模袋混凝土凍融循環(huán)試驗(yàn)下宏觀力學(xué)特性分析

王俊　郭彥芬

摘要：本文主要研究的是模袋混凝土凍融循環(huán)試驗(yàn)下宏觀力學(xué)特性。通過(guò)對(duì)不同配合比下做出的模袋混凝土試塊，在養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)護(hù)28天后，放進(jìn)混凝土快速凍融試驗(yàn)機(jī)內(nèi)，每循環(huán)25次測(cè)量試塊的質(zhì)量損失率和相對(duì)動(dòng)彈性模量，分析研究模袋混凝土抗凍性及宏觀力學(xué)特性。

Abstract： This paper mainly studies the macroscopic mechanical properties of molded bag concrete under freeze-thaw cycles. After the molded bag concrete test block made under different mixing ratios was cured in the curing room for 28 days， it was placed in the concrete rapid freeze-thaw test machine， and the mass loss rate and relative dynamic elastic modulus of the test block were measured 25 times per cycle， to analyze the frost resistance and macroscopic mechanical properties of the molded bag concrete.

關(guān)鍵詞：模袋混凝土；凍融循環(huán)；宏觀力學(xué)特性

Key words： molded bag concrete；freeze-thaw cycle；macroscopic mechanical properties

中圖分類(lèi)號(hào)：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）32-0116-02

0 引言

模袋混凝土普遍應(yīng)用于各種水利工程中，在河套灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程中，模袋混凝土主要作為防滲渠道襯砌材料。混凝土抵抗多次“凍融循環(huán)”的疲勞失效現(xiàn)象是模袋混凝土凍脹破壞的原因之一。通過(guò)開(kāi)展模袋混凝土凍融循環(huán)試驗(yàn)，對(duì)影響模袋混凝土抗凍性能的因素進(jìn)行了深入、全面的研究，具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。

1 原材料

1.1 水泥

根據(jù)河套灌區(qū)襯砌工程的工程特點(diǎn)和所用水泥品種，本試驗(yàn)選用由蒙西水泥公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)為P·O 42.5，根據(jù)《通用硅酸鹽水泥》（G175-2007），對(duì)水泥進(jìn)行檢測(cè)，得出此水泥符合試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。表1為水泥的物理性質(zhì)。

1.2 粉煤灰

本試驗(yàn)選取華電Ⅱ級(jí)粉煤灰，根據(jù)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2005檢測(cè)，此粉煤灰各項(xiàng)指標(biāo)，符合試驗(yàn)要求。

1.3 細(xì)骨料

本課題選用的是烏拉特后旗級(jí)配良好，質(zhì)地堅(jiān)固、含泥量低于3%，細(xì)度模數(shù)為2.3-3.0的天然中砂。應(yīng)試驗(yàn)要求，應(yīng)對(duì)細(xì)骨料的性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)，所選取的細(xì)骨料的指標(biāo)均滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。

1.4 粗骨料

根據(jù)試驗(yàn)要求，應(yīng)采取粗骨料粒徑在5-20mm之間，粗骨料分為碎石和卵石兩種，本課題選取的粗骨料的產(chǎn)地是在內(nèi)蒙古的烏海市，依據(jù)《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》對(duì)所選取的粗骨料進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)，粗骨料滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。

1.5 外加劑

選取的是高效減水引氣劑，經(jīng)檢測(cè)，外加劑滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。

1.6 水

選用拌和混凝土的水為臨河西區(qū)實(shí)驗(yàn)室地下飲用水，滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求。

2 實(shí)驗(yàn)配合比

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 凍融試驗(yàn)動(dòng)彈性模量變化

分析表3和圖1，可知，混凝土的凍融試驗(yàn)的動(dòng)彈模量隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加逐漸下降。其中AJ-03的動(dòng)彈模量數(shù)值最大，這組配合比中單位用水量最少；AJ-01的動(dòng)彈性模量在凍融循環(huán)次數(shù)175次時(shí)為最小值。

3.2 凍融試驗(yàn)質(zhì)量損失率

在試驗(yàn)過(guò)程中，由于多次循環(huán)試件，隨著循環(huán)次數(shù)的增加其質(zhì)量變化率的趨勢(shì)均增大。其中AJ-01在175次凍融循環(huán)時(shí)質(zhì)量損失達(dá)到0.68%，AJ-03的質(zhì)量損失率達(dá)到0.76%，則確定抗凍等級(jí)為F150；AJ-02在200次時(shí)質(zhì)量損失率為0.67%，AJ-02在200次時(shí)質(zhì)量損失率為0.69%，AJ-06在200次時(shí)質(zhì)量損失率為0.84%，則確定抗凍等級(jí)為F175；比較AJ-02、AJ-04和AJ-06配合比，在砂率、水膠比相同時(shí)AJ-04的抗凍性較好AJ-04的抗凍等級(jí)為F200。

3.3 凍融試驗(yàn)混凝土相對(duì)動(dòng)彈性模量

分析表5，該6組試件的質(zhì)量損失率并未超出5%相對(duì)動(dòng)彈性模量也未下降至初始值的60%，依據(jù)《模袋混凝土襯砌渠道工程技術(shù)規(guī)程》DB15/T856-2015，故均滿(mǎn)足抗凍性要求，模袋混凝土耐久性指數(shù)較高，屬于抗凍性混凝土，說(shuō)明要提高混凝土抗凍性通過(guò)加入引氣劑，增大混凝土中的含氣量來(lái)提高混凝土的抗凍性。其中AJ-04的相對(duì)動(dòng)彈性模量最大。

4 結(jié)論

在混凝土拌合物中，水膠比較大時(shí)，粗細(xì)骨料的下沉速度不同，這樣水泥砂漿就會(huì)和骨料分離，在經(jīng)過(guò)多次凍融循環(huán)之后，會(huì)出現(xiàn)表面材料脫落現(xiàn)象。而且，水膠比較大時(shí)，也會(huì)增大各材料之間的間距，使混凝土拌合物的整體性不好。會(huì)使混凝土內(nèi)部出現(xiàn)很多較大的氣泡，從而降低混凝土的抗凍性能。本文編號(hào)AJ-04的配合比較好，抗凍性較好。

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