冻融环境下对粉煤灰混凝土断裂能的试验研究.pdf
《冻融环境下对粉煤灰混凝土断裂能的试验研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《冻融环境下对粉煤灰混凝土断裂能的试验研究.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、文 章编 号 :1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 5 ) 0 2 0 0 0 5 0 4 薹 瞪煤荻 冻融环境下对粉煤灰混凝土断裂能的试验研究 E x p e r i me n t a l S t u d y o f F r a c t u r e E n e r g y o f F l y A s h C o n c r e t e u n d e r F r e e z i n g a n d T h a w i n g C y c l e C o n d i t i o n 杨 静 ,赵铁军,郭 傲 ,刘洪珠 青岛理工大学 土木工程学院,山东青岛2 6 6 0 3 3 摘要
2、:对水灰 比为 o 5的普通混凝土和掺加粉煤灰混凝土 ,通过冻融循环试验、楔形劈裂试验 ,以及 Co n s o f t 软 件逆向分析和拟合 ,研 究了冻融循环损伤对混凝土断裂能及其应变软化 的影响。结果表明,1 O 0 次冻融循 环后 ,水灰比为 0 5的普通混凝土相对动弹性模量下降了6 5,而掺加粉煤灰混凝土损失9 0 ;冻融循环后 , 混凝土断裂能显著下降,最大承栽力也随之降低,水灰比为 0 5的普通混凝土 1 0 0次冻融循环后承栽力和断 裂能分别损失 5 6 、7 1,而掺粉煤灰混凝土分别损失 4 3 和 7 O ,;3 0 0次冻融循环后 ,普通混凝土试 块直接发生断裂,无法进行
3、楔形劈裂试验;在冻融循环次数为0 时,掺粉煤灰混凝土的断裂能要 高出普通混 凝土的4 3 ;掺粉煤灰的混凝土尽管断裂能也随冻融次数的增大而降低 ,但粉煤灰后期强度增长较快,从应 变软化性能来看 。其抗拉强度较普通混凝土要高些,呈现较好的韧性。 关键词 : 粉 煤灰 ;冻融循 环 ;楔 形劈裂 ;断裂 能 ;应 变软化 中 图 分 类 号 :T U5 2 8 3 3 文 献 标 志 码 :A 0 前 言 冻融环境中的钢筋混凝土结构,如桥梁、码头、隧道 等受冻害破坏严重, 无论是从混凝土耐久性还是结构安 全性的角度来看,在寒冷地区的正负温度交替作用下使 混凝土内部体积膨胀,产生微裂缝导致混凝土松散
4、,最 终开裂破坏,影响结构的服役性能。断裂能对冻融循环 产生的材料损伤较为敏感。近年来,围绕粉煤灰混凝土 冻融循环的试验研究,主要集中于粉煤灰混凝土的冻害 机理 、粉煤灰对混凝土抗冻性影响研究 【2 - 】 或大掺量粉 煤灰对高性能混凝土抗冻性 【 5 J 等方面,刘明辉等人 6 - 】 研 究了冻融循环作用下粉煤灰混凝土力学性能退化规律的 试验,孙志伟等人 【8 j 研究了海水对混凝土断裂能和强度 的影响,但都未涉及冻融环境下粉煤灰混凝土的断裂能 和应变软化性能的试验研究。粉煤灰对于界面过渡区及 硬化水泥浆体有较强的改性作用,使得粉煤灰混凝土冻 融破坏呈现出与一般混凝土不同的特性,而混凝土的
5、断 裂能 p - t o 和应变软化能够反映混凝土材料的韧性及集料 桥接能力,研究冻融损伤对混凝土断裂能及其应变软化 的影响,有助于深入理解冻融对混凝土材料造成的劣化 损伤,进而为低温和冻融环境下混凝土的防护采取相应 措施提供依据。 本文对普通混凝土和掺加粉煤灰混凝土进行了不同 次数的冻融循环,通过超声波测定了其冻融循环后的相 对动弹性模量变化,通过楔形劈裂试验测定了一定程度 冻融损伤后混凝土的荷载 一裂缝张开位移曲线,并通过 C o n s o f t 程序进行了逆向分析,按双线性模型模拟了混凝 土的应变软化行为,计算得到了冻融损伤后混凝土的断 裂能,系统研究了冻融循环损伤对混凝土断裂能及其
6、应 变软化性能的影响。 1 试验概况 1 1 原材料与试件制备 试验用混凝土原材料包括:青岛山水 P O 4 2 5普通 硅酸盐水泥;52 0 m m的花岗岩碎石集料;青岛本地河 基金项 目:国家 自然科学基金资助项 H( 5 1 2 7 8 2 6 0 ) ;国家重点基础研究发展计划 “ 9 7 3 ”项 I ( 2 0 0 9 C B 6 2 3 2 0 3 2 2 0 1 5 粉煤灰 5 砂,最大粒径为 5 m m,中砂,细度模数 2 6 ; 松香热聚 物类 P c 一 2 Y型 引气剂, 掺 加时 掺量为 水泥质量 的 0 0 0 3 ;聚羧酸型高效减水剂,掺量为水泥质量的 l 一 1
7、 1 , ;自来水。普通混凝土和掺加引气剂混凝土的详细 配合 比如表 1 所示。 表 1水泥与粉煤灰的化学成分 试验制备 l O O m m x 1 0 0 ra m 4 0 0 ra m的棱柱体试件( 测 定相对动弹性模量 ) 、边长为 1 0 0 m m 的立方体试件 ( 测 定强度 ) ,以及 l O O m m1 0 0 ra m5 0 m m 的试件 ( 用于 楔形劈裂试验) 。试件成型 2 4 h后拆模,放入环境温度为 ( 2 0 2 ) ,相对湿度 9 5 的标准养护室养护 2 4 d 后,置 于 ( 2 0 2 ) o c 水中浸泡 4 d ,使其充分饱水,此时龄期达到 2 8
8、 d ,随即进行冻融循环试验。 1 2 冻融试验 冻融循环试验方法按照 G B J 8 2 1 9 8 5 普通混凝土 长期性能和耐久性试验方法中的抗冻性能试验中的 “ 快 冻法”进行。每个试块从 6 降至 一1 5 所用时间不少于 冻结时间的 1 , 2 ,同时每块试块从 一 1 5 升至 6 所用的 时间不少于整个融化时间的 1 2 ,试件中心温度应分别控 制在 ( 一 1 7 士 2 ) 和 ( 8 2 ) 之间。在冻融循环次数为 0 、 5 0 、1 0 0 、2 0 0 、3 0 0次时各进行混凝土的动弹模量和抗压 强度测试,每次冻融循环控制在 34 h内完成。 1 3 楔形劈裂试验
9、 由于直接拉伸试验较难实现,本文采用国际材料与 结构实验室联合会 ( R I L E M ) 推荐的楔形劈裂试验方法 1 1 】 。 劈裂试验前,在试件上表面的中心处制作一个凹槽和预 留一个缝高比 ( a H) 为 0 5的初始裂缝,试件形状、尺 寸以及凹槽和切缝的位置如图 1所示。楔形劈裂试验在 冻融循环为 0 、5 0 、1 0 0次后进行。试验加载采用恒定位 移速率 0 5 ra m ra i n ,并有计算机同步记录试件的荷载 一 C M O D( C r a c k M o u t h O p e n i n g D i s p l a c e m e n t裂缝张开位 移 )曲线。
10、 6 CD 目 2 2 01 5 l L8 一 图 1 楔形劈裂试件形状、尺寸及凹槽和切缝位置示意图 2 结果分析与讨论 2 1 冻融循环后混凝土的力学性能损伤 对普通和掺粉煤灰混凝土进行冻融循环试验,在冻 融循环次数分别为 5 0 、1 0 0 、1 5 0 、2 0 0 、2 5 0和 3 0 0次时 测定混凝土的相对动弹性模量变化,结果如图 2所示。 随着冻融循环次数的增加,混凝土的相对动弹模量随之 降低,在 1 0 0次冻融循环作用内,掺粉煤灰的混凝土的 相对动弹模量将近降低了 9 0 , 基本丧失承载能力;水 灰比为 0 5的普通混凝土 B相对动弹模量损失了6 0 以 上,而冻融循环
11、次数为 2 0 0次时,其相对动弹性模量几 乎完全损失。这表明,水灰比为 0 5普通混凝土的抗冻性 很差,而对于掺粉煤灰混凝土由于粉煤灰的火山灰效应, 早期产生的水化产物少,导致其早期强度不高,因而造 成动弹性模量损失严重,抗冻性甚至不如普通混凝土。 图2 两种混凝土相对动弹性模量随冻融循环次数的变化 2 2 冻融损伤后混凝土的断裂能与应变软化性能 对普通混凝土和掺粉煤灰混凝土进行楔形劈裂试验 后得到混凝土的荷载 一裂缝张开位移曲线,通过 C o n s o r t 软件进行逆向分析和拟合,两种混凝土的荷载一位移及其 应变软化曲线分别如图 3 图 4 所示, 计算得到的经不同 次数冻融循环后混
12、凝土的断裂能如表 3 所示。 l 4 l 2 1 0 i 0 0 6 0 l4 0 2 0 0 0 2 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 裂缝开口宽度 m m ( a ) 荷载一 变形曲线 裂缝宽度 n u n f b 1 应变软化曲线 图 3 不同次数冻融循环后混凝土B 的曲线 铺 挺 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 裂缝开口宽度 m m f a 1a荷载 一 变形曲线 裂缝宽度 mm ( b ) 应变软化曲线 图 4 不同次数冻融循环后混凝土D 的曲线 表3 不同冻融循环次数下各配合比的混凝土断裂能N m m 结果表明,随着冻融循环次数
13、的增加,即混凝土遭 受一定程度的冻融损伤后,其断裂能逐渐降低。水灰比 为 0 5的普通混凝土经过冻融循环 1 0 0次后断裂能损失高 达 7 1 ,最大承载力下降 5 6 ,经 3 0 0次循环后,试块 已完全冻裂,松散破坏;掺粉煤灰的混凝土在冻融次数 为 1 0 0次时断裂能和承载力分别下降 7 0 、4 3 。说明 冻融循环对普通混凝土断裂能的影响非常显著,冻融次 数越多,混凝土越易开裂。 比较掺粉煤灰混凝土与普通混凝土的断裂能变化可 以发现,虽然前者的断裂能同样随着冻融次数的增大而 降低,但降低的幅度较普通混凝土要低,在冻融循环次 数为 0时,掺粉煤灰混凝土的断裂能要高出普通混凝土 的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 环境 粉煤 混凝土 断裂 试验 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【jin****ong】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【jin****ong】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。