硫酸盐对混凝土有填充空隙缺陷的作用。同时试验表明,水胶比对混凝土的相对动弹性模量有重要影响;矿物掺合料的加入能显著提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力。