淺析凍融態(tài)對混凝土強度的影響

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1、淺析凍融態(tài)對混凝土強度的影響摘要：混凝土強度受到多種因素的影響，北方地區(qū)的寒冷天氣對于混凝土的質(zhì)量由明顯的影響，凍融狀態(tài)下對于混凝土的水泥以及鋼筋質(zhì)量都有明顯的影響。本文對凍融態(tài)對混凝土強度的影響進行研究，在實驗中對混凝土表面剝離、受力狀態(tài)下的形態(tài)變化進行觀察，從而確定凍融態(tài)對混凝土強度的影響。關(guān)鍵詞：凍融態(tài)；混凝土；強度中圖分類號：TV331文獻標識碼：A1、前言混凝土作為建筑材料歷史悠久，古代文獻記載可知，古羅馬人已經(jīng)開始使用天然水泥建造拱形屋頂以及其他的建筑材料，混凝土材料是現(xiàn)代建筑中最為重要的材料，也是使用最為廣泛的建筑材料。隨著可持續(xù)性關(guān)鍵的發(fā)展，為了實現(xiàn)建筑

2、的使用價值，采用綠色的建筑以及具有穩(wěn)定的使用性能的建筑材料成為當今建筑的主要發(fā)展方向。在混凝土的性能指標中，抗凍性是一項重要的性能指標，具有高抗凍性的混凝土同時具有高耐久性，能夠為北方嚴寒地區(qū)提供良好的建筑材料，同時混凝土的凍融破壞也是造成建筑物老化病害的重要因素，因此研究凍融態(tài)下的混凝土強度變化，能夠提升混凝土的使用價值，并且為凍融態(tài)的混凝土養(yǎng)護提供技術(shù)參考。本文對凍融態(tài)下混凝土強度變化進行研究，通過研究混凝土的形態(tài)變化以及力學(xué)變化，從而為凍融態(tài)下混凝土強度的影響提供參考。2、凍融態(tài)混凝土強度變化原理當前針對凍融態(tài)下混凝土強度的試驗，主要是采用質(zhì)量損失以及動彈性模量進

3、行分析，從而了解混凝土的設(shè)計等級，但是對于混凝土的應(yīng)用效能而言，混凝土強度才是影響建筑物使用性能以及安全的關(guān)鍵因素，因此針對凍融態(tài)下的混凝土強度研究，對于豐富混凝土強度理論，提升混凝土的使用價值具有重要的意義。當前的混凝土抗凍性的研究國外開展較早，美國T.C.Powers提出水壓力學(xué)說和滲透壓學(xué)說，建立了較完整的理論體系，為混凝土的凍融態(tài)研究提供理論基礎(chǔ)，除此外還有B.V.Eniistiin論述了混凝土的冰凍感受性、M.J.Setzer提出了基于熱力學(xué)方法的Setzer模型等對于混凝土的發(fā)展，具有重要的意義。當前的凍融態(tài)對混凝土強度的理論，主要是將混凝土的水壓力學(xué)說以及

4、滲透壓力學(xué)說結(jié)合起來，因此凍融狀態(tài)下的凍結(jié)水分對于混凝土的強度以及滲透性能具有破壞性，而且混凝土骨料的臨界尺寸、臨界飽和度及骨料達到臨界飽和度所需的時間也受到凍融態(tài)的影響，因此凍融速率對于混凝土強度具有重要的影響。3、凍融態(tài)對混凝土強度影響實驗3.1試驗原料與設(shè)備為了了解凍融態(tài)對混凝土強度的影響，本文以150mm*150mm*150mm的引氣混凝土試驗為主，用以測定試件的抗壓強度、彈性模量以及溫度測控，混凝土的強度設(shè)計為C30,水泥標號為42.5,水灰比0.4,含氣量5.5-6.5%,lm3的混凝土內(nèi)含有467.60kg水泥、568.83kg砂、1186.00kg石子、

5、164.30血水和1.03鹿引氣劑。采用普通硅酸鹽水泥作為原料，選擇表面粗糙的粗骨料，粒徑5-20mm,根據(jù)水泥級配制備混凝土試件，采用機械拌合、標準鋼模成型以及振搗密實制備試件，在標準養(yǎng)護室內(nèi)養(yǎng)護。所采用的設(shè)備主要是快速凍融實驗設(shè)備。3.2試驗過程根據(jù)混凝土快速凍融實驗的方法進行凍融實驗，主要的試驗流程如下：(1)將試件從養(yǎng)護室內(nèi)取出并且在2CTC的水中浸泡；浸泡四天后出去試件的表面水分并且稱重；(2)將試件放入凍融箱內(nèi)，并且調(diào)整凍融試驗設(shè)備的參數(shù)進行凍融循環(huán)，每隔50次循環(huán)后檢查試件的外部損傷、重量損失以及強度測試。3.3試驗結(jié)果3.3.1形態(tài)變化混凝土是有水泥砂漿

6、和粗骨料構(gòu)成的毛細多孔體，當混凝土的溫度降低到一定的層度后，混凝土里面的自由水凝結(jié)，從而造成混凝土內(nèi)的毛細孔壁產(chǎn)生滲透壓力，這是造成混凝土凍害的主要內(nèi)因。在凍融試驗中，試件表面發(fā)生破損,而且其表面的灰漿層剝落，隨著凍融次數(shù)的增加，角部破損以及表面剝落情況逐漸加重。經(jīng)過200次凍融循環(huán)后，混凝土表面的砂漿與粗骨料開始剝離，而且肉眼可見裂縫。對凍融狀態(tài)下的混凝土微觀表面進行分析，可見水泥漿內(nèi)的裂縫明顯增長，而且自由水與凝膠的水在壓力狀態(tài)下，冰晶體逐漸遷移，凍結(jié)產(chǎn)生的冰體均勻分散在混凝土內(nèi)，喪失了膨脹壓力與滲透壓力的緩解能力，是造成混凝土強度降低的主要因素。3.3.2質(zhì)量損失

7、通過對凍融狀態(tài)下的混凝土質(zhì)量進行稱重，每次稱重前需要擦拭混凝土試件的表面，從而對混凝土的抗凍性性能進行了解，從而評估混凝土的等級。動過凍融試驗，混凝土試件的質(zhì)量有所孫志，而且隨著凍融次數(shù)的增加，混凝土試件的質(zhì)量損失率明顯下降。在凍融試驗中，當凍融次數(shù)達到200次以后，混凝土的損失率達到2%,而且其表面出現(xiàn)明顯的剝離。參考DL/T5150《水工混凝土試驗規(guī)程》對混凝土的抗凍等級進行評定，通過你和可以知道，當混凝土的質(zhì)量損失達到5%時，混凝土強度下降為凍融前的25%。3.3.3力學(xué)性能對凍融狀態(tài)下的混凝土力學(xué)性能進行測定，隨著凍融次數(shù)的增加，