再生混凝土CT数与劣化演变的关系研究

劣化指数的定义方法有很多种，同一破坏过程可以采用不同的劣化演变进行描述。本书根据CT试验所记录的试件劣化信息的CT数变化，作为描述混凝土劣化程度的指标。由于劣化在进行区和破损区是由包含了部分劣化和完全劣化的CT点构成的集合，且均含有劣化信息，因此在建立劣化指数时，把这两区结合起来考虑。本书利用基于图像处理技术，提出对劣化区域（RegionofInterest，ROI）定义、量测和统计建模的定量化描述体系，实现对试验结果在同一标准下进行分区描述，并对分区结果上附带的CT数进行计算和统计分析。虽然裂纹的条数比较难以统计但结合CT数的变化，可准确计算出劣化区域的裂纹面积。用裂纹的面积能准确地反映出劣化指数，并得出相应的劣化演变方程。本书定义一个能较好反映损伤局部化现象的统计劣化指标，见式（8.2）。

式中 -1000——空气的CT数；

Si——第i荷载步的裂纹面积；

A——所检测的面积；

Hrm0——再生混凝土初始状态的劣化域CT数均值；

Hrmi——某应力阶段的劣化域CT数均值。

对R0、R50、R100的第12断面，以同一圆心、同一半径的每个加载阶段劣化进行区和劣化区上的CT数信息进行统计，并计算出均值见表8.6～表8.8。由于在破坏时整个截面都有裂缝且不规则，将其代入式（8.2）计算得到劣化指数值，劣化指数值与应力的关系曲线图如图8.13所示。

表8.6　再生粗骨料掺量为0时混凝土劣化区域在不同应力下的CT数

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表8.7　再生粗骨料掺量为50%时混凝土劣化区域在不同应力下的CT数

表8.8　再生粗骨料掺量为100%时混凝土指数区域在不同应力下的CT数

从图8.13可以看出，在再生混凝土试件没有达到破坏强度峰值之前，基本上都没有太大的裂缝产生，而且还有一个幅度不大的强化阶段，这是由于劣化指数的定义是基于带有密度特性的CT数造成，这说明该阶段伴随一个压密的过程。当接近于峰值强度之后，都有一个近似垂直的急剧上升阶段，说明劣化指数急剧扩展，各加载断面的裂纹扩展速度加快。随着加载的持续，试件的劣化不断积累和演变，截面的CT数在减小。从图8.13中还可以看出随着再生粗骨料掺量的增加，再生混凝土的劣化指数也增加。

图8.13　加载时段断面劣化指数与应力关系图

通过式（8.3），可以对同一试件在第12截面上所得到的试验数据进行拟合，得到劣化指数D与CT数n的关系，见式（8.4）。式中CT数是比较容易统计出来，这样可以根据截面的CT数计算出断面的劣化指数以确定混凝土的破坏程度。