轻骨料混凝土早期力学性能与抗冻性能的试验研究

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1、4冻融环境下轻骨料混凝土损伤研究4.1冻融循环的影响因素及试验设计4.1.1轻骨料混凝土冻融循环试验寒冷地区轻骨料混凝土抗冻性的评价应以适应寒冷地区严酷恶劣的自然环境为前提，为此，本论文按照标准在水中进行冻融循环试验方法来评价寒冷地区轻骨料混凝土的抗冻性。试验通过掺入聚丙烯纤维、高效减水剂、引气剂，用粉煤灰复合取代部分水泥，以及粉煤灰包裹轻骨料和用碎石取代部分浮石轻骨料对LC30强度等级的基准轻骨料混凝土进行掺合、取代（具体方法及混凝土配合比见表21），并针对寒冷地区环境特点设计了混凝土冻融循环及循环后损伤性能测定试验。通过比较冻融引起轻骨料混凝土材料的

2、损伤，说明混凝土冻融次数对损伤量的影响，并以损伤量作为评价轻骨料混凝土耐久性的综合指标。试验分为素轻骨料混凝土、聚丙烯纤维轻骨料混凝土、碎石混掺轻骨料混凝土三种，纤维掺量及混凝土编号见表21。采用GBJ82—85《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》中抗冻性能试验的“快冻法”进行，每种分别在水中进行冻融循环试验，具体试验步骤4.1.3，对LC30轻骨料混凝土而言，冻融循环次数分别为50次、100次、150次。4.1.2试验设计按照GBJ82-85要求设计，冻融循环试件：100mm×100mm×400mm长方体试件；抗压强度试件为100mm×100mm×

3、100mm立方体试件；轴心抗压强度试件为150mm×150mm×300mm长方体试件；弹性模量试验：150mm×150mm×150mm；采用标准塑模成型，标准养护箱（图45）内养护28d后拆模。混凝土的冻融循环试验按照GBJ82-85《普通混凝土长期性能和耐久性能试验》中的“快冻法”进行，试验之前混凝土试件需浸泡4日，直至内部达到饱水状态后开始进行冻融循环。在此种状态下，混凝土内部的水分与混凝土基体本身共同决定冻融过程中热量以及质量传递行为。为了明晰水分和混凝土基体在冻融温度场分布及变化过程中的贡献，实验前和实验后分别测定质量，每次冻融设计在4h内完成，

4、融化时间控制在整个冻融时间的1/3内，试件冻结和融化终了时，试件中心温度控制在（-17±2）℃和（+8±2）℃，冻融结束后，取出试件称重，并作抗压强度测定，计算质量、强度损失率；冻融循环结束后，利用动弹模量测定仪和超声波探伤仪对试件进行动弹模量和超声波速的测定。4.1.3试验配合比及制备过程本次试验采用LC30强度等级为基准混凝土，为了增加对比组的性能对比，分别68在基准混凝土的基础上掺合纤维和碎石取代轻骨料；因此本试验试件可分为普通轻骨333料混凝土（LC）、碎石轻骨料混凝土（SC），聚丙烯纤维0.6kg/m，0.9kg/m，1.2kg/m时纤维轻骨料

5、混凝土（PC）3类，减水剂的掺量按照1.0%掺入；碎石取代轻骨料量按照体积率的20%，40%，60%取代。表22冻融循环试验轻骨料混凝土配合比设计3Tab22ThecommercialmixofLightweightAggregateconcreteforFreeze-thawcyclesUnit：kg/m编号编号水泥水轻骨料碎石纤维砂粉煤灰减水剂引气剂轻骨料LC371.2180650.269092.84.640.133混凝土PCA371.2180650.20.6671.092.84.640.133纤维轻骨料PCB371.2180650.20.9671.

6、092.84.640.133混凝土PCC371.2180650.21.2671.092.84.640.133碎石SCA371.2180520325758.392.84.640.133轻骨料SCB371.2180390650758.392.84.640.133混凝土SCC371.2180190975758.392.84.640.133图47JW-60型卧式混凝土搅拌机和YH-60Ⅱ型移动式恒温恒湿养护箱Fig47.JW-60ConcretemixeandYH-60ⅡMobileThermostatHumidityConservationboxes试件制备过

7、程：(1)用卧式搅拌机图47，每次搅拌混凝土20L。首先将轻骨料颗粒控制一定水分的前提下湿润用粉煤灰包裹搅拌，然后将称量好的砂、（碎石）、水泥、粉煤灰倒入搅拌机中干拌，纤维的加入方法为：没有加水之前将纤维加入搅拌箱约3min后加入水。69(2)待搅拌箱内拌合物稍湿润后，加入上UF-5型高效减水剂搅拌均匀约4min。在此过程中加入试验所需水和引气剂。现场测定所新拌轻骨料混凝土引气量α=6%，新拌纤维轻骨料混凝土含气量均为α=6.9%，新拌碎石轻骨料混凝土含气量随碎石掺量增加而减小为：α=5.2%，α=4.1%，α=3.3%；坍落度SL=180mm>160m

8、m，达到高性能混凝土工作性要求即可装入试模成型。(3)采用塑料模具，由于轻骨料混