盐冻交替作用下混凝土强度与细观孔结构关系

作者：甘磊; 冯先伟; 沈振中; 陈官运

来源：中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(12): 4860-4869.

• 硫酸盐侵蚀
• 冻融循环
• 交替作用
• 混凝土强度
• 孔结构
• 演化规律

为了探究硫酸盐溶液侵蚀和冻融循环(盐冻)交替作用下混凝土宏观强度与细观孔隙结构参数的定量关系，本文开展了盐冻交替试验、力学性能测试和孔隙结构分析等。首先，设计了不同质量分数硫酸盐和冻融循环次数的交替试验；其次，研究了盐冻作用下混凝土抗压强度、抗拉强度、灰度直方图、孔径分布、孔隙率和分形维数演变规律；最后，建立了混凝土孔隙率和孔隙分形维数与强度的定量关系。研究结果表明：在盐冻作用下，混凝土宏观强度与细观孔结构演化规律密切相关，混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随着盐冻交替循环次数增加而逐渐减小。相较于质量分数为3%和6%的硫酸盐溶液，9%硫酸盐溶液冻融作用对混凝土侵蚀劣化更严重，盐冻循环8次时，抗压和劈裂抗拉强度分别减小45.5%和47.5%；随着盐冻循环次数增加，混凝土CT图像灰度和孔隙分形维数逐渐降低，孔隙率逐渐增大，盐冻循环8次时，灰度均值和孔隙分形维数相比初始状态分别降低了13.82%和6.06%，孔隙率增长到7.3%。盐冻交替作用下混凝土细观孔结构与宏观强度的演化模型关联性较好，R2均大于0.887。

• 单位
  上海勘测设计研究院; 河海大学