影响混凝土抗冻性因素的试验研究

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1、l8低温建筑技术2015年第l2期(总第210期)DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．12．007影响混凝土抗冻性因素的试验研究何松松f江门职业技术学院，广东江门529000】【摘要】水泥混凝土抗冻性是影响其耐久性的关键指标。本次通过水泥混凝土快速冻融试验研究了水灰比、循环次数、含气量、气泡特征参数、掺合料种类等对抗冻性影响的主次因素规律及变化趋势。研究结果表明：含气量、循环次数、掺合料的掺量是影响混凝土抗冻性的主要因素。水泥混凝土抗冻性随着水灰比的升高而降低；随着冻融循环次数

2、的增加而下降；随着气泡间距系数的降低而提高；随着含气量的增加而提高，但当含气量低于4．2％时，混凝土前期抗冻性下降迅速，引气混凝土含气量控制在5．6％～6．4％时具有良好的抗冻性。水泥混凝土中添加一定量的粉煤灰或矿渣粉，混凝土的抗冻性随着掺合比例的增加而降低。但在相同掺量下，改善混凝土抗冻性的效果矿渣粉好于粉煤灰。【关键词】水泥混凝土；抗冻性；含气量；掺合料【中图分类号】TU528．0【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)12—0018—030引言试验针对寒区道路水泥混凝土，配合比

3、设计主要水泥混凝土在饱水的条件下经过多次冻融循环根据JTGF30—2003《公路水泥混凝土路面施工技术作用易发生冻胀破坏，因此寒冷地区混凝土的抗冻性规范》，试验基准配合比见表1。试验配合比是在基准能是评价道路水泥混凝土路面耐久性的重要指标之配合比基础上改变水灰比、引气剂添加剂量和掺合料一⋯的种类等，试验配合比见表2。。由于混凝土结构冻害的复杂性，对混凝土冻融破坏机理的认识至今尚不完全一致，公认程度高的就表1试验基准配合比设计是美国专家T．C．Powers提出的膨胀压与渗透压理论，相关研究表明水泥混凝土

4、的抗冻性与其含气量与微孔结构的分布有直接联系。在混凝土中添加引气剂、改变水灰比、掺合一定比例的掺合料等均可以改善混凝土微观结构和改变含气量。目前，国内外对表2试验配合比于水泥混凝土材料抗冻性的测试方法有多种，按照试验速度可分为快速法与慢速发；若按试验中介质可分为水冻法与盐冻法，其中水冻快速法因具有试验周期短、重复性好等优点，已成为国内外广泛采用评价混凝土抗冻性能的试验方法。因此，本次针对道路水泥混凝土，对影响其抗冻性的水灰比、冻融循环次数、含气量、气泡间距系数、掺合料的种类等因素开展了相关研究，拟通过

5、水泥混凝土冻融循环试验，确定各1．3试验方法因素对水泥混凝土抗冻性影响主次因素规律及变化本次试验采用JTGE30—2005《公路工程水泥及趋势。水泥混凝土试验规程》中水泥混凝土抗冻性试验(快1材料及试验设计冻法)来测定混凝土抗冻性能。用相对动弹模量变1．1试验原材料化和质量损失来评价水泥混凝土的抗冻性。水泥：P·042．5R普通硅酸盐水泥；碎石：用花岗2试验结果与分析岩连续级配碎石；砂：细度模数为2．3天然河砂；外加2．1水灰比对混凝土抗冻性的影响剂：FDN一1型木质素磺酸盐类减水剂与XH一1型松水泥

6、混凝土在拌合过程中用水量的改变，导致混香树脂类引气剂，减水率分别为20％与8％；掺合料选凝土硬化后孑L结构的改变。试验选取A系列配合比，用黑龙江产I级粉煤灰与比表面积为452m／kg的分别采用0．38、0．40、0．42和0．44四个档的水灰比进s95级矿渣粉。行试验，测试结果见图所示。从图1、2可发现：水灰比1．2试验配合比设计的变化对混凝土抗冻性影响很小。随着冻融循环的何松松：影响混凝土抗冻性因素的试验研究19进行，混凝土相对动弹模量随着水灰比的提升而下通过试验发现，如图5所示在前200次冻融循环

7、降；质量损失率随着水灰比的提升而升高。说明混凝过程中，添加0．1％引气剂混凝土的质量损失率大于土的抗冻性随着水灰比的下降而提高。未添加引气剂的混凝土。分析其原因可能是：比起添加较少引气剂的混凝土，未添加引气剂的混凝土相对O．9棚比较密实。由于引气剂添加量过少导致水泥混凝土0．7最0．5中的含气量过少，混凝土内部未能形成可靠的微观孔裸靛0．3结构，而且破坏了混凝土中原有相对密实的内部结构。所以，在前200次循环中少量的引气剂加速了混凝土的冻融破坏。通过实验得知：如果混凝土中含气量较小，不但起不到改善抗冻

8、性作用，而且会加速前期的混凝土破坏。引气混凝土中含气量不易小于4．2％。1．06％誊5％霎0．s鑫4％3％钾：0．6蠢2％褓1％蒌o-4寒O％25751251752252752575l25175225275冻融循环次数冻融循环次数+O．38水灰比—O．40水灰比-◆-舍气量3．5％+含气t4．2％+含气量4．8％+0．42水灰比—一0．44水灰比—一含气量5．6％—o一含气量6．4％图2水灰比与质量损失率的关系图3含气量与相对动弹模量2．2含气量对混凝土