1、最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文探討低強度抗凍抗?jié)B混凝土配合比設(shè)計及其力學(xué)特性探討低強度抗凍抗?jié)B混凝土配合比設(shè)計及其力學(xué)特性摘要：通過對低強度混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并開展混凝土的抗凍、抗?jié)B和力學(xué)等性能的試驗研究。分別研究了最優(yōu)水灰比、引氣劑摻量等因素對混凝土抗凍性能的影響，并在上述條件下研究了其對強度和抗?jié)B等性能的影響，以及飽和與自然養(yǎng)護(hù)條件下混凝土抗壓強度變化特點。關(guān)鍵詞：低強度；抗凍；抗?jié)B；混凝土；配合比設(shè)計；力學(xué)特性中圖分類號：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A西北寒冷地區(qū)，年平均冰凍期長，晝夜溫差大，為保證水利水電工程質(zhì)量，所用水工混凝土必須具備良好的抗凍性能。1985年原水電部組織的全國性水

2、工混凝土病害調(diào)查結(jié)果顯示，水利工程混凝土凍融破壞是我國北方地區(qū)水利工程建設(shè)的突出問題之一，而西北地區(qū)的混凝土凍融破壞問題尤其嚴(yán)重。青海省某裝機容量為3X500kW的水電站地處高原大陸氣候區(qū)，多年平均氣溫在零度以下，最低溫度-31.1Co因為工程原設(shè)計和施工對混凝土抗凍抗?jié)B指標(biāo)考慮不足，致使電站建成后運行不到2年，就因多部位混凝土發(fā)生嚴(yán)重凍融破壞而致使整個工程陷入癱瘓，給當(dāng)?shù)卦斐删薮蠼?jīng)濟損失和社會負(fù)面影響。因此，在西北地區(qū)提高混凝土的抗凍性，對保證水利工程運行安全尤為重要。為了充分獲得和利用水資源，采用混凝土防滲渠道和各類灌溉輸水系統(tǒng)進(jìn)行輸水以減少在長線輸水過程中的滲漏損失來提高輸水效率。我國從

3、20世紀(jì)50-60年代開始興建各類混凝土輸水防滲工程，其主要形式為混凝土防滲渠道，但在西北寒區(qū)這些混凝土防滲渠道存在著嚴(yán)重的凍脹破壞，不僅直接影響渠道的正常使用，而且增加了運行管理難度和工程修復(fù)費用，故在寒區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展上，要想提高渠系水利用率，就必須正視渠道凍脹耐久性問題。自20世紀(jì)80年代以來，各地極為關(guān)注渠道防滲工程的凍脹問題，開展了多項試驗研究，取得了一系列的研究成果，但是要想從本質(zhì)上解決上述問題，最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文必須從混凝土的配合比設(shè)計上著手，尋求適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境特點的抗凍抗?jié)B混凝土深入研究混凝土力學(xué)特性。目前，對高抗凍抗?jié)B混凝土的研究大多是以高強混凝土（強度等級在

4、C50或C60以上）為基礎(chǔ)，通過對其進(jìn)行改性來達(dá)到提高抗凍抗?jié)B性能的目的。一般來講，這種混凝土多采用較小水灰比（一般不大于0.30）,混凝土中不僅要摻入高效引氣劑和減水劑，還需加入超細(xì)硅粉或其他優(yōu)質(zhì)礦物質(zhì)摻料，而且對所用粉煤灰的質(zhì)量要求較高，必須達(dá)到I級標(biāo)準(zhǔn)。也有人用低熱、高強度且孔隙率低的第二、三系列水泥，如鐵鋁水泥或貝利特低熱硅酸鹽水泥替代普通硅酸鹽水泥配制高抗凍抗?jié)B混凝土，但由于這種高抗凍混凝土造價較高，大多還處于試驗階段，導(dǎo)致其實際推廣應(yīng)用受到限制。另外，西北地區(qū)常年氣候偏干燥，經(jīng)濟不發(fā)達(dá)地區(qū)占有的面積較大，且待建的水利設(shè)施大多屬中、小型水利工程，這部分混凝土結(jié)構(gòu)往往受力較小，目的多為

5、輸水建筑物，這類工程對混凝土強度等級的要求相對較低（根據(jù)業(yè)內(nèi)經(jīng)驗，通常將C30以下混凝土稱為低強度混凝土，C3（HC40混凝土為中等強度混凝土，C50以上為高強度混凝土），但卻對混凝土的抗凍抗?jié)B等級要求很高，因此如何獲得低標(biāo)號、高抗凍抗?jié)B混凝土是一個重要課題。為此，本文結(jié)合引黃灌溉工程（主要為輸水襯砌和護(hù)坡結(jié)構(gòu)，強度要求不高）通過配制不同水灰比（W/C,這里W不口C分別代表拌制1m3混凝土所需水和水泥的質(zhì)量，單位：kg）、外加劑（引氣劑）的低強度混凝土，并進(jìn)行抗壓、抗拉強度、抗凍和抗?jié)B試驗，分析各種因素對混凝土抗凍抗?jié)B性能及其強度的影響，并對水灰比和外加劑進(jìn)行優(yōu)化選擇，以期為高抗凍抗?jié)B混凝土的

6、配制及相關(guān)工程的建設(shè)和安全運行提供參考。1原材料水泥為中水泥P.O42.5R級水泥。砂子細(xì)模2.2,含泥量2.0%屬III區(qū)細(xì)沙。石子為清水河（12）+（24）cm各50%卒石。引氣劑選用杭州中野天然植物科技有限公司研制的ZY99或者ZY-100新型引氣劑。2試驗方法最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文混凝土強度試件制作成15c$15cmX15cm,空氣中養(yǎng)護(hù)1d后拆模，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)至各個齡期，進(jìn)行抗壓強度測試?；炷量箖鲂栽囼灠碨D105-82水工混凝土試驗規(guī)程進(jìn)行，制作標(biāo)準(zhǔn)試件，試件標(biāo)養(yǎng)28d,在到達(dá)齡期前4d將需凍融試件放入（20±3）C的水中浸泡，對比試件仍在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)

7、護(hù)。凍融試驗在上海硅瑞儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的試驗箱中進(jìn)行，混凝土中心的凍融溫度為（20±2）（20±2）C,一個凍融循環(huán)時間為6h左右，1d凍融4次，連續(xù)不斷試驗。拌和混凝土含氣量測定采用氣壓法，硬化混凝土氣泡參數(shù)、大小和間距測定采用直線導(dǎo)線法。3混凝土配合比根據(jù)工程實際情況，混凝土設(shè)計強度為C1S依據(jù)混凝土抗凍設(shè)計相關(guān)要求，基準(zhǔn)混凝土配合比按有關(guān)規(guī)范由試驗確定，水泥用量280kg/m3,砂率35%坍落度（60±10）mm摻引氣劑混凝土，含氣量控制在4%-6%引氣劑摻量0.15%,水泥用量280kg。水泥用量、引氣劑摻量一定條件下混凝土含氣量隨W/C增加呈先增加，

8、后遞減趨勢，在水灰比W/C=0.55左右時含氣量最大。水泥用量、引氣劑摻量一定條件下混凝土坍落度隨著W/C增大而增大。3.1最優(yōu)W/C試驗的確定從研究混凝土配合比的要求看，滿足坍落度在（60±10）mm的配合比有3組，即W/C比分別為0.50,0.55,0.60,為了獲得最優(yōu)W/C將上述3組混凝土配合比分別配置混凝土做凍融試驗。混凝土抗凍性一般以抗凍等級來表示?？箖龅燃壥遣捎谬g期28d的試塊在吸水飽和后，承受反復(fù)凍融循環(huán)，以抗壓強度下降不超過25%而且質(zhì)量損失不超過5%寸所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)來確定的。GBJ50164-92將混凝土劃分為以下抗凍等級：F10,F15,F25,F5

9、0,F100,F150,F200,F250,F300等9個等級，分別表示混凝土能夠承受反復(fù)凍融循環(huán)次數(shù)為10,15,25,50,100,150,200,250和300次?？箖龅燃堿F50的混凝土稱為抗凍混凝土。因研究的混凝土配合比應(yīng)用地在西北，屬嚴(yán)寒地區(qū)，為提高混凝土耐久性，提高抗凍標(biāo)準(zhǔn)，以凍融150次結(jié)果為依據(jù)，由于渠道常年過水，也需要承受滲水壓力和最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文提高抗?jié)B性能（采用無錫市生產(chǎn)的HS-40型混凝土抗?jié)B儀進(jìn)行試驗），因渠道水深一般較淺，根據(jù)規(guī)范和工程實際W4標(biāo)準(zhǔn)以滿足設(shè)計要求，因此W訴準(zhǔn)作為下限進(jìn)行優(yōu)選，引氣劑摻量仍為0.15%。水泥用量、引氣劑摻量一定條件下混

10、凝土28d抗壓強度隨W/C增大而逐漸降低，特別是W/C超過0.53左右，強度下降更快，主要原因是水體增長較多，占住混凝土材料體積。隨著W/C增大，盡管強度有所降低，但是混凝土含氣量逐漸增大，到W/C接近0.55時，含氣量逐漸增大，主要原因是引氣劑在水體中發(fā)揮很好的摻氣效果，當(dāng)W/C超過0.55后，含氣量隨W/C增大而逐漸減少，其主要原因是水體增加較大后，盡管摻引氣劑但含氣量增加不如水體增加幅度大。在W/C不大時，隨著含氣量增加，混凝土強度逐漸加大，其原因是W/C發(fā)揮強度原因超過引氣劑，當(dāng)含氣量增加到5溢右時，強度達(dá)到最大，此時對應(yīng)的混凝土配合比為0.55左右，超過0.55后，含氣量逐漸減少，混

11、凝土強度相應(yīng)減少，主要原因是含氣量受水體和骨料影響，且氣體占據(jù)混凝土體積，削弱混凝土整體強度，影響混凝土結(jié)構(gòu)整體性和強度。盡管凍融后混凝土試件的抗壓強度普遍降低，但是在含氣量為5溢右時，混凝土試件強度降低幅度最小。引氣劑摻量為0.15%寸3組混凝土試樣抗?jié)B等級都在W4以上，這對于渠道和灌區(qū)小水頭工作條件是合適的。在W/C=0.530.55,引氣劑摻量為0.15%寸，所用混凝土配合各項指標(biāo)較好。為了更好比較W/C=0.53和W/C=0.55兩組試驗的結(jié)果，同時為了適當(dāng)提高強度，在原有混凝土水泥用量280kg基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加5kg水泥，以提高混凝土強度。引氣劑摻量仍為0.15%,W/C=0.53配

12、合比混凝土結(jié)果更優(yōu)，各項指標(biāo)。3.2W/C和水泥用量一定情況下最優(yōu)引氣劑摻量根據(jù)上述試驗結(jié)果，W/C=0.53和水泥用量285kg結(jié)果較好，但是引氣劑摻量對混凝土抗凍和抗?jié)B影響并不清楚，為此選擇引氣劑摻最新【精品】范文參考文獻(xiàn)專業(yè)論文量分別為0.025%,0.050%,0.100%,0.150%,0.200%M組試樣進(jìn)行試驗分析。可以看出，當(dāng)W/C和水泥用量一定時，混凝土含氣量和坍落度隨W/C曾加而逐漸增大。但是，含氣量在引氣劑摻量為0.15%0.20%增加幅度不大，而坍落度在引氣劑摻量為0.10%0.15%變化也不十分顯著。可以發(fā)現(xiàn)：引氣劑摻量不同時，所得混凝土配合比不同，各項指標(biāo)也不盡相同

13、。為了尋求最佳引氣劑摻量，W/C=0.53、水泥用量285kg,選擇0.10%,0.15附口0.20%H種摻量的混凝土做試驗。實驗證明，隨著引氣劑摻量增加，混凝土抗壓強度逐漸下降，經(jīng)過50,100,150次凍融后，摻量為0.15%的混凝土強度最高，而摻量分別為0.10%0.20%勺混凝土強度反而低于摻量0.15%的試樣，綜合各試驗結(jié)果，C15F150W混凝土標(biāo)準(zhǔn)配合比如下：W/C=0.53,水泥用量285kg,砂率35%,砂子688.3kg,石子1277.9kg,ZY99引氣劑摻量0.15%。當(dāng)W/C=0.53,水泥用量285kg和引氣劑摻量為0.15%寸，研究了飽和條件下（試件養(yǎng)護(hù)4d后放在

14、水中浸泡至7,28,90,180d）混凝土試件的抗壓強度。可以看出來：混凝土配合比完全相同條件下，由于養(yǎng)護(hù)工況不同，飽和條件下混凝土強度比自然養(yǎng)護(hù)條件下所測強度偏低，混凝土強度的降低是由于在混凝土結(jié)構(gòu)缺陷處水的吸附滲入作用。隨著多孔結(jié)構(gòu)的充水，水的滲入作用效應(yīng)減緩。止匕外，由于單分子層厚度的增加，降低了在狹小縫隙結(jié)構(gòu)中的表面能量。水是一種表面活性介質(zhì)，隨著它對混凝土作用的增加，降低了由于已產(chǎn)生的收縮和潮濕區(qū)不均勻分布而引起的內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)，而且促使水泥石凝膠膨脹和結(jié)構(gòu)密實。經(jīng)過長時間浸泡后，這時混凝土水化硬化過程不大可能有迅速的進(jìn)展，因為，這時大部分水泥顆粒實際上已經(jīng)水化，而對于齡期較長的混凝土來說，已水化的部分占絕大多數(shù)。當(dāng)然也不能完