低溫作用下混凝土抗拉性能的試驗(yàn)研究.pdf

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1、總357期交通世界·運(yùn)輸車(chē)輛2015年第15期(5月下)低溫作用下混凝土抗拉性能的試驗(yàn)研究郭永佳(衡水公路工程總公司，河北衡水053000)摘要：為了研究低溫冷凍作用對(duì)混凝土抗拉性能的影響，本文通過(guò)試驗(yàn)，測(cè)定不同溫度作用后混凝土各齡期的抗拉強(qiáng)度、抗拉彈性模量和抗拉峰值應(yīng)變。試驗(yàn)結(jié)果表明，混凝土各齡期的抗拉強(qiáng)度和抗拉籜}生模量都隨著溫度的降低逐漸增大，而抗拉峰值應(yīng)伴隨著溫度的降低逐漸減?。幌嗤瑴囟认?，隨著齡期的延長(zhǎng)，抗拉強(qiáng)度、抗拉彈性模量和抗拉峰值應(yīng)變都逐漸增大，其中14d之前抗拉強(qiáng)度的增長(zhǎng)趨勢(shì)較明顯，而14d~_后抗拉強(qiáng)度的增長(zhǎng)趨勢(shì)較緩慢。關(guān)鍵詞：混凝土；

2、低溫作用；抗拉強(qiáng)度；抗拉彈性模量；抗拉峰值應(yīng)變中圖分類(lèi)號(hào)：U414_3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A0引言土配合比見(jiàn)表2。混凝土作為一種土木建筑材料，由于具有強(qiáng)度高、耐1．2試驗(yàn)方法久性好和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，已在建筑、隧道、橋梁和水工成型標(biāo)準(zhǔn)尺寸的混凝土抗拉試件，1d后脫模并養(yǎng)護(hù)至等土木工程領(lǐng)域得到了最為廣泛地應(yīng)用?。同時(shí)，由于我國(guó)規(guī)定齡期后，將試件取出；然后將試件放人低溫室冷凍，西部、東北等地區(qū)冬季時(shí)極為寒冷，混凝土冬季施工越來(lái)冷凍室的溫度可以調(diào)至一40。c，其中制冷速度為35。C／h，將越受到土木工作者的重視?；炷林兴嗖牧系乃軠卦嚰鋬鲋烈欢〞r(shí)問(wèn)后取出，按相關(guān)規(guī)

3、定進(jìn)行抗拉強(qiáng)度試度影響較大，因此在相同條件下，不同溫度的混凝土物理驗(yàn)、抗拉彈性模量試驗(yàn)和抗拉峰值應(yīng)變?cè)囼?yàn)]。力學(xué)性能必定會(huì)有所不同]。混凝土的抗拉性能作為混凝土力學(xué)性能的一項(xiàng)重要組成部分，對(duì)混凝土的使用性能具有2試驗(yàn)結(jié)果及分析重要影響口]，研究低溫時(shí)混凝土的低溫性能對(duì)冬季混凝土施2．1軸抗拉強(qiáng)度工具有重要的指導(dǎo)意義。為了研究低溫作用時(shí)混凝土的抗拉性能，測(cè)定不同溫度(25。C、．10。C、20。C、一30。C和一40。C)作用后混凝土各l試驗(yàn)齡期(3d、7d、14d和28d)的軸心抗拉強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)1．1原材料圖1。水泥選用鄭州市新鄭水泥廠生產(chǎn)的P．042

4、．5水泥，其主從圖1可以看出，隨著溫度的降低，混凝土各齡期的要組成見(jiàn)表1。細(xì)集料采用普通河砂，細(xì)度模數(shù)為2．7，密度抗拉強(qiáng)度逐漸增大。例如，當(dāng)溫度由25。C降低至．40。C時(shí)，為2．63g／cm；粗集料為5mm～20mm連續(xù)級(jí)配碎石；礦物摻混凝土3d的抗拉強(qiáng)度從1．49MPa增大為1．77MPa，增長(zhǎng)了和料選用I級(jí)粉煤灰和磨細(xì)礦渣，兩者的比表面積分別為18．8％，混凝土28d的抗拉強(qiáng)度由2．94MPa增大至3．53MPa，570kg／m和510kg／m，減水劑為聚羧酸系高效減水劑；混凝增長(zhǎng)了20．1％。由此說(shuō)明溫度越低，混凝土抗拉能力越表1：水泥的材料組成

5、表2：混凝土配合比設(shè)計(jì)(kg／m3)水灰比l水泥I水I砂l(fā)碎石l粉煤灰l礦渣lNT．k~J0．3I219I132l650l1250I131．4I876I4．38收稿日期：2015—3—25作者簡(jiǎn)介：郭永佳(1982～)，男，工程師，主要研究方向?yàn)榈缆窐蛄菏┕す芾?。橋梁工程BR

6、DGEENG

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8、NGn墨『e一×啦j型戳撾慢℃濉度℃廢℃圖1：溫度對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響圖2：溫度對(duì)抗拉彈性模量的影響圖3：溫度對(duì)抗拉峰值應(yīng)變的影響好。這主要是因?yàn)?，隨著溫度的逐漸降低，當(dāng)溫度達(dá)到負(fù)混凝土3d的抗拉峰值應(yīng)變1．073×10。降低至0．955X10～，降溫時(shí)，混凝土內(nèi)

9、部的自由水分逐漸結(jié)冰，冰晶填充在混凝低了11．0％，混凝土28d的抗拉峰值應(yīng)變1．165×10。降低至土內(nèi)部的空隙之中使孔隙兩界面的粘結(jié)更牢固，在承受拉1．036×10一，降低了11．1％。這主要是因?yàn)椋S著溫度的降應(yīng)力時(shí)，冰晶的粘結(jié)作用使混凝土抗拉能力提高。另一方低，當(dāng)溫度達(dá)到負(fù)溫時(shí)，混凝土內(nèi)部的水分結(jié)冰，且溫度面，隨著負(fù)溫的降低，混凝土試件發(fā)生冷縮，且溫度降低降低越多結(jié)冰越嚴(yán)重，結(jié)冰造成混凝土體積膨脹，對(duì)混凝越多，試件收縮越嚴(yán)重，混凝土密實(shí)度隨著收縮的進(jìn)行而土內(nèi)部的損傷逐漸加重，在拉應(yīng)力作用下混凝土出現(xiàn)破壞增大，因此抗拉強(qiáng)度得到提高。時(shí)的變形減小，因此

10、抗拉峰值應(yīng)變減小。當(dāng)溫度相同時(shí)，當(dāng)溫度相同時(shí)，齡期越長(zhǎng)混凝土的抗拉強(qiáng)度越大，其抗拉峰值應(yīng)變隨混凝土養(yǎng)護(hù)齡期的延長(zhǎng)逐漸增大。中在14d以前，混凝土抗拉強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)速率較快，而14d以后抗拉強(qiáng)度隨齡期的增長(zhǎng)速率較慢。例如當(dāng)溫度3結(jié)論為一4O。c時(shí)，當(dāng)齡期由3d延長(zhǎng)至7d時(shí)，抗拉強(qiáng)度由1．77MPa混凝土各齡期的抗拉強(qiáng)度都隨著溫度的降低逐漸增增長(zhǎng)為2．35MPa，增長(zhǎng)了32．8％；當(dāng)齡期由7d延長(zhǎng)至14d大，表明溫度越低，混凝土抗拉能力越好；當(dāng)溫度相同時(shí)，抗拉強(qiáng)度由2．35MPa增長(zhǎng)為3．20MPa，增長(zhǎng)了36．2％；時(shí)，混凝土抗拉強(qiáng)度隨齡期的延長(zhǎng)逐漸增大，

11、其中14d之前當(dāng)齡期由l4d延長(zhǎng)至28d時(shí)，抗拉強(qiáng)度由3．20MP