混凝土凍融循環(huán)的案例
關(guān)于外摻氧化鎂對(duì)混凝土耐久性的影響研究
設(shè)計(jì)進(jìn)行氧化鎂摻量分別為0、2%、4% 和6% 的混凝土抗凍試驗(yàn)結(jié)果如下: 混凝土凍融循環(huán)次數(shù)為0 時(shí)，相對(duì)動(dòng)彈模都是100%，質(zhì)量損失都是0; 混凝土凍融循環(huán)次數(shù)為100 次時(shí)，相對(duì)動(dòng)彈模分別為92. 4%、96. 1%、97. 4%、97. 0%，質(zhì)量損失分別為1. 3%、0. 7%、0. 5%、0. 5%;混凝土凍融循環(huán)次數(shù)為200 次時(shí)，相對(duì)動(dòng)彈模分別為71. 5%、81. 7%、82. 2%、84. 8%，質(zhì)量損失分別為5. 8%、2. 2%、1. 8%、1. 5%。我們可以總結(jié)出不同氧化鎂摻量下混凝土凍融循環(huán)次數(shù)與相對(duì)動(dòng)彈模和質(zhì)量損失之間的關(guān)系:
( 1) 隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，相對(duì)動(dòng)彈模逐漸降低，質(zhì)量損失逐漸增加，且隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加，相對(duì)動(dòng)彈模降低速度增加，質(zhì)量損失速度也在增加。
( 2) 氧化鎂的摻入提高了混凝土的抗凍性，200 次凍融循環(huán)時(shí)，摻氧化鎂的混凝土相對(duì)動(dòng)彈模明顯高于未摻氧化鎂混凝土，質(zhì)量損失明顯小于未摻氧化鎂混凝土。
( 3) 隨氧化鎂摻量的增加，相對(duì)動(dòng)彈模逐漸提高，質(zhì)量損失逐漸降低，即混凝土抗凍性逐漸提高。
4 外摻氧化鎂對(duì)混凝土抗沖耐磨性能的影響
水流的沖擊對(duì)水工混凝土耐久性有著較大的影響，造成建筑物的使用壽命大大縮短。混凝土沖磨破壞，是由水流中的介質(zhì)對(duì)混凝土表面的沖擊、摩擦等作用引起的。根據(jù)顆粒的大小、形狀、密度及水流流速的大小，水流中的介質(zhì)可分為懸移質(zhì)和推移質(zhì)。
懸移質(zhì)的沖磨破壞機(jī)理為在水流的帶動(dòng)下粒徑較小的懸砂對(duì)混凝土表面進(jìn)行的摩擦，造成混凝土表面部分被磨損侵蝕。含懸移質(zhì)泥沙的高速水流，以逐層磨削軟弱部分的方式對(duì)混凝土材料進(jìn)行磨損。推移質(zhì)對(duì)水工混凝土建筑物的沖磨破壞表現(xiàn)為: 滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)摩擦和跳躍式?jīng)_擊，其中跳躍式?jīng)_擊對(duì)混凝土的的破壞最大。
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對(duì)混凝土如何進(jìn)行建模，如何做到凍融中的融，滲流場(chǎng)如何達(dá)到對(duì)空隙的影響
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展開 STKO助力OpenSEES系列：平面多層多跨混凝土框架靜力循環(huán)pushover分析
正文：案例信息
圖1案例信息
案例信息如上圖所示，在XY平面上建立鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，在X方向?yàn)樗目纾Y(jié)構(gòu)有6層，層高為3m,跨度也是3m,為簡(jiǎn)化建模時(shí)間，取所有樓層梁柱截面為一致，均為400*400mm（注意，這是個(gè)不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這里僅僅論述模型操作，這樣的有限元模型因?yàn)樵O(shè)計(jì)的不合理，會(huì)在某些樓層形成軟弱層，對(duì)收斂性不利，在實(shí)際中，我們一定要按照規(guī)范或者自己所提的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行合理設(shè)計(jì)梁柱截面）。非約束混凝土材料用concrete01實(shí)現(xiàn)（-30，-0.002，-10，-0.0033）。結(jié)構(gòu)的分析分為兩步，第一：重力分析；第二步：在此基礎(chǔ)上，做倒三角的循環(huán)pushover 分析。
如果通過編寫Tcl命令流，我們很容易在三維纖維截面的劃分，梁柱單元的geomtransf的方向，甚至單元編號(hào)上犯錯(cuò)，當(dāng)這些因無意識(shí)犯的錯(cuò)誤，因?yàn)闆]有可視化的提示，通過逐行校核代碼是很困難了，而STKO則輕松的解決了上述問題，通過可視化很容易幫助我們看單元有沒有賦予錯(cuò)，單元的geomtranf有沒放放置錯(cuò)，如果放錯(cuò)，可以通過建立local axis 坐標(biāo)，很快進(jìn)行更正，通過和abaqus 建模一致的方式迅速搭建模型，如下圖所示，這個(gè)過程可以規(guī)避掉很多因不細(xì)心導(dǎo)致模型不能算的局限。
圖2 建模過程
上述建模過程和結(jié)果輸出中幾處要點(diǎn)：
• 約束混凝土本構(gòu)的自動(dòng)生成：
STKO 根據(jù)現(xiàn)有的幾種成熟的約束混凝土模型，通過使用戶提供的箍筋信息，包括直徑，數(shù)目，間距等，自動(dòng)計(jì)算約束混凝土區(qū)域的本構(gòu)模型。從而避免了以往要對(duì)fibre 截面不同約束混凝土區(qū)域賦予不同的混凝土模型。
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1、本ABAQUS的inp算例模型是考慮了屈曲影響的滯回鋼筋模型（在附件中）；
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防凍混凝土=抗凍混凝土？很多工程人沒搞清楚！
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抗凍等級(jí)和抗凍標(biāo)號(hào)
根據(jù)GB/T50082-2009標(biāo)準(zhǔn)，混凝土抗凍性能按試驗(yàn)方法不同，分抗凍等級(jí)和抗凍標(biāo)號(hào)。抗凍等級(jí)用符號(hào)F表示，而抗凍標(biāo)號(hào)是用符號(hào)D表示，兩種方法均采用齡期28d的試件在吸水飽和后，檢測(cè)其承受反復(fù)凍融循環(huán)下的性能變化。抗凍等級(jí)是以試件相對(duì)動(dòng)彈性模量下降至不低于60％或者質(zhì)量損失率不超過5％時(shí)的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定；抗凍標(biāo)號(hào)是以抗壓強(qiáng)度損失率不超過25％或者質(zhì)量損失率不超過5％時(shí)的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定。常用的混凝土抗凍等級(jí)有：F50、F100、F150、F200、F250、F300等，分別表示混凝土能夠承受反復(fù)凍融循環(huán)次數(shù)為50、100、150、200、250和300次。
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影響混凝土抗凍性的因素
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影響混凝土抗凍性的主要因素是平均氣泡間距、水膠比、含氣量、骨料和膠凝材料等。
①平均氣泡間距
平均氣泡間距是影響混凝土抗凍性最主要的因素，平均氣泡間距越大，則凍融過程中毛細(xì)孔中的靜水壓力和滲透壓力越大，混凝土的抗凍性越低；一般平均氣泡間隔系數(shù)在500μm以下可獲得高抗凍混凝土。
②水膠比
水膠比越大，混凝土中可凍水的含量越多，混凝土的結(jié)冰速度越快；氣泡結(jié)構(gòu)越差，平均氣泡間距越大；混凝土強(qiáng)度越低，抵抗凍融的能力越差。水膠比在0.45～0.85范圍內(nèi)變化時(shí)，不摻引氣劑的混凝土抗凍性變化不大，只有水膠比小于0.45以后，抗凍性才隨水膠比的降低而明顯提高；水膠比小于0.35的混凝土，即使不摻引氣劑，也有較高的抗凍性。
③含氣量
在一定范圍內(nèi)，含氣量越多，混凝土的抗凍性越好。
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