冻融环境下混凝土耐久性试验及寿命预测

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1、第45卷第13期人民长江V01．45．No．132014年7月YangtzeRiverJuly，2014文章编号：1001—4179(2014)13—0072—03冻融环境下混凝土耐久性试验及寿命预测王丽学，单晓婷(沈阳农业大学水利学院，辽宁沈阳l10866)摘要：为研究经历冻融作用后混凝土的耐久性，选取混凝土的相对动弹性模量和抗压强度作为衡量指标，依据混凝土快速冻融循环试验方法。对5组混凝土试件展开冻融试验，并利用SPSS软件进行了相应预测。试验结果表明：随着冻融循环次数的增加，混凝土的相对动弹性模量损失率及抗压强度损失率上升；冻融循环次数与相对动弹性模量损失率

2、之问具有良好的幂函数关系，与抗压强度损失率之闻具有良好的二次函数关系；水灰比越大、混凝土随冻融循环次数增加的损伤程度越大。关键词：冻融循环；水灰比；相对动弹性模量；抗压强度中图法分类号：TV43l文献标志码：A在自然环境下，混凝土易受到各种劣化因素的影1组，每组3个；100mm×100mm×100mm试件5组，响而丧失其耐久性，尤其在寒冷地区，混凝土构筑物常每组3个。因冻融循环而损坏，这已成为混凝土耐久性方面的主表1混凝土配合比(材料用量)要问题之一⋯。目前，关于混凝土经冻融作用后力学性能的研究主要集中在冻融循环试验上J，而对冻融数据进行回归分析的研究很少。本文通

3、过对混凝土试件进行冻融循环试验，以相对动弹性模量及抗压强度作为衡量指标，预测在不同冻融次数下混凝土耐久性的衰减规律。1试验概况1．3试验仪器1．1原材料及配合比快速冻融试验采用HN—KD—A混凝土快冻试验配制混凝土的原材料包括：P．O42．5普通硅酸盐台；相对动弹性模量采用DT一12混凝土动弹仪测试；水泥；细度模数为2．7，级配为2区的中砂；连续级配抗压试验采用JWAW一1000电液伺服万能试验机。(5—20mm)的碎石；UNF一5高效减水剂；饮用自来1．4试验方法水。以上材料均产自沈阳。混凝土的冻融循环试验按照GB／T50082—2009试验采用了5种不同配合比

4、的混凝土，研究在冻《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》中“快冻融环境下其相对动弹性模量及抗压强度的变化规律。法”进行。试件成型24h后拆模，放入标准养护室表1为混凝土配合比设计的相关参数。[(20-I．-2)oC，RH≥95％]养护28d，开展冻融循环试1．2试件尺寸验前，提前4d将试件浸泡在温度为20~(2的水中。本每种配合比制备100mm×100mm×400mm试件次冻融循环试验的时间参数为：冷冻时间2h，融化时收稿日期：2014—03—18基金项目：辽宁省水利科学技术项目“寒冷地区大坝耐久性研究与应用”作者简介：王丽学，女，教授，博士生导师，研究方向为水

5、利工程管理及农业节水。E—mail：137708753@qq．corn第13期王丽学，等：冻融环境下混凝土耐久性试验及寿命预测73间1．5h，冷液和热液回流时间0．5h，一次循环时间4表3回归模型参数估计值h。冻融循环过程中，冻融箱内温度控制在一20~C一20~C之间，混凝土试块中心温度控制在(一15±2)oC～(10±2)oC之间。每组试件分为5组，编号分别为F(0)，F(25)，F(50)，F(75)，F(100)，括号内数字即为冻融次数。每25次冻融循环后，取出100ram×100mm×400mm试件测定相对动弹性模量，另取100mm×100mm×100mm

6、试件1组测定抗压强度。2试验结果及分析2．1混凝土相对动弹性模量变化2．1．1数据分析依据试验数据可得出混凝土相对动弹性模量损失率(见表2)。表2混凝土相对动弹性模量损失率％如表2所示，随着冻融循环次数的增加，混凝土的相对动弹性模量损失率随之增大，水灰比不同，其所受图1Y。模型曲线拟合到的损伤程度也不同。在0～50次冻融循环时，5组幂函数的曲线的确与样本的实际观察值拟合更优，同混凝土的相对动弹性模量损失率差异较小；而在5O一理，混凝土B、c、D、E的分析可参考混凝土A，其具体100次冻融循环时，D和E组混凝土的相对动弹性模模型为量损失率明显上升。说明在冻融环境下，

7、水灰比对混Y，=0．393X(1)凝土相对动弹性模量产生了较大影响，若适当降低水l，’：0．430X盯(2)灰比则可提高混凝土的抗冻性能。=0．475X(3)2．1．2建立方程Y4=0．543X(4)使用SPSS软件对表2中的数据进行回归分析。=0．598X(5)首先根据实际问题本身特点，同时选择线性、二次、幂式中，l，为混凝土相对动弹模量损失率；为冻融次3种模型，然后由SPSS软件自动完成模型的参数估数。计，选择R最大的模型作为此问题的回归模型，并作2．1．3混凝土临界破坏的确定相应预测。一般当相对动弹性模量降至原来值的60％，即动将表2中5组混凝土的冻融次数及

8、相应的相对