混凝土加速试验研究论文

混凝土加速试验研究论文（精选6篇）

混凝土加速试验研究论文 第1篇

海洋环境下混凝土耐久性室内加速试验研究方法论文

摘要：为缩短海洋环境下水泥混凝土结构耐久性试验周期，增强实验结构可靠性，通常采用室内加速试验方法进行该试验研究。文章较系统地评述了室内加速模拟试验方法的特点、具体分类、以及当前学界及业界开展室内加速模拟试验的情况，为进行耐久性试验设计提供参考和建议。

关键词：海洋环境;耐久性;室内试验;加速模拟

一直以来，海水或沿海大气等海洋环境对海工建筑物、构筑物的侵蚀，引发了海洋混凝土工程存在耐久性问题的广泛研究，

目前，海洋中各区域环境的侵蚀机理研究基本已趋于成熟，并普遍认为，海洋环境下氯离子侵入导致的钢筋锈蚀是海工混凝土结构耐久性问题的主要原因。国内外提出的各种理论模型与假说，为建立模拟实验体系提供了理论依据。而室内模拟加速试验，由于具有试验时间短、条件可严格控制、结果可靠性较高，可避开次要因素、关注主要因素等优点，能够缩短混凝土结构耐久性试验周期，增强可重复性，因而得以充分应用和发展。

1室内加速实验与实际环境的相似性

室内实验试验设计的关键在于：既使模拟环境与自然环境具有相关性;又能够达到加速侵蚀的效果。

建立室内模拟环境与自然环境的相似关系，对于准确进行混凝土结构的耐久性评估和寿命预测具有重要意义。金伟良等人提出了多环境时间相似理论。它以环境相似性为试验基础，时间相似性为试验结果，可建立有效的室内与现场之间时间相似关系，进而指导实际工程设计、预测实际工程寿命。针对冻融实验的时间相似性，刘西拉等结合实测资料从疲劳损伤机制出发，建立了等效室内冻融循环次数公式，提出了预测现场混凝土冻融耐久性使用年限的方法，进行了实例验证并得到了较好的结果。

2室内加速实验分类

室内模拟加速实验可以分为两类。一类是普通加速试验，直接依照规范或通行做法模拟海洋环境即可;另一类是为实际工程服务的`、特定海域下混凝土耐久性问题的研究，需要调查该海域的自然地理条件，把握主要环境影响因素，建立可靠的相似性关系。

具体而言，室内加速实验可按照海洋腐蚀环境区域划分为以下几种类型。

2.1海洋水下区(全浸区)

海洋全浸区的加速实验，主要通过配置高浓度人工海水来实现。美国材料与试验协会(AmericanSocietyofTestingMaterials)编制了人造海水成分的规范标准，提出了模拟海水的主要离子种类(Cl-、SO42-、Mg2+)及其浓度，也有学者根据各自的研究内容和需求设计人造海水成分。吴庆令等为模拟海洋水下环境和加速侵蚀速度，将试件长期浸泡于5倍浓度的人工海水中(表1)，并每隔30d置换一次海水。郭范波等模拟海洋全浸环境时所配置的5倍浓度海水成分略有不同(表1)。

2.2浪溅区、潮差区

浪溅区、潮差区的模拟常采用周期性浸泡干湿循环和周期性喷淋干湿循环。前者是将试件浸泡在置有模拟海水的试验箱中，利用水泵注水、放水，空水阶段可借助鼓风机将试件烘干，循环过程可由计算机控制。后者是将试件置于试验箱中，定期用海水喷淋。为加速腐蚀进程，常提高侵蚀溶液温度及浓度、调整循环机制或实行高温浸烘循环。

对于干湿循环机制各环节中氯离子含量、温度、相对湿度，干燥与浸泡时间、循环周期等参数的设置，目前均未有统一标准。因此，各学者的做法不尽相同。郭范波将试件每浸泡12h后取出静置12h。张玉敏采用加速腐蚀-浸烘循环，将试件分别浸泡在盐溶液和自来水中8h，再用80℃烘箱烘16h为一个循环。反复进行，每10循环测定试件的力学性质和重量损失。

2.3海洋大气区

目前，海洋大气区对混凝土的腐蚀机理已较成熟。该区域中结构受盐雾腐蚀(主要是氯离子扩散)和碳化的共同作用。至于加速实验模拟过程中的参数设定，目前尚未有统一标准。吴庆令等制备5倍浓度的人工海水，每隔12h往混凝土表面喷盐雾一次，一天两次。每次喷洒盐雾量约为0.5L，将整个混凝土表面均匀喷湿，经计算实验中盐雾量约为实际海洋盐雾量的1.7倍。齐广政通过对碳化后混凝土进行盐雾腐蚀，研究二者共同作用下的耐久性劣化机制。保持盐雾箱恒温恒湿，盐溶液浓度为5%。试验分为三个周期(每个周期一个月)。采用间歇喷雾来加速腐蚀，喷雾12h，间歇12h，并设法计算、控制盐雾沉积量稳定。

2.4冻融循环区

混凝土抗冻性检测方法分为快冻法和慢冻法。美、日等国采用快冻法，俄罗斯等采用慢冻法，在我国二者并存。我国水工、建工、港工、公路等部门都制定了混凝土抗冻性的试验方法规范。慢冻法周期长、工作量大、误差大，正逐步被取消。

张德思按照ASTM-C666程序A方法在全自动抗冻试验仪中进行冻融试验，以相对弹性模量作为评价指标。陈迅捷参照《水工混凝土试验规程》(SL352―)，配制2.5wt.%氯化钠和0.5wt.%硫酸钠的盐溶液，研究二者共同作用对混凝土抗冻性的影响。

2.5特定海域模拟(实际工程)

针对为实际工程服务的特定海域环境模拟，需要从理论研究出发，结合实际情况来确定温度、湿度、干湿时间比等实验参数。刘奇东，刘荣桂以连云港市某港口为研究对象，针对海洋干湿交替区的人工气候模拟加速试验，做了合理、有效的设计。首先从氯盐的侵蚀是海工混凝土结构破坏最主要的因素这一基本理论出发，建立了混凝土孔隙液中氯离子扩散对流方程和干湿交替环境下混凝土中氯离子传输速度模型。进而得出结论：氯离子在混凝土中的输运取决于侵蚀介质的氯盐浓度、干湿循环次数以及温度和湿度。换句话说，在模拟干湿交替区自然环境时，主要环境影响因素为氯离子浓度、温度、湿度和干湿时间比，其他环境因素可以简化、忽略，接下来是确立这些因素。针对氯离子浓度，参照该港口一年内海水盐度变化过程、Fick第二定律、国内外常用中性盐雾试验等确定试验实际采用的NaCl溶液浓度为6%。

2.6多因素耦合

近年来，国内外均有研制开发了“人工气候模拟试验室”，该试验系统可以模拟环境温度、湿度、大气盐雾等参数，对试件实施模拟日照、海水喷淋、风干、烘干、制冷等多种作用，其模拟效果更加接近自然真实状况。

3结语

海洋环境下混凝土耐久性问题的实验研究方法中，相对于现场暴露实验和数值模拟方法，室内加速模拟实验，室内模拟加速实验方法具有独特的优势。近年中国内外海洋环境各区域的侵蚀机理研究提出的各种理论模型与假说，为开展室内模拟加速实验设计和分析提供了更可靠的理论基础，可进一步提高其可靠性，为提高海洋环境下海工混凝土耐久性提供可靠的试验数据，并可进行更具有科学性、普适性的损伤失效和寿命预测模型等数值模拟研究。

参考文献

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混凝土加速试验研究论文 第2篇

给出了常见失效分布失效机理不变的条件及加速系数的`表达式及适用于加速寿命试验的失效分布,并对时间折算公式及加速寿命试验的基本假设进行了讨论.

作 者：杨宇航 周源泉 作者单位：杨宇航(北京航空航天大学经济管理学院)

周源泉(北京强度与环境研究所)

混凝土加速试验研究论文 第3篇

1 氙灯加速老化试验方法的测试条件

根据本系列文章第1部分得出的结论,综合考虑样品的失光、颜色变化以及与户外曝晒之间的相关性,将氙灯加速老化试验的试验方法1、试验方法2和试验方法3(首推试验方法1)推荐写入GB/T 32088-2015《汽车非金属部件及材料氙灯加速老化试验方法》中。本文将对比、分析氙灯加速老化试验方法1(以下简称氙灯试验方法1)测试多少小时相当于琼海、敦煌户外曝晒18个月,氙灯试验方法1的测试条件见表1。

2 试验样品光泽变化的相关性

2.1 氙灯试验与琼海曝晒试验之间的相关性

氙灯试验方法1一共测试了1 246 h,并分别在192 h、384 h、576 h、768 h、960 h、1 152 h和1 246 h对样品(光泽、颜色、粉化等)进行了评估。

样品光泽变化的评定参照ASTM D523《镜面光泽试验方法》,用反射计以85°几何条件进行测定;样品颜色变化的评定参照ASTM D2244《用仪器测定颜色坐标法计算颜色容差和色差的标准规范》,选用CIE L*a*b*色空间、D65光源、10°观察者、镜面反射包含条件进行测定。

在氙灯试验的每个评估阶段绘制试验样品的失光率曲线,同时绘制试验样品在琼海曝晒18个月的失光率曲线。图1显示的是15种米色样品的失光率曲线,通过比较这些试验样品的失光率曲线,发现氙灯试验方法1测试576 h和768 h的样品失光率曲线与琼海曝晒18个月的样品失光率曲线是接近的。由此得出结论,对于试验样品的光泽变化,氙灯试验方法1测试700 h大概相当于琼海曝晒18个月的结果。

2.2 氙灯试验与敦煌曝晒试验之间的相关性

同样,将米色样品氙灯试验每个评估阶段绘的失光率曲线与其敦煌曝晒18个月的失光率曲线进行比较,发现氙灯试验方法1测试384 h和576 h的样板失光率曲线与敦煌曝晒18个月的样板失光率曲线是接近的,见图2。由此得出结论,对于试验样板的光泽变化,氙灯试验方法1测试500 h大概相当于敦煌曝晒18个月的结果。

由图1和图2可见,试验样品在琼海曝晒18个月的失光比在敦煌曝晒18个月的失光严重。这是由两个曝晒场的气候条件不同引起的,琼海曝晒场属典型的亚热带气候条件,年均降雨量2 000 mm,年均相对湿度85%;而敦煌曝晒场属典型的沙漠气候条件,年均降雨量只有39 mm,年均相对湿度38%。可见,内饰塑料材料或产品的光泽变化受到潮湿的影响比较大。

3 试验样品颜色变化的相关性

3.1 氙灯试验与琼海曝晒试验之间的相关性

在氙灯试验的每个评估阶段绘制试验样品的颜色变化曲线,同时绘制试验样品在琼海曝晒18个月的颜色变化曲线。图3显示的是15种米色样品的颜色变化曲线,通过比较这些试验样品的颜色变化曲线,发现氙灯试验方法1测试1 152 h和1 246 h的样板颜色变化曲线与琼海曝晒18个月的样板颜色变化曲线是接近的。由此得出结论,对于试验样品的颜色变化,氙灯试验方法1测试1 200 h大概相当于琼海曝晒18个月的结果。

3.2 氙灯试验与敦煌曝晒试验之间的相关性

同样,将米色样品氙灯试验每个评估阶段的颜色变化曲线与其在敦煌曝晒18个月的颜色变化曲线进行比较,发现氙灯试验方法1测试768 h和960 h的样板颜色变化曲线与敦煌曝晒18个月的样板颜色变化曲线是接近的,见图4。由此得出结论,对于试验样品的颜色变化,氙灯试验方法1测试900 h大概相当于敦煌曝晒18个月的结果。

由图3和图4可见,试验样板在琼海曝晒18个月的颜色变化比在敦煌曝晒18个月的颜色变化严重。这也是由两个曝晒场的气候条件不同引起的。

4 结论

a.对于试验样板的光泽变化,实验室氙灯加速老化700 h、500 h分别大概相当于琼海曝晒18个月的结果和敦煌曝晒18个月的结果。

b.对于试验样板的颜色变化,实验室氙灯加速老化1 200 h、900 h分别大概相当于琼海曝晒18个月的结果和敦煌曝晒18个月的结果。

c.以上结论说明在实验室加速老化试验与户外曝晒试验之间没有一个简单的、统一的公式或加速因子,即实验室测试多少小时相当于户外曝晒多少个月或多少年。例如,对于样板的颜色变化,实验室氙灯加速1 200 h相比琼海曝晒试验18个月的加速因子是10.8;而实验室氙灯加速900 h相比敦煌曝晒试验18个月的加速因子是14.4。因此,在进行实验室加速老化时,也要开展户外曝晒,户外曝晒是基础。

摘要：介绍了汽车行业老化试验国家标准的制定情况,重点分析了内饰塑料实验室氙灯加速老化试验与户外曝晒试验之间的加速因子,即氙灯加速老化试验多少小时相当于户外曝晒18个月。结果表明,对于样品的光泽变化,氙灯加速老化试验700 h、500 h大概分别相当于琼海、敦煌曝晒18个月的结果;对于样品的颜色变化,氙灯加速老化试验1 200 h、900 h大概分别相当于琼海、敦煌曝晒18个月的结果。

关键词：汽车,户外曝晒,加速老化,氙灯试验,内饰塑料,加速因子

参考文献

混凝土加速试验研究论文 第4篇

关键词：沥青混合料；疲劳试验；加速加载；实验方法

一、前言

沥青混合料的疲劳性能一直是国内外沥青路面研究者较为关注的问题，了解和掌握沥青路面的力学特性和疲劳损伤特性对于改进沥青路面设计方案，及时进行路面的养护维修具有重要意义。已有大量的学者对沥青混合料的疲劳特性进行了相关的研究，主要表现在室内间接拉伸疲劳试验、拉压疲劳试验、弯曲疲劳试验等，这些室内疲劳试验都具有一定的局限性，即试件周边无约束、试件受力较为单一，与实际路面的力学状态有较大的差异性，不能科学合理的揭示实际路面的疲劳损伤规律。鉴于室内试件疲劳试验的诸多缺陷，有必要寻找一种更接近路面实际运营状态的加载方式，来探究路面实际工作状态的力学性能和疲劳性能。本文介绍了一种新的疲劳试验方法，即利用小型加速加载设备模拟行车对路面的力学响应状态，通过MTS测试不同加载次数下试件抗压回弹模量，以刚度的衰变来揭示沥青混合料的疲劳损伤演化规律。

二、常见疲劳试验方法

目前，国内外在进行沥青混合料疲劳性能研究时常用的试验方法大致可分为四种：第一种是模拟实际路面在汽车荷载作用下的疲劳试验，如美国的AASHTO试验路；第二种是足尺路面结构在模拟行车荷载作用下的疲劳试验，包括环道试验和加速加载试验，如南非的重型车辆模拟车（HVS）、澳大利亚的加速加载设备（ALF）等；三是试板试验法；四是室内小型试件的疲劳试验。前三种试验方法虽然可以较好地模拟实际路面的应力状态和环境条件，但试验成本投入高、试验周期长，而且试验的影响因素不易控制，并未得到广泛应用，应用较多的是周期短、费用少的室内小型试件的疲劳试验。室内小试件疲劳试验方法种类很多，主要有以下几种：拉压疲劳试验、弯曲疲劳试验、间接拉伸疲劳试验等。

1.弯曲疲劳试验

弯曲疲劳试验的加载模式有：中点加载（三点弯曲）、三分点（四点弯曲）加载和悬臂粱加载三种。其中中点加载弯曲试验试件和成型方法，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052-2000）T0703-43规定的轮碾压实，再切割成小梁的方法成型试件。四点弯曲疲劳试验加载设备主要有美国沥青协会和加州理工大学伯克利分校所采用的两种。英国诺丁汉大学采用的疲劳试验设备是旋转悬臂梁。

2.拉压疲劳试验

这种试验由英国道路交通研究实验室开发，试件尺寸为75mm×75mm×225mm，采用液压伺服系统对试件施加荷载，可以用于荷载恢复期的影响研究。

3.间接拉伸疲劳试验

劈裂疲劳试验对圆柱体试件施加沿着径向的重复荷载，这样使得试件在垂直荷载作用的方向产生一个均匀拉应力。

四种疲劳试验方法汇总如下表1所示：

三、现行疲劳试验方法的不足与缺陷

对于这些传统的室内小型试件疲劳试验，在模拟实际路面在行车荷载作用下的力学性能、分析沥青混合料的疲劳损伤特性方面存在着诸多不足，主要表现在以下几个方面：

1.到目前为止，各国对疲劳试验还没有形成统一的试验标准，不同的试验方法得到的实验结果有着较大的差异；即使是相同的试验方法，控制模式不同（如应变控制或者应力控制）得到的疲劳性能截然相反，如应力控制模式下，较高劲度的沥青混合料具有较大的疲劳寿命，应变控制模式下，较高劲度的混合料却表现出较小的疲劳寿命。

2.对疲劳失效判据的定义也未达成共识，不同的控制模式下破坏准则不同，应力控制模式下的疲劳试验一般以试件断裂为破坏标准，而应变控制模式下的疲劳试验中则以试件劲度模量下降到初始劲度的一定比例作为破坏标准，实际上不同的研究者采用的破坏标准也并不相同，具有较强的主观性。

3.在研究沥青混合料疲劳性能时以现象学方法为主，该方法仅从初始力学响应与疲劳寿命之间的关系出发，不能描述沥青混合料的疲劳演化过程，不能从根本解释整个疲劳过程中沥青路面产生疲劳的原因以及疲劳破坏前后各性能的变化情况。

4.这些传统的室内小试件疲劳试验在加载形式上均具有共同的缺陷，即试件在加载过程中没有围压的限制，试件的受力状态较为单一，与实际路面受力状态有很大的差异。

前三点造成了不同机构、不同研究者得到的试验结果可对比性差，不便于科研工作的相互交流，研究成果也无法得到大范围的推广及应用。第四点则造成了这些传统的室内小试件疲劳试验中试件的受力状态与实际交通荷载作用下的路面结构行为状态相差甚远，对于评价沥青混合料的疲劳性能会有较大的偏差。

四、基于加速加载试验的疲劳试验方法

鉴于上述实验缺陷，本文提出一种新的沥青混合料的疲劳

试验方法，即利用小型加速加载设备来模拟实际路面上行车荷载对路面的力学响应情况，通过测试不同加载次数下试件的抗压回弹模量，以刚度的衰减来表征沥青混合料的疲劳性能。

实验设备：加速加载试验系统MMLS1/3（Model Mobile Load Simulator at 1/3rd scale）和美国进口的材料试验系统MTS（Material Test System）。

实验步骤：

首先；利用加速加载实验设备MMLS1/3对试件进行10万次、30万次、50万次、70万次、100万次、120万次、140万次等不同加载次数的加速加载试验。

其次；利用MTS（Material Test System-Landmark）材料试验系统测试试件的抗压回弹模量。回弹模量的测试按6个等级加载，分别取0.25mm、0.50mm、0.75mm、1.00mm、1.25mm、1.50mm六个位移等级作为试验荷载，以2mm/min的速率进行加载，每加载到一个等级后，再以同等速率进行卸载，然后静压30s，依次进行下一等级的加载、卸载试验。

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最后；计算分析，按下式（1）计算各级荷载下试件承受的压强qi，然后将各级荷载下的压强与对应的回弹应变ΔLi/L绘在同一个坐标轴内，将qi～ΔLi/L曲线上接近线性的四个点进行线性拟合，得到的斜率n即为试件的抗压回弹模量

qi=PiS（1）

E=n（2）

式中：qi—相应于各级试验荷载Pi作用下的压强（MPa）；

Pi—施加于试件的各级荷载值（N）；

L—试件轴心高度（mm）。

S—试件的横截面积（mm2）

E—抗压回弹模量（MPa）；

N—拟合qi～ΔLi/L曲线的斜率；

在此需要说明的是，在进行回弹模量测试时，由于所施加的位移等级很小，加载至最大位移的等级时试件所受的力也相对较小，在这六个等级的位移加载卸载过程中，试件的应力、应变近似线性变化，主要发生弹性变形，对试件的损伤很小，与加速加载过程所造成的损伤相比，可以忽略不计。

五、结论

本文介绍了几种常见的沥青混合料疲劳试验方法，并分析了这些方法的缺点与不足，同时提出了提出基于加速加载试验的沥青混合料疲劳试验方法，此方法下试件周围受到约束，试件承受轮胎的重复荷载作用，与实际路面在行车荷载作用下的受力状态接近，该方法弥补了传统的疲劳试验方法的诸多缺陷。为以后的沥青路面性能检测提供了另一种参考依据。

参考文献：

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轮毂加速寿命试验的统计分析 第5篇

基于铝合金疲劳试验,采用BLUE(best linear unbiased estimation)和MLE(maximum likelihood estimation)方法,提出了轮较加速寿命试验的加速模型,且用假设检验方法研究应力集中对2014铝合金轮毂加速因子的.敏感性.

作 者：邵养鹏 周一帆 王国力 作者单位：邵养鹏,周一帆(中航第514厂,陕西兴平,713106)

王国力(西安交通大学,西安,710049)

混凝土加速试验研究论文 第6篇

基于橡胶加速老化试验,以双参数经验动力学公式模拟橡胶老化中压缩永久变形的演变过程.利用复合形优化方法和回归分析确定各经验动力学公式和阿累尼乌斯方程中未知量,估计反应速度常数的置信区间,外推室温下橡胶压缩永久变形随贮存时间的变化关系.结果得到95%置信水平下某橡胶的.室温贮存寿命下限值为2.38a(年).

作 者：胡宽 宋笔锋 张琳 常新龙 HU Kuan SONG Bi-feng ZHANG Lin CHANG Xin-long 作者单位：胡宽,宋笔锋,HU Kuan,SONG Bi-feng(西北工业大学,航空学院,西安,710072)

张琳,ZHANG Lin(航天科技集团43所,西安,710025)

常新龙,CHANG Xin-long(第二炮兵工程学院,西安,710025)