超低温冻融循环作用下的混凝土强度

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发布时间：2021-11-20

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摘要;混凝土结构已应用于低温、超低温环境领域，而当前对超低温下混凝土性能的研究很少，超低温冻融循环作
用下混凝土强度的研究在国内几乎是空白。参照<普通混凝土长期性和耐久性试验方法》，考虑循环次数、循环时的
最低温度、水胶比及外界环境湿度等参数的影响,进行了立方体混凝土抗压、抗拉强度试验及砂浆残样的SEM扫描
电镜试验,探究超低温冻融循环作用对混凝土强度的影响及损伤的微观机理。强度试验结果表明，较常规冻融循环,
超低温冻融循环对混凝土有更不利的影响，且随温度的降低,水胶比的提高,损伤有加大的趋势:相应地，SEM电镜
试验下混凝土砂浆孔径增大材料变得更疏松,从机理上解释了强度试验结果的合理性。
关键词,混凝土超低温;冻融循环强度;微观结构:
中图分类号:TU502
文献标识码:A
文章编号:1674 4764(2012)S2- 0165-04
Experimental Research on Concrete Strength under F reeze thaw
Recycle Action with Ultra-low Temperature
Xie Jian"，Wu Hong-ai
(a. Tianjin University, Department of Civil Engineering,
b. Key Laboratory Coast Civil Structure Safety, Ministry of Educa tion, 300072 Tianjin,P. R. China)
Abstract: The concrete structure has been used in low and ultra- low temperature environment. But few researches are experi-
enced on its properties under freeze thaw recycles with ultra - low temperature. Based on the standard for test methods of long
term performance and durability of ordinary concrete, considering the influence of the times and minimum temperature of recy-
cles, water cement ratio and the external environment humidity, compressive and tensile strength of cubic concrete and scanning
electron microscopy on the residual sample are experimented to explore the impact of freezing and thawing cycles under ultra-
low temperature on its strength and microstructure. The results show that the role of cryogenic temperature for freeze thaw cy-
cles has a greater effect on concrete performance. With the temperature decreasing and water- cement ratio increasing，the
damage tends to grow up. Consistent with the results of the strength tests, electron microscopy tests show that the pore size of
mortar increases and the material becomes looser.
Key words : concrete; ultra- low temperature; freeze- thaw cycles; strength; microstructure.
随着中国对LNG和LPG产业的发展越来越重视、西部
循环作用对混凝土损伤最大[司。文献[9]中提到,20 c~-
大开发战略和东北老工业基地振兴计划的实施、海洋环境下
196 c冻融循环3次,混凝土抗压强度降低50%,弹性模量
的浮动码头建设的开展。低温深冷环境下的土木工程建设正
降低90%。文献[8-11]中提到,随着冻融次数的增多、循环
在兴起。混凝土、预应力混凝土结构的设计建设已步入一个.
时最低温度的降低水胶比的提高、环境含水量的增大,冻融
新的高度和领域,也不可避免遇到一系列新问题,超低温冻.
损伤的程度越严重,而含气量的增加对抗冻性是有利的。此
融循环作用对混凝土的影响便是其中之一，
外降温速率对冻融损伤的程度也有较大的影响,降温速率提
国内,冻融循环对混凝土影响仅作为一个耐久性课题,
高会加重损伤的程度,降温速率降低70%时,混凝土的损伤
大多集中于常温到_ 30C 左右的循环作用1-0],由于受到工
程度明显降低11]。
程背景、技术设备条件的限制，超低温冻融循环下混凝土性
由于地理条件、试验条件差异等原因,国外的研究资料
能研究几乎是空白，国外.欧美日本等几个发达国家通过一
不能直接用于国内低温混凝土的设计与应用。本试验利用.
系列试验研究已取得了大量研究成果,美国学者Monfor提
低温冰箱和超低温液氮环境箱实现了常温到_180C范围内
出,饱和硅酸盐水泥混凝土经12次冻融循环，在最低温度为.
快速降温,通过对比不同强度等级的混凝土强度冻融前后外
-.30C、-70C.-170C时抗压强度分别降低50%、60%
观变化、强度损失及SEM电镜下混凝土材料微观结构的变
和55% ,抗拉强度降低60%、70%和 70%,常温~- -70 c的
化，,以研究超低温冻融循环作用对混凝土性能的影响程度及