引气混凝土冻融耐久性能的研究

2017-10-23

福建质量管理 2017年18期

关键词：抗冻冻融循环试块

(青岛理工大学山东青岛 266000)

引气混凝土冻融耐久性能的研究

张闪闪商怀帅魏磊

(青岛理工大学山东青岛266000)

本文对N(冻融循环次数)=0、50、100、200、300以及400的引气混凝土的耐久性能进行研究,研究结果表明，N越大，引气混凝土的动弹性模量、质量以及强度越低；强度等级高的引气混凝土能经受更多次冻融循环。

引气混凝土；动弹性模量；冻融循环；耐久性

目前，对引气混凝土材料的研究主要集中在物理力学性能以及工程应用中出现的裂缝问题上，对冻融循环耐久性能的研究还较少[1]。本文依据GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能的测试方法标准》[2]对不同强度等级(C20、C25、C30、C40、C50)的引气混凝土在N=0、50、100、200、300以及400时的引气混凝土动弹性模量、质量损失和强度损失进行研究。

一、试验概况

(一)实验材料及设备

本试验中的材料根据JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》[3]选择如下：水泥为当地的P·O 32.5级与P·O 42.5级水泥；组骨料为碎石粒径5～20mm的石子；沙子是天然河沙(细度模数2.6)；用自来水进行搅拌。材料的配合比见表1。

表1 引气混凝土每立方米的配合比

(二)试件制备

按照表1给出的配合比先计算出配制体积为20L混凝土时所需用原材料的用量。用加由引气剂(松香皂类液体)的自来水进行搅拌，最后制作出100mm×100mm×400mm和150mm×150mm×150mm两种规格的试块。

(三)试验方法

将试件对上述两种尺寸的立方体试件的温度由10℃降至-15℃，再将试件温度由-15℃提高至10℃为一个冻融循环。冷冻时间、解冻时间分别为4～4.5个小时和2～2.5个小时，冻融之前将试件浸泡于水中至恒重。

二、试验结果分析

试块的质量损失率、强度损失率的计算结果见表2和表3所示，混凝土的相对动弹性模量，见表4。

表2 不同次数冻融循环后引气混凝土试块的质量损失率(%)

表3 不同次数冻融循环后引气混凝土试块的强度损失率(%)

表4 不同次数冻融循环后引气混凝土试块的相对动弹性模量(%)

(一)质量损失分析

质量损失是混凝土抗冻性的一个评价指标[4-5]，从实验结果可以看出：N≥300时，质量损失迅速增大，即N越大，质量损失越大。

由表2可知，N=300时，C20、C25引气混凝土试块的质量损失分别为4.54%和3.52%，而C30、C40、C50混凝土试件的质量损失更小，均满足质量损失不大于5%的要求。表明从质量损失的指标来评判，C20、C25、C30、C40、C50在N=300时仍能满足抗冻要求；在N=300时，只有C20混凝土试件的质量损失为5.26%不满足要求，其余组混凝土试件质量损失率均满足要求。

文献[6]对普通混凝土的质量损失进行了研究，其质量在冻融初期有所增加，随后质量开始减少；但对于本研究中的引气混凝土质量没有出现增加的现象，是由于本研究中冻融试验前引气混凝土试块已经在水中浸泡至恒重。

(二)强度损失分析

由表3可知，随着N的增大，引气混凝土的抗压强度在降低，而且随着N的增大，对强度的影响越来越明显。如C25的引气混凝土试块在N=0到N=100过程中强度损失了8.36%，而由300-400次的过程中强度损失了35.15%。分析其原因可知，是由于初始冻融作用影响的只是试块表皮层。

(三)动弹性模量变化分析

由表4可知，C30、C40的混凝土试块在N=100、300、400时的相对动弹性模量分别为：95.28%、81.25%、69.84%和96.25%、79.14%、67.52%。由此可知，同一强度等级的混凝土试块N越大，其相对动弹模量越小。这是因为在混凝土内部冻融膨胀压力作用下，内部裂缝增多且贯通，从而导致试件整体性降低，相对动弹模量下降。