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冻融环境下混凝土内外损伤特性研究

作　者: 张连水
导　师: 赵铁军；F.H.Wittmann
学　校: 青岛理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 混凝土结构耐久性 引气混凝土 冻融循环 毛细吸水 压汞 微观结构
分类号: TU528.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


冻融循环破坏对混凝土结构的耐久性产生着重要的影响,尤其是北方寒冷地区,几乎100%的建筑物都遭受到不同程度的冻害。混凝土经不同冻融循环后其内外部位的宏观性能和微观结构都会发生明显的变化,因此,掌握其内外部位的损伤规律具有非常重要的意义。本课题采用六种未掺和掺加引气剂的不同水灰比混凝土进行试验,立方体试件用来测7、14、28、56d的强度;棱柱体试件用来进行冻融循环试验。经过不同次数的冻融循环后测其相对动弹性模量、失重率,然后将试件切割后做毛细吸水,最后取部分试样进行压汞试验,得出孔结构的变化参数。最终得出混凝土在冻融环境下内外部位的损伤规律。试验结果表明:强度方面,由于引气剂的掺入,使得引气混凝土强度对水灰比的敏感度降低,而且强度都有不同程度的下降。抗冻性方面,引气混凝土具有较高的抗冻性,即使水灰比为0.6,其冻融循环次数也能够达到450次,而且水灰比越小,抗冻性越好。但是普通未掺引气剂混凝土的抗冻性却非常差。混凝土经过一定次数的冻融循环后,毛细吸收系数以及容水率的变化都是外部显著大于内部,两者相关性良好。孔结构方面,由压汞试验可知,引气剂的掺入增加了孔径大于220nm的孔隙。孔隙率和临界孔径能够较好地说明混凝土经过冻融循环后的孔径变化情况,但是具体到试件内外不同部位,并不存在清晰的差别。未掺引气剂的混凝土在经过一定次数的冻融循环后,无害孔、少害孔、有害孔累计体积变化较小,而多害孔累计体积增加却非常明显,并且水灰比越高,增加幅度越大。掺加引气剂的混凝土在经过300次的冻融循环后,无害孔、少害孔、有害孔累计体积变化不大,而多害孔累计体积有所增加,不过增加幅度较小,都在20%以内。由此可见,引气混凝土具有很好的抗冻性。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 混凝土结构耐久性  10-13
    1.1.1 混凝土结构耐久性的研究意义  10-11
    1.1.2 冻融循环作用对混凝土结构耐久性的影响  11-12
    1.1.3 引气剂在混凝土中的应用  12-13
  1.2 本课题的研究意义  13-14
  1.3 本课题的研究内容及目的  14-16
第2章 文献综述  16-27
  2.1 混凝土的冻融破坏  16-20
    2.1.1 早期观点  16
    2.1.2 静水压假说  16-17
    2.1.3 渗透压假说  17-18
    2.1.4 混凝土抗冻性的影响因素  18-20
  2.2 混凝土的毛细吸水理论  20-21
  2.3 混凝土的孔结构  21-27
    2.3.1 孔结构概论  21-24
    2.3.2 压汞试验理论  24-27
第3章 试验  27-38
  3.1 混凝土的制备与养护  27-28
    3.1.1 原材料  27
    3.1.2 配合比  27-28
    3.1.3 成型和养护  28
  3.2 试验方法和流程  28-38
    3.2.1 混凝土强度试验  28-29
    3.2.2 含气量的测定  29-31
    3.2.3 冻融循环试验  31-32
    3.2.4 超声波法测定混凝土的相对动弹性模量  32-33
    3.2.5 混凝土的失重率测试  33-34
    3.2.6 毛细吸水试验  34-36
    3.2.7 压汞试验  36
    3.2.8 试验流程图  36-38
第4章 试验结果  38-58
  4.1 强度试验结果  38
  4.2 相对动弹性模量及失重率试验结果  38-44
  4.3 毛细吸水试验结果  44-53
  4.4 试件体积测量结果  53-54
  4.5 压汞试验测试结果  54-58
第5章 结果分析与讨论  58-76
  5.1 强度结果分析  58-59
  5.2 冻融循环对相对动弹性模量和失重率的影响  59-63
    5.2.1 相对动弹性模量的变化  59-61
    5.2.2 失重率的变化  61-63
  5.3 冻融损伤对混凝土内外吸水性能的影响  63-69
    5.3.1 冻融损伤对混凝土内外毛细吸收系数的影响  65-67
    5.3.2 冻融损伤对混凝土内外容水率的影响  67-69
  5.4 冻融损伤对混凝土内外孔结构的影响  69-76
    5.4.1 冻融损伤对混凝土内外孔隙率的影响  70-71
    5.4.2 冻融损伤对混凝土内外临界孔径的影响  71-72
    5.4.3 冻融损伤对混凝土内外孔径分布的影响  72-76
第6章 结论及展望  76-79
  6.1 结论  76-78
  6.2 展望  78-79
参考文献  79-83
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果  83-85
致谢  85

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑材料 > 非金属材料 > 混凝土及混凝土制品 > 普通混凝土
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