不同侵蚀溶液耦合冻融作用下混凝土力学性能差异.pdf
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1、2 0 1 2 年 第 3期 (总 第 2 6 9 期 ) Nu mb 3 i n 2 0 1 2 ( T o t a l No 2 6 9 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THE 0RETI CAL RES EARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 d i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 0 3 0 0 2 不同侵蚀溶液耦合冻融作用下混凝土力学性能差异 张健 1 I2 ,刁波 ,袭杰 1 2 ,李艳东 ( 1 北京航空航天大学 土木工程系,北京 1 0 0 1 9 1 ;2 华南理工大学 亚热带建筑科学国家重点实验室,广东 广州 5
2、 1 0 6 4 1 ) 摘要: 以清水、 质量分数为 5 的硫酸钠溶液、 5 硫酸钠 + 3 氯化钠的混合溶液为侵蚀介质 , 采用慢冻法及干湿交替环境 , 对强度为 5 4 7 1 MP a 、 水胶比为 0 4的高强混凝土进行0 、 1 0 0 、 2 0 0 、 3 0 Q 次冻融循环, 观察各组试件表面剥蚀情况, 测定质量损失和抗压强度。 试验结 果表明: 随着冻融循环及侵蚀次数增加, 混凝土试块表面剥蚀趋于严重, 质量损失率增加, 抗压强度减小。 侵蚀介质为 5 硫酸钠 + 3 氯化 钠溶液的混凝土试件, 各参数的变化幅度最大。 关键词: 混凝土;慢冻法;冻融循环;溶液侵蚀;抗冻耐久
3、性 中图分类号 : T U5 2 8 O 1 文献标志码 : A 文章编 号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 0 3 0 0 0 4 0 4 M e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f c o n c r e t e u n d e r d i ff e r e n t e r o s i o n a n d f r e e z e - t h a w c Y 嘶g L T r Z H4 r GJ m , D AOBo , e , U Yan d o n g ( 1 De p a r t me n t o f Ci v i
4、l E n g i n e e ri n g, B e i h a n gUn i v e r s i t y , B e ij i n g1 0 0 1 9 1 , C h i n a ; , 2 S t a t e Ke yL a b o r a t o r yo f S u b t r o p i c a l B u i l d i n g S c i e n c e , S o u t hC h i n a Un i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y, Gu a n g z h o u 5 1 0 6 4 1 , C h i n a ) Ab s
5、 t r a c t : T h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f h i g h s tr e n g t h c o n c r e t e( 5 4 7 1 MP a a t 2 8 d a y s o f a g e ) wh o s e wa t e r - c e me n t r a t i o wa s 0 4 we r e e x p e ri - me n t Nl y i n v e s t i g a t e d u n d e r d i ffe r e nt e r o s i o n a nd f r e e
6、 z e t h a w c y c l i n g Th r e e k i n d s o fe r o s i o n s o l u tio ns we r e wate r , s o l u t i o n b y we i g h t o f5 s o d i a m s u l f a t e a n d s o l u t i o n mi x e d b y we i g h t o f 3 s o d i u m c h l o rid e an d 5 s o d i u m s u l f a t e r e s p e c t i v e l y T h e s u
7、 r f a c e s c a l e d wa s o bs e r v e d ma s s l o s s an d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f s p e c i me n s we r e me a s u r e d a s we l 1 Re s u l t s s h o we d th at , 、 v i m the i n c r e a s e of f r e e z e t ha w c y c l e s , t h e s u r f a c e s c a l e d mo r e s e ri o u
8、s I y , t h e ma s s l o s s r a t e i n c r e a s e d and t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h d e c rea s e d T h e p a r a me t e r s o f s p e c i me n s tha we d i n mi x e d s o l u t i o n o f 3 s o d i um c h l o rid e a n d 5 s o d i u m s u l f a t e c h a n g e d mo s t o b v i o u
9、s l y Ke yW Or ds : c o nc r e t e ; s l o w fre e z e tha w me tho d; fre e z e tha w c y c l e s ; e r o s i o n; fr o s t r e s i s t a n c e 0 引言 寒冷地区沿海环境中的混凝土结构不仅受到冻融循环作 用, 还受到单一和多种盐溶液的侵蚀作用。 这些环境下的混凝土 结构往往因耐久性不足而过早失效, 不仅造成巨大的经济损失, 还会因建筑垃圾造成环境污染以及浪费沙石等不可再生自然 资源。 因此, 混凝土在冻融与侵蚀溶液交替作用下的耐久性研究 具有重要意义
10、。 国内外学者对在冻融单独作用下或冻融与侵蚀综合作用 下混凝土的耐久性损伤机理和性能研究已经取得了一些成果。 M Ne h d i 等研究了使用多种胶凝材料代替水泥的自密实混凝土 的氯离子渗透性能、 并依据 AS T M C 6 7 2和 AS T M C1 0 1 2研究 了盐冻下混凝土表面抗剥蚀性能以及混凝土的抗硫酸盐侵蚀 性能。 研究表明, 使用不同含量的硅灰、 矿渣、 粉煤灰等胶凝材 料代替水泥 , 使 自密实混凝土具有更好的耐久性, 混凝土表面 在盐冻下抗剥蚀性能提高 , 氯离子的渗透性和硫酸根离子的扩 散性都降低 1 。 WMi c a h H a l e等依据 AS T M C
11、6 6 6方法 A研究 了不同含气量与不同水灰比高性能混凝土的抗冻耐久性。 研究表 明, 非引气商陛能混凝土当水灰比小于0 3 6 时具有较好的抗冻性。 当水灰比在 0 3 6和 0 5 0之间时, 4 的含气量可以保证高性能混 凝土的抗冻性较好圜 。 LB a s h e e r 与 DJ C l e l a n d依据 AS T M C 6 6 6 方法A与 R I L E M 清水 、 盐溶液试验规范, 研究了表面孔结构经 过处理混凝土的抗冻性。 研究表明, 即使对于表面孔隙率较大的 混凝土, 经过表面处理后具有很好的抗冻性。 经过表面处理的 混凝土试件抗盐冻剥蚀性能要好于表面未经处理的
12、混凝土【 3 。 施士升检测了冻融循环作用对混凝土力学性能的影响, 并用显 微镜检验了混凝土经受不同次冻融循环作用后的微观结构, 并 研究了高强混凝土和普通混凝土力学性能的损伤和微观性能 之间的关系嗍 。 孙伟等研究了氯盐侵蚀、 冻融循环和外部荷载对 混凝士眭能的影响。 研究表明, 由于氯化钠溶液会加重混凝土的 质量损失 , 由于其降低冰点的作用, 混凝土相对动弹性模量下 降幅度要 比水中小 I 夕 部荷载比例越高 , 相对动弹性模量下降 越快, 但对质量损失影响不大 ; 当三者同时作用时, 混凝土劣化 速度加快【5 。 孙洋和刁波采用快冻法, 对不同水灰比混凝土试件 在混合溶液侵蚀与冻融循环
13、共同作用后的力学性能进行了研 究。 研究表明, 混凝土随着冻融循环次数的增多, 试件表观质量 和力学性能均呈现出不同程度的下降趋势, 且水灰比越大下降 越快旧 。 王军强等研究了不同水灰比与骨料体积含量的混凝土 在氯离子侵蚀、 冻融循环与氯离子侵蚀复合条件下的相对动弹 性模量 、 耐久性指数、 混凝土外观质量与开裂情况 。 覃丽坤等 收稿 日期 :2 0 1 1 _ J0 9 1 2 基金项目:国家自然科学基金( 5 1 0 7 8 0 1 5 ) ; 北京市 自 然科学基金( 8 0 9 2 0 2 0 ) ; 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室重点课题资助 4 学兔兔 w w w .
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