融雪盐环境下低放热高聚物材料的冻融损伤特征

摘要

针对盐冻融环境对低放热高聚物材料的影响，研究了低放热高聚物材料在盐溶液（CaCl₂、CH₃COOK）和纯水中冻融循环后的吸水率、质量和抗压强度的变化规律。首先，开展电镜扫描（SEM）试验，从微观角度分析材料的质量和抗压强度损失机理；最后，根据损伤力学理论，以质量损失率和抗压强度损失率为参量，推导损伤变量D,建立冻融损伤演化方程。结果表明：随着冻融循环次数增加，材料的吸水率先增加后略微减小，而质量和抗压强度逐渐减小，表明材料受到一定的冻融损伤，冻融损伤来自材料内部胞体结构的变形和破裂；材料在盐溶液，尤其是CaCl₂溶液中的冻融损伤更大；冻融200次后，不同密度试件在CaCl₂溶液中的平均质量损失和平均强度损失分别约为纯水中的1.7倍和1.5倍，密度越大，材料的抗冻融能力越强。

关键词

低放热高聚物 / 盐溶液 / 冻融循环 / 损伤特征 / 损伤演化方程