高強(qiáng)混凝土經(jīng)軸壓和硫酸鹽侵蝕后的力學(xué)性能

，，，，

(煙臺(tái)大學(xué) 土木工程學(xué)院,山東 煙臺(tái) 264005)

高強(qiáng)混凝土經(jīng)軸壓和硫酸鹽侵蝕后的力學(xué)性能

劉亞，逯靜洲，朱孔峰，田立宗，國(guó)力

(煙臺(tái)大學(xué) 土木工程學(xué)院,山東 煙臺(tái) 264005)

對(duì)經(jīng)歷不同程度軸壓荷載的高強(qiáng)混凝土試件(尺寸為100 mm100 mm300 mm)進(jìn)行硫酸鹽長(zhǎng)期浸泡和干濕循環(huán)試驗(yàn)，并在180 d侵蝕后對(duì)其進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)。分析不同侵蝕方式下，硫酸鹽濃度大小及歷史荷載水平對(duì)峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、彈性模量、應(yīng)力-應(yīng)變曲線等的影響。結(jié)果表明：在相同歷史荷載水平下，隨著硫酸鹽溶液濃度的增加，侵蝕方式是長(zhǎng)期浸泡時(shí)，峰值應(yīng)變先減小后增加，峰值應(yīng)力、彈性模量則先增大后減?。欢治g方式是干濕循環(huán)條件時(shí)，隨硫酸鹽溶液濃度的增大，峰值應(yīng)變持續(xù)增加，峰值應(yīng)力、彈性模量則不斷減小。在相同硫酸鹽溶液濃度下，隨著歷史荷載的增大，長(zhǎng)期浸泡及干濕循環(huán)侵蝕方式下，其峰值應(yīng)變均增加，峰值應(yīng)力及彈性模量均降低。引入疊加效應(yīng)系數(shù)K來(lái)表征硫酸鹽侵蝕與單軸歷史荷載作用2個(gè)因素的聯(lián)合交互作用,分析表明，荷載歷史與硫酸鹽腐蝕聯(lián)合作用對(duì)混凝土的損傷起到相互促進(jìn)的作用。

高強(qiáng)混凝土；硫酸鹽腐蝕；軸壓荷載歷史；力學(xué)性能；損傷

1 研究背景

如今高強(qiáng)混凝土應(yīng)用越來(lái)越廣泛，硫酸鹽侵蝕是引起混凝土材料失效破壞，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)性能退化和服役壽命縮短的主要因素之一[1]。實(shí)際工程中，施工不當(dāng)、混凝土意外受荷載、自然災(zāi)害(如地震、臺(tái)風(fēng)、泥石流等)使混凝土結(jié)構(gòu)前期難免會(huì)遭受不同程度的損傷[2]。我國(guó)沿海地區(qū)和西部鹽湖地區(qū)的混凝土，無(wú)時(shí)不遭受干濕交替和硫酸鹽、氯鹽等腐蝕介質(zhì)的耦合破壞作用[3]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)硫酸鹽侵蝕對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響已做過(guò)很多研究。梁詠寧等[4]對(duì)受硫酸鹽腐蝕的普通混凝土進(jìn)行單軸受壓和加速腐蝕試驗(yàn),測(cè)定不同腐蝕時(shí)期的混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€，研究表明：隨腐蝕進(jìn)行，混凝土的峰值應(yīng)力和彈性模量均先增加后減??；峰值應(yīng)變?yōu)橄嚷晕p小，后急劇增大。逯靜洲等[5]通過(guò)研究歷史荷載的混凝土的力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷受壓荷載后，混凝土材料會(huì)出現(xiàn)損傷。Schneider等[6-7]對(duì)高性能混凝土在持續(xù)荷載與腐蝕溶液復(fù)合作用下的力學(xué)性能(抗壓強(qiáng)度、彈性模量、長(zhǎng)期性能)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，并通過(guò)試驗(yàn)總結(jié)應(yīng)力腐蝕下混凝土的損傷預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，結(jié)果表明：混凝土材料對(duì)應(yīng)力腐蝕具有很強(qiáng)的敏感性，應(yīng)力的大小、狀態(tài)及腐蝕時(shí)間，均對(duì)化學(xué)侵蝕的加速作用有不同程度的影響。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究多為考慮單因素及雙因素作用對(duì)普通混凝土材料性能及耐久性的影響[8-10]，而對(duì)多種因素作用下高強(qiáng)混凝土的力學(xué)性能尤其是應(yīng)力-應(yīng)變曲線關(guān)系研究甚少。本文對(duì)不同程度單軸受壓歷史荷載的高強(qiáng)混凝土試件進(jìn)行硫酸鹽長(zhǎng)期浸泡和干濕循環(huán)試驗(yàn)，分析不同歷史荷載、不同硫酸鹽濃度、不同侵蝕條件作用對(duì)其力學(xué)性能的影響，并對(duì)各種因素聯(lián)合作用下的疊加效應(yīng)進(jìn)行了分析。

2 試驗(yàn)概況

2.1 試件制備與養(yǎng)護(hù)

試驗(yàn)采用冀東牌P.O 42.5普通硅酸鹽水泥,其化學(xué)組成見(jiàn)表1，物理力學(xué)性能見(jiàn)表2。細(xì)骨料為細(xì)度模數(shù)為2.8、顆粒級(jí)配良好的中砂；粗骨料采用最大粒徑為20 mm的碎石；溶劑采用普通自來(lái)水。配合比參照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ 55—2011)，配合比m水泥∶m砂∶m石子∶m水= 1∶1.08∶2∶0.31。試驗(yàn)所用棱柱體試件尺寸為100 mm×100 mm×300 mm。將其在(20±5)℃室溫下靜置約24 h后拆模，隨即放入養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(溫度為(20±2)℃，濕度為95%以上)至 28 d測(cè)得立方體試塊的抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為62.14 MPa,達(dá)到試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 水泥化學(xué)組成質(zhì)量百分比Table 1 Chemical composition of cement in terms of mass %

注：L.O.I為原料的燒失量

表2 水泥的物理力學(xué)性能Table 2 Physical and mechanical properties of cement

注：細(xì)度和標(biāo)準(zhǔn)稠度用水為質(zhì)量百分比

2.2 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)加載裝置和測(cè)量系統(tǒng)如圖1所示。試驗(yàn)采用YAW-2000D型微機(jī)控制電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)對(duì)試件進(jìn)行單軸靜力加載；運(yùn)用非接觸式位移應(yīng)變視頻測(cè)量?jī)x對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集。其中視頻測(cè)量?jī)x測(cè)量系統(tǒng)工作原理為：在試件上標(biāo)定測(cè)點(diǎn)；利用圖像散斑識(shí)別技術(shù)和二維圖像處理技術(shù)，準(zhǔn)確跟蹤被指定點(diǎn)的位置變化，并可同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)測(cè)點(diǎn)。

圖1 加載裝置和視頻測(cè)量系統(tǒng)Fig.1 Loading equipment and video measuring system

2.3 試驗(yàn)方案與方法

2.3.1 荷載歷史試驗(yàn)

單調(diào)加載制度：荷載幅值取極限抗壓強(qiáng)度的0%，50%和70%；以0.5 MPa/s的速率加載到預(yù)定幅值荷載，停留3 min后以相同速率卸載。

循環(huán)加載制度：荷載幅值取極限抗壓強(qiáng)度的50%；以0.5 MPa/s的速率加載到預(yù)定幅值荷載,以此循環(huán)10次。

2.3.2 硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)

本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了對(duì)比試驗(yàn)：試驗(yàn)環(huán)境4種不同濃度(0%，1%，5%，10%)的硫酸鹽溶液，侵蝕方式分為長(zhǎng)期浸泡和干濕循環(huán)。

試驗(yàn)采用干濕循環(huán)制度為：首先在室溫條件下，將試件放置于鹽溶液中浸泡16 h，然后取出至室溫下晾干1 h，隨即放入80 ℃烘箱中烘烤6 h后室溫冷卻1 h。以此形式24 h干濕交替為一個(gè)周期，并每隔1個(gè)月更換溶液。本試驗(yàn)對(duì)高強(qiáng)混凝土試件進(jìn)行干濕循環(huán)的天數(shù)為180 d。最后在YAW-2000D電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)上對(duì)多種因素聯(lián)合作用后的高強(qiáng)混凝土試件進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)。試件分組和編號(hào)見(jiàn)表3。

表3 試件分組和編號(hào)Table 3 Test numbers and corresponding conditions

注：荷載水平對(duì)應(yīng)的0%,50%,70%分別表示荷載幅值取極限抗壓強(qiáng)度的0%,50%,70%

圖2 不同侵蝕條件下試件破壞形態(tài)Fig.2 Failure modes of specimens under different erosion conditions

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 破壞過(guò)程及形態(tài)

由試驗(yàn)可得，由于歷史荷載的大小對(duì)試件破壞現(xiàn)象不明顯，本文著重分析不同侵蝕條件及硫酸鹽濃度大小對(duì)試件破壞形態(tài)的影響。圖2為試件在70%單調(diào)歷史荷載條件下，處于不同侵蝕環(huán)境中的破壞形態(tài)。圖2(a)為置于1%濃度溶液、長(zhǎng)期浸泡侵蝕條件下的試件破壞形態(tài)：試件破壞屬于斜向劈裂破壞，劈裂斷口較為整齊，斷口未出現(xiàn)縱向及橫向裂縫，裂縫開(kāi)展較少。圖2(b)為置于1%濃度溶液、干濕循環(huán)侵蝕條件下的試件破壞形態(tài)：隨著應(yīng)力的增加，試件首先在端部出現(xiàn)微裂縫，然后逐漸擴(kuò)展形成一條主要的縱向裂縫，直至破壞。圖2(c)為置于10%濃度溶液、干濕循環(huán)侵蝕條件下的試件破壞形態(tài)：試件破壞階段首先在試件中間平行于受力方向出現(xiàn)一條細(xì)裂縫；隨著應(yīng)變的增加，在試件四周均出現(xiàn)多條不連續(xù)的縱向短裂縫，同時(shí)沿著破裂面碎渣掉落；最后裂縫擴(kuò)展到全截面直至破壞。

3.2 峰值應(yīng)力和應(yīng)變

圖3為不同歷史荷載、不同侵蝕條件下高強(qiáng)混凝土180 d后峰值應(yīng)力隨溶液濃度變化情況。由圖3(a)可知：干濕循環(huán)條件下，隨著溶液濃度、歷史荷載水平的增大，峰值應(yīng)力均降低，但歷史荷載水平對(duì)峰值應(yīng)力的影響程度較小。由圖3(b)可知：長(zhǎng)期浸泡條件下，峰值應(yīng)力隨濃度的增大先增后降；隨歷史荷載的增大而降低。對(duì)比可知：干濕循環(huán)條件下，峰值應(yīng)力在15～60 MPa范圍內(nèi)變化；長(zhǎng)期浸泡條件下，峰值應(yīng)力變化幅值為55～65 MPa?？梢?jiàn)，干濕循環(huán)侵蝕條件下，高強(qiáng)混凝土損傷更明顯。

圖3 不同侵蝕條件下的峰值應(yīng)力Fig.3 Peak stress under different erosion conditions

圖4(a)和圖4(b)分別為不同歷史荷載下，干濕循環(huán)和長(zhǎng)期浸泡2種浸泡方式180 d后的高強(qiáng)混凝土峰值應(yīng)變隨溶液濃度的變化曲線。由圖4可知：在相同歷史荷載條件下，浸泡方式為干濕循環(huán)時(shí)，180 d后的高強(qiáng)混凝土峰值應(yīng)變隨溶液濃度的增大而顯著增加，而在長(zhǎng)期浸泡條件下，呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢(shì)，且增加的程度較干濕循環(huán)作用條件下小；相同溶液濃度條件下，2種侵蝕方式峰值應(yīng)變均隨歷史荷載的增大而增加，但變化程度較硫酸鹽溶液濃度影響低的多。

圖4 不同侵蝕條件下的峰值應(yīng)變Fig.4 Peak strain under different erosion conditions

3.3 彈性模量

試驗(yàn)中取應(yīng)力-應(yīng)變曲線上升段40%極限抗壓強(qiáng)度處的割線模量為彈性模量E。圖5給出了不同歷史荷載、不同侵蝕方式條件下彈性模量隨溶液濃度的變化曲線。由圖5可知：相同溶液濃度時(shí)，2種侵蝕方式下，彈性模量變化趨勢(shì)大致為隨歷史荷載的增大而減小；同歷史荷載水平下，干濕循環(huán)侵蝕環(huán)境中，彈性模量隨濃度的增加一直陡然降低，而侵蝕方式為長(zhǎng)期浸泡時(shí)，彈性模量表現(xiàn)出先增大后減小的發(fā)展趨勢(shì)，且變化幅值較小。

圖5 不同侵蝕條件下的彈性模量Fig.5 Elastic modulus under different erosion conditions

圖6 溶液濃度對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響Fig.6 Effect of solution concentration on stress-strain curves

4 多因素作用對(duì)高強(qiáng)混凝土力學(xué)性能的影響

4.1 溶液濃度對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響

圖6(a)為50%單調(diào)歷史荷載下，不同溶液濃度中干濕循環(huán)180 d后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線?？梢?jiàn)：在相同歷史荷載條件下，隨著溶液濃度的增加，應(yīng)力-應(yīng)變曲線峰值應(yīng)力逐漸減小，峰值應(yīng)變逐漸增加，上升段斜率逐步減?。桓邼舛认碌膽?yīng)力-應(yīng)變曲線更加扁平，后期應(yīng)力難以上升，應(yīng)力峰值點(diǎn)不突出。這說(shuō)明濃度的大小對(duì)高強(qiáng)混凝土力學(xué)性能的劣化影響顯著。

圖6(b)為50%單調(diào)歷史荷載條件下，在不同溶液濃度中長(zhǎng)期浸泡180 d后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線?？梢?jiàn)：峰值應(yīng)力隨著溶液濃度的變化呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)，峰值應(yīng)變則為先減小后增大；表現(xiàn)為1%溶液濃度時(shí)峰值應(yīng)力最高，峰值應(yīng)變最小。其原因是硫酸鹽長(zhǎng)期浸泡時(shí)混凝土內(nèi)部鈣礬石、石膏等膨脹性產(chǎn)物的形成填充了混凝土試件內(nèi)部的孔隙，使混凝土試件更加密實(shí)，從而強(qiáng)度增加；但隨溶液濃度的增加膨脹產(chǎn)物積累過(guò)多，產(chǎn)生更多的裂縫，導(dǎo)致混凝土力學(xué)性能降低。

對(duì)比2種侵蝕條件下應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以看出：干濕循環(huán)侵蝕條件下混凝土的力學(xué)損傷更加明顯，即受溶液濃度的影響更大。

4.2 歷史荷載對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響

圖7為高強(qiáng)混凝土經(jīng)相同5%濃度溶液侵蝕環(huán)境作用180 d后，在不同歷史荷載條件下的單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線。由圖7可知：無(wú)論是長(zhǎng)期浸泡還是干濕循環(huán)的侵蝕方式，高強(qiáng)混凝土單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線的峰值應(yīng)力均隨歷史荷載的增加而降低；峰值應(yīng)變隨歷史荷載增大而增大。原因是前期施加的歷史荷載會(huì)在混凝土內(nèi)部形成微裂縫從而加速了后期硫酸鹽的侵蝕作用，同時(shí)加速了混凝土的損傷進(jìn)程，但應(yīng)力-應(yīng)變曲線整體形狀及傾斜角差別較小。這表明一定范圍內(nèi)的歷史荷載水平對(duì)高強(qiáng)混凝土應(yīng)力-應(yīng)變曲線影響不大。

圖7 歷史荷載對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響Fig.7 Effect of historical load on stress-strain curves

4.3 軸壓荷載歷史與硫酸鹽侵蝕聯(lián)合作用對(duì)高強(qiáng)混凝土的力學(xué)損傷分析

為分析180 d后高強(qiáng)混凝土單軸歷史荷載與硫酸鹽侵蝕作用的聯(lián)合效應(yīng)對(duì)混凝土強(qiáng)度劣化的影響，引入強(qiáng)度損傷因子D(強(qiáng)度損失率)。記混凝土腐蝕前后的抗壓強(qiáng)度分別為σ0和σc，混凝土受腐蝕后的強(qiáng)度損失量為

Δσ=σc-σ0。

(1)

損傷因子D(強(qiáng)度損失率)為

(2)

用疊加效應(yīng)系數(shù)K來(lái)表征硫酸鹽侵蝕與單軸歷史荷載作用2個(gè)因素的聯(lián)合交互作用，定量表示出相互促進(jìn)或者相互抑制的效應(yīng)。設(shè)單軸歷史荷載作用損傷因子為D1，干濕循環(huán)條件下硫酸鹽侵蝕損傷因子為D2，長(zhǎng)期浸泡條件下硫酸鹽損傷因子記為D3，歷史荷載與硫酸鹽侵蝕聯(lián)合作用下的損傷因子為Dc。分別建立2種損傷條件下硫酸鹽侵蝕和歷史荷載聯(lián)合作用下高強(qiáng)混凝土損傷因子Dc與單個(gè)強(qiáng)度損傷因子D1和D2(D3)的關(guān)系[11]：

Dc=K(D1+D2(3)) ;

(3)

(4)

當(dāng)01時(shí)，表明歷史荷載與硫酸鹽侵蝕對(duì)混凝土的損傷作用是相互促進(jìn)的。運(yùn)用式(1)—式(4)對(duì)本文的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到K值與歷史荷載水平、溶液濃度的關(guān)系,如圖8所示。

圖8 不同侵蝕方式下，溶液濃度和歷史荷載對(duì)K值的影響Fig.8 Effect of solution concentration and historical load on K value under different erosion conditions

圖8(a)給出了干濕循環(huán)侵蝕條件下，K值與歷史荷載水平、硫酸鹽溶液的濃度關(guān)系。由圖8(a)可知,在干濕循環(huán)條件下，聯(lián)合效應(yīng)系數(shù)K值均>1。這說(shuō)明在干濕循環(huán)條件下，歷史荷載與硫酸鹽侵蝕聯(lián)合作用會(huì)加速高強(qiáng)混凝土的損傷進(jìn)程，且隨著溶液濃度和歷史荷載的增大K值有增大的趨勢(shì)。

圖8(b)為侵蝕方式是長(zhǎng)期浸泡條件時(shí)，K值與歷史荷載水平、硫酸鹽溶液濃度關(guān)系圖。由圖8(b)可知：當(dāng)溶液濃度為1%時(shí)，K值<1，由于硫酸鹽侵蝕產(chǎn)生的膨脹產(chǎn)物填充了一部分歷史荷載產(chǎn)生的裂縫，即在較低濃度的硫酸鹽溶液侵蝕環(huán)境中，長(zhǎng)期浸泡減弱了荷載對(duì)混凝土的損傷；隨著濃度的增加，K值逐步>1，表明早期裂縫的形成加速了高濃度硫酸鹽溶液的侵蝕作用。

5 結(jié) 論

(1) 侵蝕方式及溶液濃度對(duì)高強(qiáng)混凝土單軸壓縮試驗(yàn)的破壞形態(tài)影響較為明顯。

(2) 當(dāng)歷史荷載相同時(shí)，高強(qiáng)混凝土干濕循環(huán)180 d后溶液濃度越大,混凝土損傷度越大，而在長(zhǎng)期浸泡下,隨濃度的增加,混凝土力學(xué)性能有個(gè)短期增加的過(guò)程，然后緩慢下降，但其下降速度明顯低于干濕循環(huán)條件。在硫酸鹽濃度相同條件下，混凝土損傷程度會(huì)隨歷史荷載增大而有少量的增大。相對(duì)于硫酸鹽濃度的影響，歷史荷載水平對(duì)高強(qiáng)混凝土力學(xué)性能的影響要小很多。

(3) 一般來(lái)說(shuō),高強(qiáng)混凝土前期歷史荷載與硫酸鹽侵蝕聯(lián)合作用會(huì)加速損傷的累積，腐蝕損傷與荷載損傷存在相互促進(jìn)的作用。且濃度越高，歷史荷載水平越大，這種聯(lián)合作用后加速損傷的作用越明顯。

[1] 左曉寶,孫 偉.硫酸鹽侵蝕下的混凝土損傷破壞全過(guò)程[J].硅酸鹽學(xué)報(bào),2009,37(7):1063-1067.

[2] 趙慶新,李東華,閆國(guó)亮,等.受損混凝土抗硫酸鹽腐蝕性能[J].硅酸鹽學(xué)報(bào),2012,40(2):217-220.

[3] 黃 戰(zhàn),邢 鋒,邢媛媛,等.硫酸鹽侵蝕對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的損傷研究[J].混凝土,2008,(8): 45-49.

[4] 梁詠寧,袁迎曙.硫酸鹽腐蝕后混凝土單軸受壓本構(gòu)關(guān)系[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,40(4):532-535.

[5] 逯靜洲,林 皋,王 哲,等.混凝土經(jīng)歷三向受壓荷載歷史后強(qiáng)度劣化及超聲波探傷方法的研究[J].工程力學(xué),2002,19(5):52-57.

[6] SCHNEIDER U,PIASTA W G.The Behavior of Concrete under Na2SO4Solution and Sustained Compression or Bending[J].Magazine of Concrete Reserch,1991,43(157):281-289.

[7] SCHNEIDER U,CHEN S W.The Chemomechanical Effect and the Mechanochemical Effect on High-Performance Concrete Subjected to Stress Corrosion[J].Cement and Concrete Research,1998,28(4):509-522.

[8] SAHMARAN M,ERDEM T K,YAMAN I O.Sulfate Resistance of Plain and Blended Cements Exposed to Wetting-drying and Heating-cooling Environments[J].Construction and Building Materials,2007,21(8):1771-1778.

[9] 余振新,高建明,宋魯光,等.荷載-干濕交替-硫酸鹽耦合作用下混凝土損傷過(guò)程[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012,42(3):487-491.

[10] 王海龍,董宜森,孫曉燕,等.干濕交替環(huán)境下混凝土受硫酸鹽侵蝕劣化機(jī)理[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2012,46(7):1255-1261.

[11] 邢明亮,關(guān)博文,陳拴發(fā),等.硫酸鹽腐蝕與疲勞荷載聯(lián)合作用下混凝土劣化性能[J].建筑材料學(xué)報(bào),2013,16(2):249-252.

(編輯：劉運(yùn)飛)

Mechanical Properties of High-strength Concrete Subjected toAxial Compression and Sulfate Attack

LIU Ya,LU Jing-zhou,ZHU Kong-feng,TIAN Li-zong,GUO Li

(School of Civil Engineering,Yantai University,Yantai 264005,China)

Sulfate resistance tests including long-term immersion test and dry-wet cycle test were conducted on high-strength concrete specimens (100 mm100 mm300 mm) under different axial loading.Through uniaxial compression experiments on the concrete specimens that have exposed to sulfate attack for 180 days,the effects of sulfate concentration and historical load on parameters such as peak stress,peak strain,elastic modulus and stress-strain curve were analyzed.Results revealed that under the same historical load,parameter changes in the presence of long-term immersion were different from those of dry-wet cycle.In long-term erosion,with the increase of concentration of sulfate solution,peak strain decreased firstly and then increased,whereas peak stress and elastic modulus increased firstly and then decreased.On the contrary,in dry-wet cycles,with the increase of concentration of sulfate solution,peak strain increased,whereas peak stress and elastic modulus continuously decreased.Furthermore,under a given concentration of sulfate solution,with the increase of historical load,peak strain increased whereas peak stress and elastic modulus decreased both in long-term erosion and dry-wet cycles.A superposition effect coefficientKwich describes the joint effect of sulfate attack and uniaxial historical load was introduced,and the results indicated that damage was usually promoted by the combined effect of loading history and sulfate attack.

high-strength concrete; sulfate attack; axial loading history; mechanical properties; damage

TU528.31

A

1001-5485(2017)10-0134-05

2016-07-11；

2016-08-23

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51479174)

劉 亞(1990-)，男，山東鄒平人，碩士研究生，從事混凝土損傷特性研究，(電話)15653869461(電子信箱)1358675925@qq.com。

逯靜洲(1973-)，男，山西天鎮(zhèn)人，教授，碩士生導(dǎo)師，博士，從事混凝土損傷特性研究，(電話)15553698178(電子信箱)lujingzhou@sina.com。

10.11988/ckyyb.20160701 2017,34(10):134-138