低温-常温循环作用下混凝土力学性能试验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com2012年第7期混凝土与水泥制品2012No．77月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSJuly低温一常温循环作用下混凝土力学性能试验研究时旭东，张亮，郑建华，李艳辉，张天申(1．清华大学土木工程系，北京100084；2．中国寰球工程公司，北京100029)摘要：通过试验探讨了不同低温和回至常温循环作用下混凝土的受力性能。结果表明，随低温值的降低，混凝土的低温抗压强度和弹性模量均不断提高，~-130qC附近达最大增幅，而回至常温时却呈线性缓慢恶化趋势。两种温度作用工况下的峰值应变变化很小，混凝

2、土的低温收缩应变随低温值的降低开始很小，后呈线性状增大，经历低温回至常温后的残余应变也具有同样的变化特性，试验结果为超低温混凝土结构设计提供了一定参考。关键词：混凝土；超低温；低温回至常温循环；抗压强度；弹性模量；峰值应变；残余应变Abstract：Themechanicalpropertiesofconcreteundergoingtheactionfromcryogenictemperatures(CTs)andCTsbacktonormaltemperaturescycle(CTCs)arediscussedbythetests．Fromthet

3、estresultsitcanbeshownthattheCOB—pressivestrengthandelasticmodulusofconcreteincreasewiththedeclineintheCTs，andreachtheirultimatevaluesatabout一130℃．buttherearereverseresultsforthetemperatureactionfromCTsbacktonormaltemperatures．ThepeakstrainhaslittlechangewiththedeclineintheCTsfo

4、rthetemperatureactionwhetherunderCTsorCTCs．TheshrinkagestrainatCTshaslittlechangeatfirstandthenincreaseslinearlywiththedeclineintheCTs，andtheresidualstrainfortheCTCsactionhasasimilarchangingregularity．TheseresearchresultscanprovidereferencestothedesignofconcretestructuresatCTsci

5、rcumstances．Keywords：Concrete；Cryogenictemperatures(CTs)；CTsbacktonormaltemperaturescycle；Compressivestrength；Elasticmodulus；Peakstrain；Residualstrain中图分类号：TU528．01文献标识码：A文章编号：1000—4637(2012)07一O6—050前言混凝土结构，对超低温变化工况下混凝土力学性能近年来，混凝土因超低温(低于一30cI二)下的优良探讨十分必要。已有研究成果表明，首次冻融循环性能，被广泛应用

6、于诸如液化天然气(LNG)储罐等对}昆凝土造成的损伤最明显。为此，本文仅考虑经低温维护和承重结构中【】q。LNG储罐的罐内温度最历单次不同低温至常温循环作用工况，通过试验探低可达一165cI=，并在其设计生命周期内，罐内温度还讨不同低温和该种温度作用工况下混凝土的受压随LNG储量等情况而变化，即储罐混凝土将遭受变强度、弹性模量、峰值应变、温度循环作用的残余应化的低温作用。变等变化情况。目前，关于低温混凝土受力性能试验研究多集1试验概况中于自然环境温度作用情况【引。已有的混凝土冻融本试验主要研究常温降至目标低温(称之为温作用研究表明，混凝土在降温过程中因

7、内部水分结度作用工况A)和常温降至目标低温再回至常温(称冰体积膨胀，造成结冰孔隙周边混凝土的损伤，导之为温度作用工况B)两种温度作用工况对混凝土致升温时冰融化后混凝土力学性能的恶化。更低温受压强度和变形的影响。选取的目标低温值分别为度的作用情况将有所不同。随低温值的降低，混凝0~C、-30~C、一80℃、一130％和一170~C。由常温降至目土内更小孔隙内尚未结冰水继续结冰，而已结冰部标温度的速率均为lCC／min，由目标低温回至常温则分体积将收缩。因此，为了可靠地设计超低温环境采取将达到目标低温作用的试件放置常温环境中基金项目：国家自然科学基金(51

8、078204)、中国寰球工程公来实现。已有的有限元计算模拟结果表明，对于尺司科技研发课题(60