不同种类混凝土抗冻性研究

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抗冻性是指混凝土在饱水状态下,经过多次冻融而不破坏外观完整性,也不严重降低其强度的性能指标。严寒地区的冻融循环作用导致混凝土结构性能降低,这种冻融损伤对于结构的受力性能、安全正常运行和和长期使用都很不利。所以研究混凝土结构抗冻性是很有必要的。当前大部分关于混凝土抗冻融循环破坏能力的研究都是通过实验室内的快速冻融试验来进行研究的。本文也采用快速冻融法研究混凝土的抗冻性,以相对动弹性模量和质量损失作为其评定指标,从不同强度不同种类的混凝土在不同冻融介质中的冻融循环入手,分析对比它们的抗冻性能。(1)进行冻融试验的混凝土种类:普通混凝土、自密实混凝土、轻骨料混凝土。混凝土强度均分为C30、C40、C50三种等级。冻融实验分两组进行,每组有27个试块,第一组为冻融介质为自来水,第二组为冻融介质为3.5%Nacl溶液。(2)每组均要冻融300次,每冻融50次将试块取出后采用量程为50kg精度为0.01g的电子称测取质量,非金属超声波检测仪测取混凝土表面波速,并根据冻融前的初始值计算相对质量损失和相对动弹性模量变化。(3)通过观察试件表观现象的变化情况,及质量损失和相对动弹性模量变化曲线,对实验结果做出总结:随着冻融次数的不断增加,混凝土表观质量、动弹性模量均呈现不同程度的下降趋势;相对来说,对同种混凝土强度越高其抗冰冻性能越好,在盐冻环境下的冻融损伤比水冻环境下的速度快、程度深;对同种强度不同种混凝土而言,自密实混凝土相对动弹性模量降低的速率比普通混凝土的迟缓,相对强度较高的自密实混凝土的质量损失远小于同等强度的普通混凝土,但是强度较高的自密实混凝土随着冻融次数的不断增多,会突然发生断裂;轻骨料混凝土在冻融200次左右,表面就已形成许多裂纹,裂纹不断扩展并形成疏松层,使得混凝土发生不同程度的断裂。高强度轻骨料混凝土的抗盐冻性能较好。(4)在严寒地区,对结构抗冻性能要求较高的结构物,最好不要采用强度低的混凝土,因其随着冻融次数增加,其表面损失及力学性能均有较明显的变化。混凝土材料可优先选用SCC40,从实验结果可以看出其质量损失与相对动弹性模量降低的程度较小。
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