约束对单面盐冻混凝土内部损伤的影响：微裂纹萌生与扩展

高志浩 1,2,3，王振地3，王玲3（1.北京交通大学土木建筑工程学院；2.中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司；3.中国建筑材料科学研究总院有限公司）

摘要：现行单面盐冻试验中，混凝土试件处于自由形变状态，这与混凝土的实际服役状态不符，因此混凝土抗冻性研究有必要考虑实际服役中的约束作用。本工作研究约束作用对单面盐冻混凝土孔结构损伤及微裂纹萌生与扩展的影响及机理。利用改进数字图像处理方法，实现了水灰比0.60 的约束态和自由态混凝土在单面盐冻作用下孔结构与微裂纹的单独分析。每8次单面盐冻循环测试混凝土的孔结构和微裂纹，计算获得最可几孔径(M d)、平均孔径(d)、孔径分布标准偏差(dσ)、劣化孔数量占比(dam P)、微裂纹平均长度(mean L)和微裂纹平均宽度( mean W )；实时监测32 次盐冻循环过程中混凝土应变，计算获得残余应变( n S )。结果表明约束态混凝土的M d 、d 、dσ 、dam P 、mean L 和n S 分别比自由态混凝土少11%、10%、5%、7%、7%、30%；通过计算孔均微裂纹数量和长度发现，与自由态混凝土相比，约束态混凝土内微裂纹更倾向于扩展宽度而非萌生新的微裂纹。灰色关联度显示，约束作用通过限制盐冻混凝土的孔径扩张，抑制微裂纹萌生，从而减少了盐冻作用诱导的残余应变。

关键词：约束态混凝土；单面盐冻；内部损伤；孔结构；微裂纹