超低溫下混凝土力學(xué)性能變化機理試驗研究.pdf

1、隨著越來越多的混凝土應(yīng)用于超低溫環(huán)境，其在超低溫下及經(jīng)歷凍融循環(huán)后的力學(xué)性能值得研究。本課題為國家自然科學(xué)基金“超低溫環(huán)境下預(yù)應(yīng)力混凝土材料及結(jié)構(gòu)性能試驗研究”（基金號：51478309）的子課題之一。為了探究混凝土在超低溫下力學(xué)性能增強機理和經(jīng)歷凍融循環(huán)后力學(xué)性能損傷機理，本試驗研究了在低溫及超低溫環(huán)境下，含水率及水灰比對混凝土抗壓強度的影響，以及外加劑對混凝土抗超低溫凍融循環(huán)能力的影響。主要包括以下幾個方面：
　　1）試驗前的

2、系統(tǒng)準備：設(shè)計并準備試驗所需要的降溫保溫裝置；制定并檢測混凝土保持含水率、降溫的一系列試驗方法。
　　2）制作188個不同水灰比立方體混凝土試件，進行低溫及超低溫下抗壓強度試驗，研究含水率、水灰比對混凝土低溫及超低溫下抗壓強度的影響，并與相關(guān)學(xué)者的研究結(jié)果進行對比。
　　3）制作198個立方體混凝土試件，分別添加不同摻量的引氣劑和抗凍劑，將其作飽水處理后進行不同溫度凍融循環(huán)試驗，記錄每次凍融前后試件質(zhì)量以及試件表觀現(xiàn)象，得到

3、凍融和未凍融試件的抗壓強度，總結(jié)不同摻量的外加劑對混凝土凍融循環(huán)后性能的影響關(guān)系。
　　4）利用SEM電鏡掃描技術(shù)，觀測混凝土微觀結(jié)構(gòu)描述內(nèi)部損傷和微裂縫發(fā)展過程，從微觀層面研究混凝土力學(xué)性能增強機理和凍融損傷機理。
　　通過試驗和分析可以得到以下結(jié)論：
　　1）隨著溫度的降低，混凝土的抗壓強度呈現(xiàn)一定的增長；溫度越低，含水率對混凝土抗壓強度增長的貢獻越大；水灰比越大，混凝土強度隨含水率提高而增長的趨勢越明顯；隨著溫度

4、的降低，孔隙中的水按照孔徑大小依次結(jié)冰，且冰的強度隨著溫度的降低逐漸增加，使得混凝土強度增加。
　　2）經(jīng)歷低溫凍融循環(huán)后的混凝土抗壓強度較未經(jīng)歷凍融循環(huán)的混凝土有顯著的降低，且經(jīng)歷的溫度越低，抗壓強度越低。
　　3）引氣劑的摻入會降低混凝土的力學(xué)強度；引氣劑產(chǎn)生的氣泡能均勻地消除或減少由于凍脹產(chǎn)生的應(yīng)力和由于正負溫度交替而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，使混凝土試件更能抵抗-80℃凍融循環(huán)帶來的損傷。
　　4）隨著抗凍劑的增加混凝土