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冻融/盐蚀环境下钢纤维石墨混凝土力学性能及耐久性研究
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作者 任翔 闫浩之 +6 位作者 张宇杰 任龙 宋飞 陈少杰 宋超杰 辛懿韬 万维福 《中国公路学报》 北大核心 2025年第11期97-111,共15页
中国西北地区混凝土桥梁长期面临昼夜温差大、冻融循环频繁等严酷环境考验,尤其在冻融与盐蚀耦合作用下,混凝土结构损伤加剧,严重影响桥梁服役寿命。针对这一问题,通过在混凝土中复合掺入钢纤维和鳞片石墨粉,以期提升混凝土的导热性能... 中国西北地区混凝土桥梁长期面临昼夜温差大、冻融循环频繁等严酷环境考验,尤其在冻融与盐蚀耦合作用下,混凝土结构损伤加剧,严重影响桥梁服役寿命。针对这一问题,通过在混凝土中复合掺入钢纤维和鳞片石墨粉,以期提升混凝土的导热性能、抗裂性能及耐久性。前期研究钢纤维石墨混凝土导热性能确定的钢纤维(1.5%体积掺量)和石墨粉(5%质量掺量)最优配比的基础上,系统研究了钢纤维石墨混凝土的力学性能演变规律和环境耐久性。结果表明:钢纤维石墨混凝土的劈裂抗拉强度较普通混凝土显著提升74.4%,但抗压强度提升幅度相对有限;在300次冻融、盐蚀及其耦合循环分别作用后,2类混凝土抗压强度均出现明显下降(14.63%~32.23%),但钢纤维石墨混凝土表现出更优的耐久性,其质量损失率和相对动弹性模量损失显著低于普通混凝土;同时,混掺钢纤维和石墨材料使混凝土抗渗等级提高,氯离子迁移系数降低,耐久性能得到全面提升。微观结构分析揭示:钢纤维通过桥接效应有效提升混凝土拉压比和韧性,延缓裂缝萌生与扩展;石墨粉则通过填充孔隙使基体孔隙率显著降低,微裂缝宽度减小,破坏时未形成贯通裂缝。二者的协同作用体现在:钢纤维抑制宏观裂缝扩展,石墨降低孔隙率与温度梯度应力,共同减轻了界面过渡区劣化程度。这种多尺度增强机制为恶劣环境下混凝土结构的性能优化提供了新思路。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢纤维石墨混凝土 Weibull概率分布 基本力学性能 耐久性 冻融-盐蚀
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