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        凍融現(xiàn)象對(duì)塑性混凝土強(qiáng)度的影響

        2018-10-19 19:27:16歐陽(yáng)樂(lè)穎佟大鵬
        水能經(jīng)濟(jì) 2018年6期
        關(guān)鍵詞:混凝土質(zhì)量

        歐陽(yáng)樂(lè)穎 佟大鵬

        【摘要】目前,塑性混凝土在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的時(shí)間較短,對(duì)于塑性混凝土的各項(xiàng)性能的研究不夠完善。針對(duì)塑性混凝土的研究,大都基于實(shí)際工程進(jìn)行的,不夠完善和系統(tǒng),因此對(duì)塑性混凝土的研究有一定困難。本項(xiàng)目主要通過(guò)塑性混凝土分別在不同凍融循環(huán)次數(shù)下對(duì)塑性混凝土質(zhì)量損失、抗壓強(qiáng)度指標(biāo)的影響試驗(yàn),觀察并驗(yàn)證塑性混凝土在凍融環(huán)境的強(qiáng)度的變化?!娟P(guān)鍵詞】塑性混凝土;凍融現(xiàn)象;強(qiáng)度試驗(yàn)塑性混凝土是由膨潤(rùn)土(或粘土)、水泥、水、砂、石等經(jīng)過(guò)攪拌凝結(jié)而成的高性能混凝土。由于塑性混凝土作為柔性墻體材料,拌合物工作性好,抗?jié)B性能好,水泥用量相對(duì)較少,工程費(fèi)用較低,且其彈性模量較普通混凝土小得多,能夠適應(yīng)地基變形,從而減小墻體內(nèi)的應(yīng)力,有著較大的發(fā)展前景。我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)的大多數(shù)水運(yùn)工程建筑物由于遭受不同程度的凍融而過(guò)早發(fā)生破壞,國(guó)家為使這些工程繼續(xù)發(fā)揮出其應(yīng)有的作用、帶來(lái)應(yīng)有的效益,每年都耗費(fèi)巨大的金額于此,因此水工混凝土的抗凍問(wèn)題仍舊是嚴(yán)寒地區(qū)迫不及待需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。在國(guó)內(nèi)塑性混凝土的力學(xué)性能研究方面,從李金玉、曹建國(guó)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,試件在凍融之后,即使其質(zhì)量損失未出現(xiàn)顯著損傷,其抗壓強(qiáng)度依然會(huì)大幅度降低,甚至不足二十八天養(yǎng)護(hù)后強(qiáng)度的一半。可見(jiàn),由于抗凍性是塑性混凝土耐久性的一個(gè)重要指標(biāo),影響著嚴(yán)寒地區(qū)塑性混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的使用壽命,凍融循環(huán)之后,由于試件表面會(huì)產(chǎn)生孔洞、剝落,變得凹凸不平,試件單位面積承載力會(huì)不斷減小,若抗壓強(qiáng)度急劇下降,則塑性混凝土極有可能已發(fā)生凍融破壞,因此在本試驗(yàn)中,我們將用評(píng)價(jià)塑性混凝土的抗凍耐久性的標(biāo)準(zhǔn)之一即塑性混凝土的抗壓強(qiáng)度來(lái)觀察并驗(yàn)證塑性混凝土在凍融循環(huán)下的強(qiáng)度的變化。1、實(shí)驗(yàn)1.1 材料采用強(qiáng)度等級(jí)為32.5MPa袋裝硅酸鹽水泥,膨潤(rùn)土、粘土均來(lái)自匯豐新材料有限公司,砂子采用天然河砂,細(xì)度模數(shù)為2.6,粗骨料為5~25mm連續(xù)級(jí)配的碎石,拌合水為哈爾濱市自來(lái)水。根據(jù)已有相關(guān)文獻(xiàn)研究及滿足塑性混凝土配合比基本要求的前提下,將塑性混凝土采用HJW-60型混凝土攪拌機(jī)機(jī)械拌合,拌合料澆注在100*100*400mm的試模內(nèi)并充分振搗,試件脫模后按照規(guī)范在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)28天之后放入水中浸泡,90天之后進(jìn)行凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn)。1.2 試驗(yàn)內(nèi)容塑性混凝土的凍融循環(huán)試驗(yàn)根據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(SL352-2006)進(jìn)行,本試驗(yàn)所采用的實(shí)驗(yàn)儀器為混凝土快速凍融試驗(yàn)機(jī)。實(shí)驗(yàn)前先將試件從水中取出,將表面擦凈,稱(chēng)取初始質(zhì)量,做相應(yīng)外觀描述并照相;將試件裝入試件皮桶,注入清水至試件頂面以上5~8mm;將所有試件分為4組,每組分別做0,5,10,15次凍融循環(huán),凍融試驗(yàn)出現(xiàn)以下三種情況之一(試件以達(dá)破壞)便立即停止:(1)凍融達(dá)到了預(yù)定的循環(huán)次數(shù);(2)相對(duì)動(dòng)彈性模量下降到初始值的百分之六十;(3)質(zhì)量損失率達(dá)到了百分之五。2、結(jié)果與討論2.1 質(zhì)量變化質(zhì)量損失率是評(píng)價(jià)塑性混凝土強(qiáng)度損傷的一個(gè)重要指標(biāo),隨著凍融次數(shù)的增多,試件棱角及棱邊逐漸變圓,粗骨料逐漸外露。本試驗(yàn)塑性混凝土的試驗(yàn)配合比為水泥:水:粘土:膨潤(rùn)土:砂:石子=1:1.73:1.21:0.26:3.75:3.75,試件質(zhì)量平均重8.8kg,凍融循環(huán)5,10,15次后的質(zhì)量損失分別為0.26,0.42,0.58kg。可以看出,隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,塑性混凝土的質(zhì)量損失逐漸增大,且由于塑性混凝土強(qiáng)度比較低,所以質(zhì)量損失在未達(dá)到5%之前就開(kāi)始有試件外表緩緩剝落的現(xiàn)象發(fā)生。2.2 強(qiáng)度變化將達(dá)到凍融循環(huán)次數(shù)的塑性混凝土試件測(cè)得質(zhì)量損失之后,放入壓力機(jī)中測(cè)得試件90d單軸抗壓強(qiáng)度平均值,0,5,10,15次分別為4.25,3.53,3.05,2.91MPa。3、結(jié)論本文對(duì)塑性混凝土進(jìn)行了凍融循環(huán)試驗(yàn)研究,為塑性混凝土的配合比設(shè)計(jì)、抗壓強(qiáng)度與應(yīng)用提供了重要的參考資料。主要結(jié)論如下:通過(guò)0,5,10,15次凍融循環(huán),隨著凍融次數(shù)的增加,塑性混凝土的質(zhì)量損失逐漸增加,抗壓強(qiáng)度逐漸減少。試件在經(jīng)受15次凍融循環(huán)后,其質(zhì)量損失已經(jīng)達(dá)到5%,再者,塑性混凝土試件經(jīng)過(guò)凍融循環(huán)后其強(qiáng)度減小,這一規(guī)律在經(jīng)歷小于10次凍融循環(huán)時(shí)尤為明顯,而在經(jīng)歷超過(guò)10次凍融循環(huán)之后,試件強(qiáng)度減小速率降低并趨于穩(wěn)定。并且可以看出,塑性混凝土在質(zhì)量損失不大的同時(shí),抗壓強(qiáng)度減少明顯,可以見(jiàn)得在未來(lái)仍需要進(jìn)一步試驗(yàn)強(qiáng)化塑性混凝土在抗凍性能方面的研究。參考文獻(xiàn):[1]李金玉,曹建國(guó).混凝土凍融破壞機(jī)理的研究[J].水利學(xué)報(bào),1999(1):41-49.[2]高丹盈,嚴(yán)克兵,胡良明等.膨潤(rùn)土類(lèi)型對(duì)塑性混凝土性能的影響[J].水力發(fā)電學(xué)報(bào).2009,29(6):112~116.[3]杜士斌.關(guān)于塑性混凝土防滲墻[J].人民黃河,1987,(6):54~56.項(xiàng)目基金:黑龍江省省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目,項(xiàng)目編號(hào):201710212038.

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