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1、混凝土的抗冻性研究混凝土的抗冻性研究结构工程李貌06111181一前言一前言1.1 1.1 混凝土抗冻耐久性研究的现状和意义混凝土抗冻耐久性研究的现状和意义混凝土抗冻耐久性研究的现状和意义混凝土抗冻耐久性研究的现状和意义 随着可持续发展观念与科学发展观的日渐加深，土木工程随着可持续发展观念与科学发展观的日渐加深，土木工程随着可持续发展观念与科学发展观的日渐加深，土木工程随着可持续发展观念与科学发展观的日渐加深，土木工程的耐久性也愈益受到人们的重视。这是因为建造土木工程的耐久性也愈益受到人们的重视。这是因为建造土木工程的耐久性也愈益受到人们的重视。这是因为建造土木工程的耐久性也愈益受到人们的重视
2、。这是因为建造土木工程所耗费的材料数量极其巨大，生产这些材料不但破坏生态、所耗费的材料数量极其巨大，生产这些材料不但破坏生态、所耗费的材料数量极其巨大，生产这些材料不但破坏生态、所耗费的材料数量极其巨大，生产这些材料不但破坏生态、污染环境，而且有的资源己近枯竭。耐久性不足也会带来污染环境，而且有的资源己近枯竭。耐久性不足也会带来污染环境，而且有的资源己近枯竭。耐久性不足也会带来污染环境，而且有的资源己近枯竭。耐久性不足也会带来的庞大的修理费用，例如英国英格兰岛中部环形快车道上的庞大的修理费用，例如英国英格兰岛中部环形快车道上的庞大的修理费用，例如英国英格兰岛中部环形快车道上的庞大的修理费用，例
3、如英国英格兰岛中部环形快车道上1111座混凝土高架桥，当初建造费座混凝土高架桥，当初建造费座混凝土高架桥，当初建造费座混凝土高架桥，当初建造费28002800万英镑，到万英镑，到万英镑，到万英镑，到19891989年因为维修而耗资年因为维修而耗资年因为维修而耗资年因为维修而耗资45004500万英镑，是造价的万英镑，是造价的万英镑，是造价的万英镑，是造价的1.61.6倍，估计以倍，估计以倍，估计以倍，估计以后后后后1515年还要耗资年还要耗资年还要耗资年还要耗资1.21.2亿英镑，累计接近当初造价的亿英镑，累计接近当初造价的亿英镑，累计接近当初造价的亿英镑，累计接近当初造价的6 6倍，倍，倍，
4、倍，这反映了结构耐久性造成的损失大大超过了人们的估计。这反映了结构耐久性造成的损失大大超过了人们的估计。这反映了结构耐久性造成的损失大大超过了人们的估计。这反映了结构耐久性造成的损失大大超过了人们的估计。对此，美国学者曾用对此，美国学者曾用对此，美国学者曾用对此，美国学者曾用“五倍定律五倍定律五倍定律五倍定律”，形象地描述了混凝土，形象地描述了混凝土，形象地描述了混凝土，形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性结构耐久性设计的重要性结构耐久性设计的重要性结构耐久性设计的重要性 即我们在设计的时候，如果少用一块钱用于钢筋的防护，那么就意味着当发现钢筋锈蚀，采取的最佳措施要5块钱的修复，如果发现钢
5、筋出现了顺筋裂缝时，要花25块钱，如果是严重的破坏，维修费要超过125块钱。混凝土的抗冻性能是其耐久性的一项重要指标，同时也是一项综合性能指标，高抗冻性能意味着混凝土的高耐久性。水工混凝土的设计指标中经常用抗冻性指标代替其耐久性指标。根据我国水工建筑物耐久性调查资料，在32座大型混凝土坝工程、40余座中小型工程中，22%的大坝和21%的中小型水工建筑物存在冻融破坏问题，大坝混凝土的冻融破坏主要集中在东北、华北、西北地区。尤其在东北严寒地区，兴建的水工混凝土建筑物，几乎100%的工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。除三北地区普遍发现混凝土的冻融破坏现象外，地处较为温和的华东地区的混凝土建筑
6、物也发现有冻融现象。因此，混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要问题之一，严重影响了建筑物的长期使用与安全运行，为使这些工程继续发挥作用和效益，各部门每年都耗费巨额的维修费用，而这些维修费用为建设费用的13倍。因此，混凝土抗冻耐久性研究在我国乃至世界均具有重大的社会意义和经济意义。欧美及前苏联等国家早在上世纪40年代就已重视混凝土的抗冻性，提出了混凝土的引气技术。到20世纪50年代，国外对冻融环境下的混凝土配置己普遍要求加入引气剂，从而较好地解决了混凝土结构的一般冻蚀问题。我国在解放后也有专家提出寒冷地区的混凝土必须引气(当时在天津修建的一个引气混凝土试验性工程至今完好无损)，但以后除水工
7、结构设计规范外，国内如路桥和建筑物设计规范均未列入必须引气的要求，以致大量的露天淋雨或与水接触的混凝土工程普遍遭受破坏，这种情况直到最近仍然未能改变。1.2 国内外研究概况国内外研究概况1.2.1 冻融循环后混凝土性能的试验研冻融循环后混凝土性能的试验研究和理论分析究和理论分析1.2.2 影响混凝土抗冻性的主要因素影响混凝土抗冻性的主要因素1.2.3 引气剂的使用对混凝土强度的影引气剂的使用对混凝土强度的影 响响冻融循环后混凝土性能的试验研究和理论分析冻融循环后混凝土性能的试验研究和理论分析冻融循环后混凝土性能的试验研究和理论分析冻融循环后混凝土性能的试验研究和理论分析 目前，对混凝土抗冻性的
8、研究，国内外都已经进目前，对混凝土抗冻性的研究，国内外都已经进行了一些研究工作，取得了一些成果。但这些成行了一些研究工作，取得了一些成果。但这些成果都主要集中在混凝土的冻融机理、高强混凝土果都主要集中在混凝土的冻融机理、高强混凝土与高性能混凝土的抗冻性能、以及使用各种外加与高性能混凝土的抗冻性能、以及使用各种外加剂提高混凝土的抗冻性能，对引气后的普通混凝剂提高混凝土的抗冻性能，对引气后的普通混凝土的力学性能的相关研究不多。同时，现有的关土的力学性能的相关研究不多。同时，现有的关于冻融循环后混凝土性能的试验资料，大多是以于冻融循环后混凝土性能的试验资料，大多是以质量损失与动弹性模量为标准，针对混
9、凝土抗冻质量损失与动弹性模量为标准，针对混凝土抗冻安全设计等级而展开的。安全设计等级而展开的。各国冻融试验方法提供的评估混凝土抗冻性的各国冻融试验方法提供的评估混凝土抗冻性的指标通常会给人一种印象，即只要满足了抗冻等指标通常会给人一种印象，即只要满足了抗冻等级或评估的指标，混凝土的强度就不会降低很多。级或评估的指标，混凝土的强度就不会降低很多。如我国如我国“普通混凝土长期性能和耐久性能试验方普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法法”快冻法规定快冻法规定:动弹性模量损失不超过动弹性模量损失不超过60%60%，质，质量损失不超过量损失不超过5%5%时，就认为满足抗冻等级的要求，时，就认为满足抗冻等级
10、的要求，而在强度设计中仍用原强度指标，并没有考虑折而在强度设计中仍用原强度指标，并没有考虑折减。实际上混凝土在冻融后强度有很大的降低，减。实际上混凝土在冻融后强度有很大的降低，如文献如文献11试验表明，抗压强度为试验表明，抗压强度为21.9MPa21.9MPa的加气的加气混凝土经混凝土经300300次冻融循环后，相对动弹性模量为次冻融循环后，相对动弹性模量为61%61%，质量损失为，质量损失为3.07%3.07%，而抗压强度仅为原强，而抗压强度仅为原强度的度的49.5%49.5%，降低了，降低了50%50%多。文献多。文献22的试验表明：的试验表明：抗压强度为抗压强度为34.2MPa34.2M
11、Pa的未引气混凝土，经的未引气混凝土，经100100次冻次冻融循环后，相对动弹性模量为融循环后，相对动弹性模量为62%62%，质量损失为，质量损失为1.2%1.2%，而抗压强度仅为原强度的，而抗压强度仅为原强度的44%44%，降低，降低50%50%多。多。可见，冻融循环作用对混凝土强度的影响比对相对动弹性模量或质量损失的影响要大，在相对动弹性模重和质量损失满足要求时，混凝土强度不一定满足要求。在实际应用中，我们最关心的是混凝土的力学性能，因强度损失直接关系到建筑物使用性能及安全。因此，在混凝土抗冻指标设计时还应参考强度指标，把抗冻等级与混凝土强度联系起来，才能保证结构的安全。影响混凝土抗冻性的
12、主要因素影响混凝土抗冻性的主要因素 含气量是影响混凝土抗冻性的主要因素。含气量是影响混凝土抗冻性的主要因素。5050年代年代引气剂的应用，使混凝土抵抗冻融能力大大提高，引气剂的应用，使混凝土抵抗冻融能力大大提高，成为成为2020世纪里混凝土技术取得进展的三个里程碑世纪里混凝土技术取得进展的三个里程碑之一。掺加引气剂主要是在混凝土拌和过程中引之一。掺加引气剂主要是在混凝土拌和过程中引进大量分布均匀的、微小且不连通的气泡，虽增进大量分布均匀的、微小且不连通的气泡，虽增加了总孔隙率，但微细气泡隔断了渗水的毛细管加了总孔隙率，但微细气泡隔断了渗水的毛细管通道，对混凝土的抗渗有明显的改善通道，对混凝土的
13、抗渗有明显的改善;同时，这些同时，这些气泡在硬化后的混凝土中可以缓解冻融过程中产气泡在硬化后的混凝土中可以缓解冻融过程中产生的冰胀压力和毛细孔水的渗透压力，从而提高生的冰胀压力和毛细孔水的渗透压力，从而提高混凝土的抗冻融能力。研究结果表明混凝土的抗冻融能力。研究结果表明:气泡间距因气泡间距因数越小，混凝土的抗冻性越高。国内外规范相关数越小，混凝土的抗冻性越高。国内外规范相关混凝土抗冻性方面，均提出了对混凝土含气量的混凝土抗冻性方面，均提出了对混凝土含气量的要求要求。引气剂的使用对混凝土强度的影响引气剂的使用对混凝土强度的影响 对于引气剂的使用，我国“水工混凝土结构设计规范”，“水工混凝土施工规
14、范”“港工混凝土和钢筋混凝土施工规范”，“水运工程混凝土质量控制标准”，“铁路用混凝土及砌石工程施工规范”，“普通混凝土配合比设计规程”，均要求有抗冻要求的混凝土，必须或应掺用引气剂。掺用引气剂使混凝土含气量增加，在提高混凝土抗冻性的同时，也会引起混凝土抗压强度的下降。经试验表明:当掺引气剂混凝土水灰比小于0.5时，含气量增加1%，强度约损失5%;水灰比大于0.5时，含气量每增加1%，强度降低7%。因此引气剂在使用时，要注意掺量问题。不同的品种及不同厂家生产的水泥，在引气剂的掺量相同情况下，含气量不同:水泥用量增加含气量将减少，水泥细度增大，含气量亦将减少;砂粒径在0.30.6mm之间时，含气
15、量较大，大于0.6mm或小于0.3mm时含气量减少，砂率减少，石子粒径增大，含气量降低;水的硬度增加，温度升高，含气量减少；。PC-2型松香热聚物引气剂，夏天机摇泡沫度平均为18%，冬期平均为20%，因此，要获得同样的含气量，冬期掺量1/10000左右，则夏天需要15/10000；在水泥用量相同的情况下，坍落度增大，含气量亦增大等。因此，引气剂的使用也需注意材料及施工方面的影响因素。一些文献的实验研究结论一些文献的实验研究结论 文献1采用慢速冻融方法对高强混凝土和普通混凝土在冻融循环后的力学性能进行了研究，包括抗压、劈裂抗拉及抗剪强度、弹性模量、泊松比和剪切模量等。其结论为:高强混凝土的试件经
16、过90次(慢冻)冻融循环后，其力学性能的损减，除了剪切模量外，均在10%以内;普通混凝土经过90次(慢冻)冻融循环后的试件，所有力学性能的损减均在10%以上，剪切模量超过20%。文献文献22采用快速冻融方法，对普通混凝土、引采用快速冻融方法，对普通混凝土、引气混凝土和高强混凝土的力学性能和微观结构进气混凝土和高强混凝土的力学性能和微观结构进行了分析，得出如下结论行了分析，得出如下结论:(1):(1)随冻融循环次数的随冻融循环次数的增加，三种混凝土的强度特性均呈下降趋势，其增加，三种混凝土的强度特性均呈下降趋势，其中抗拉强度和抗折强度下降幅度最大，而抗压强中抗拉强度和抗折强度下降幅度最大，而抗压
17、强度下降趋势较缓，如以目前抗冻标准中动弹模下度下降趋势较缓，如以目前抗冻标准中动弹模下降降40%40%作为一个临界值，普通混凝土的抗拉强度作为一个临界值，普通混凝土的抗拉强度只剩只剩51.6%51.6%，抗折强度剩，抗折强度剩30.9%30.9%，抗压强度还有，抗压强度还有84.8%84.8%；(2)(2)失重率这一指标对普通混凝土不一定失重率这一指标对普通混凝土不一定合适，而对引起混凝土抗冻性的安全评估有一定合适，而对引起混凝土抗冻性的安全评估有一定意义；意义；(3)(3)混凝土冻融破坏过程中微观现象与宏观混凝土冻融破坏过程中微观现象与宏观测试结果是互为印证的，由于混凝土微裂缝的增测试结果是
18、互为印证的，由于混凝土微裂缝的增长和发展，导致了混凝土宏观强度的下降和密实长和发展，导致了混凝土宏观强度的下降和密实度的降低。度的降低。二、实验二、实验1 含气量测定试验含气量测定试验 2 冻融试验冻融试验 3 单向抗压状态的强度试验单向抗压状态的强度试验试验目的试验目的 对普通混凝土和引气混凝土经不同冻融循环程度后的试件，分析其冻融后的形态，并对引气混凝土试件进行单向抗压状态的强度试验，并将试验结果同常态混凝土在常温下的试验数据进行比较分析 试件参数试件参数试件参数试件参数试试试试件件件件规规规规格格格格 单单单单位位位位（mmmmmmmm）试试试试件数量件数量件数量件数量 试试试试件用途件
19、用途件用途件用途100100100100100100100100100100100100515515515515试验试验试验试验用的主系列用的主系列用的主系列用的主系列试试试试件件件件15015015015015015015015015015015015041414141测测测测定混凝土立方体定混凝土立方体定混凝土立方体定混凝土立方体强强强强度度度度15015030015015030015015030015015030037373737测测测测定棱柱体抗定棱柱体抗定棱柱体抗定棱柱体抗压压压压强强强强度和度和度和度和弹弹弹弹性模性模性模性模量量量量100100400100100400100100
20、400100100400649649649649常常常常态态态态 冻冻冻冻融循融循融循融循环试验环试验环试验环试验及温度控制及温度控制及温度控制及温度控制表表表表2.1 2.1 试件设计列表试件设计列表试件设计列表试件设计列表表表表表2.2 2.2 混凝土试验用配合比表（每混凝土试验用配合比表（每混凝土试验用配合比表（每混凝土试验用配合比表（每mm3 3用量）用量）用量）用量）设计设计设计设计强强强强度度度度水泥水泥水泥水泥标标标标号号号号水灰水灰水灰水灰比比比比含气量含气量含气量含气量水泥水泥水泥水泥（kg)kg)砂砂砂砂（kg)kg)石子石子石子石子（kg)kg)水水水水（kg)kg)引气
21、引气引气引气剂剂剂剂（kg)kg)C20C2032.532.50.40 0.40 5.5-6.5.5-6.5%5%339.0339.00 0 642.0642.00 0 1185.21185.20 0 133.80 133.80 0.85 0.85 C25C2532.532.50.40 0.40 5.5-6.5.5-6.5%5%356.0356.00 0 615.0615.00 0 1188.01188.00 0 141.00 141.00 0.89 0.89 C30C3042.542.50.40 0.40 5.5-6.5.5-6.5%5%412.6412.67 7 586.8586.83 3
22、 1186.01186.00 0 164.30 164.30 1.03 1.03 C40C4042.542.50.36 0.36 5.5-6.5.5-6.5%5%412.6412.60 0 568.2568.20 0 1148.01148.00 0 166.00 166.00 1.07 1.07 C50C5042.542.50.32 0.32 5.5-6.5.5-6.5%5%526.0526.00 0 520.0520.00 0 1154.01154.00 0 168.30 168.30 1.30 1.30 直读式含气量测定仪直读式含气量测定仪 混凝土快速冻融设备混凝土快速冻融设备混凝土快速冻
23、融设备混凝土快速冻融设备 多功能混凝土三轴试验系统多功能混凝土三轴试验系统多功能混凝土三轴试验系统多功能混凝土三轴试验系统 含气量测定试验过程含气量测定试验过程含气量测定试验过程含气量测定试验过程 按照混凝土拌合物含气量测定方法，引气混凝土含气量测按照混凝土拌合物含气量测定方法，引气混凝土含气量测定的操作过程如下定的操作过程如下:(1)(1)清理量钵，将量钵放置平稳；清理量钵，将量钵放置平稳；(2)(2)将混凝土装入将混凝土装入1/31/3容器高度后，用捣棒由边缘向中心均容器高度后，用捣棒由边缘向中心均匀插捣匀插捣2525次，捣棒应插透本层高度，再用橡皮锤沿量钵外次，捣棒应插透本层高度，再用橡
24、皮锤沿量钵外壁击打壁击打10-1510-15次次(注装料避免过满注装料避免过满)；(3)(3)依上述步骤，将容器的其余依上述步骤，将容器的其余2/32/3高度分两次填充混凝土；高度分两次填充混凝土；(4)(4)用刮尺平刮掉混凝土表面多余的拌和物直至光滑无气用刮尺平刮掉混凝土表面多余的拌和物直至光滑无气泡；泡；(5)(5)用湿布擦净量钵边缘及沿口；用湿布擦净量钵边缘及沿口；(6)(6)盖好上盖，对称拧紧；盖好上盖，对称拧紧；(7)(7)关闭微调阀，打开排气关闭微调阀，打开排气(水水)阀；阀；(8)(8)用注水器从注水口注水，至水从排气用注水器从注水口注水，至水从排气(水水)口口平平 稳流出，关闭
25、注水阀后再闭排气阀；稳流出，关闭注水阀后再闭排气阀；(9)(9)用手泵打气加压，使指针指到初压点的位置，用手泵打气加压，使指针指到初压点的位置，打气超过初压点时用微调阀调节指针，打气超过初压点时用微调阀调节指针，(注表盘右注表盘右下方下方0 0点以下点以下“约一约一1”1”的位置的位置)；(10)(10)用手轻敲表盘外侧，使指针稳定在初压点上；用手轻敲表盘外侧，使指针稳定在初压点上；(11)(11)平稳地按下平衡阀约平稳地按下平衡阀约5 5秒后松开，用手轻敲秒后松开，用手轻敲表盘外侧，再按下平衡阀，指针稳定下来所指的表盘外侧，再按下平衡阀，指针稳定下来所指的就是混凝土的含气。就是混凝土的含气。
26、冻融试验过程冻融试验过程冻融试验过程冻融试验过程 按照混凝土快速冻融试验方法的要求，冻融试验具体过按照混凝土快速冻融试验方法的要求，冻融试验具体过程如下；程如下；(1)(1)冻融试验前四天将试件从养护室取出，进行外观检冻融试验前四天将试件从养护室取出，进行外观检 查，然后放在温度为查，然后放在温度为1515-20-20的水中浸泡的水中浸泡(包括对比试件包括对比试件和测温试件和测温试件)，浸泡时水面高出试件顶面，浸泡时水面高出试件顶面20mm20mm；(2)(2)试件浸泡四天后取出，用湿布擦除表面水分，称重；试件浸泡四天后取出，用湿布擦除表面水分，称重；(3)(3)将试件放入试件盒内注水，且在整
27、个试验过程中，水将试件放入试件盒内注水，且在整个试验过程中，水 位保持高出试件顶面位保持高出试件顶面20mm20mm左右；左右；(4)(4)将试件盒放入冻融箱后将试件盒放入冻融箱后(其中装有测温试件的试件盒其中装有测温试件的试件盒放在冻融箱的中心位置放在冻融箱的中心位置)；(5)(5)按标准要求调整冻融试验设备的操作系统，主要包括按标准要求调整冻融试验设备的操作系统，主要包括:设定冻融循环时间为设定冻融循环时间为2.53.0h(2.53.0h(其中用于融化的时间不得其中用于融化的时间不得小于整个冻融循环时间的小于整个冻融循环时间的1/4);1/4);控制冻结和融化终了时，控制冻结和融化终了时，
28、试件中心温度分别控制在试件中心温度分别控制在-172-172和和8282每块试件从每块试件从1515升至升至6 6所用时间不低于整个融化时间的所用时间不低于整个融化时间的1/21/2，试件，试件内外温差不超过内外温差不超过2828；冻融转换时间不超过；冻融转换时间不超过10min10min；(6)(6)开始冻融循环；开始冻融循环；(7)(7)试件每隔试件每隔5050次冻融循环检查一次外部损伤及重次冻融循环检查一次外部损伤及重量损失，检查测温试件的破损情况以便及时更换测量损失，检查测温试件的破损情况以便及时更换测温试件，调换试件盒在冻融箱内的摆放位置，对于温试件，调换试件盒在冻融箱内的摆放位置，
29、对于同一试件盒内的四个同一试件盒内的四个100mm X100mm X 100mm100mm X100mm X 100mm，也需调换其在试件盒内的摆放次序也需调换其在试件盒内的摆放次序 (8)(8)为保证试件在冻融液中冻结的温度稳定均衡，为保证试件在冻融液中冻结的温度稳定均衡，当有部分试件退出冻融循环后，须另用试件补充空当有部分试件退出冻融循环后，须另用试件补充空位，保证冻融循环中冻融箱内位，保证冻融循环中冻融箱内2828个试件盒内一直摆个试件盒内一直摆满试件满试件。试验结论试验结论试验结论试验结论 通过对不同冻融循环次数下的普通混凝土和引气混凝土的通过对不同冻融循环次数下的普通混凝土和引气混凝
30、土的宏观形态及微观形态分析，得出以下结论：宏观形态及微观形态分析，得出以下结论：(1)(1)普通混凝土和引气混凝土在冻融循环后，表面破坏形普通混凝土和引气混凝土在冻融循环后，表面破坏形态基本相似态基本相似:都随冻融次数的增加表面剥离情况加重；都随冻融次数的增加表面剥离情况加重；(2)(2)在水灰比相同的情况下的，普通混凝土的设计强度越在水灰比相同的情况下的，普通混凝土的设计强度越低，经相同冻融循环后的表面剥落情况越严重，相同水灰低，经相同冻融循环后的表面剥落情况越严重，相同水灰比和含气量的引气混凝土，也有此特征；比和含气量的引气混凝土，也有此特征；(3)(3)混凝土引气提高了混凝土的抗冻融循环
31、能力；混凝土引气提高了混凝土的抗冻融循环能力；(4)(4)冻融循环后，引气混凝土的微观结构发生变化，主要冻融循环后，引气混凝土的微观结构发生变化，主要表现有表现有:水泥浆体变得疏松水泥浆体变得疏松;空隙率增大空隙率增大:骨料与水泥砂浆骨料与水泥砂浆的粘结裂缝变大，裂纹增多，且逐渐贯通的粘结裂缝变大，裂纹增多，且逐渐贯通;引气产生的气引气产生的气泡逐渐破裂，逐渐丧失抵抗膨胀压力与渗透压力的能力。泡逐渐破裂，逐渐丧失抵抗膨胀压力与渗透压力的能力。不同冻融循环次数下，引气混凝土试件单轴加载后的强度不同冻融循环次数下，引气混凝土试件单轴加载后的强度不同冻融循环次数下，引气混凝土试件单轴加载后的强度不同
32、冻融循环次数下，引气混凝土试件单轴加载后的强度表表表表2.3 2.3 不同冻融循环次数的混凝土立方体极限抗压强度平均值不同冻融循环次数的混凝土立方体极限抗压强度平均值不同冻融循环次数的混凝土立方体极限抗压强度平均值不同冻融循环次数的混凝土立方体极限抗压强度平均值f1c(f1c(MPaMPa)设计设计设计设计强强强强度度度度冻冻冻冻融循融循融循融循环环环环次数次数次数次数0 05050100100150150200200300300350350400400C20C2023.60 23.60 23.20 23.20 22.07 22.07 20.80 20.80 17.60 17.60 10.21
33、 10.21 C25C2528.70 28.70 27.00 27.00 26.30 26.30 22.28 22.28 20.82 20.82 14.50 14.50 C30C3034.20 34.20 33.40 33.40 31.67 31.67 27.60 27.60 26.38 26.38 21.10 21.10 19.13 19.13 16.22 16.22 C40C4042.80 42.80 42.70 42.70 39.88 39.88 39.11 39.11 37.79 37.79 34.38 34.38 32.61 32.61 24.88 24.88 C50C5055.98
34、 55.98 54.12 54.12 54.20 54.20 52.33 52.33 53.62 53.62 47.92 47.92 45.80 45.80 38.85 38.85 表表表表2.42.4不同冻融循环次数的混凝土棱柱体极限抗压强度平均值不同冻融循环次数的混凝土棱柱体极限抗压强度平均值不同冻融循环次数的混凝土棱柱体极限抗压强度平均值不同冻融循环次数的混凝土棱柱体极限抗压强度平均值f2c(f2c(MPaMPa)设计设计设计设计强强强强度度度度冻冻冻冻融循融循融循融循环环环环次数次数次数次数0 0505010010015015020020025025030030035035040040
35、0C20C2018.06 18.06 18.10 18.10 16.60 16.60 15.90 15.90 14.00 14.00 8.20 8.20 7.20 7.20 C25C2522.10 22.10 21.22 21.22 21.22 21.22 20.60 20.60 17.50 17.50 15.69 15.69 10.50 10.50 C30C3026.30 26.30 25.90 25.90 25.90 25.90 24.80 24.80 23.33 23.33 22.63 22.63 17.50 17.50 14.25 14.25 12.30 12.30 C40C4031.
36、02 31.02 30.30 30.30 30.52 30.52 29.30 29.30 31.10 31.10 28.42 28.42 25.33 25.33 23.10 23.10 19.01 19.01 C50C5039.19 39.19 37.80 37.80 38.66 38.66 37.96 37.96 37.50 37.50 35.50 35.50 33.99 33.99 30.12 30.12 26.01 26.01 图图2.1 2.1 立方体极限抗压强度立方体极限抗压强度降低幅度与冻融循环次数降低幅度与冻融循环次数的关系的关系 图图2.22.2棱柱体极限抗压强度棱柱体极限抗压
37、强度降低幅度与降低幅度与 冻融循环冻融循环次数的关系次数的关系结论如下结论如下结论如下结论如下 (1)(1)随着冻融循环次数的增加，引气混凝土的单向随着冻融循环次数的增加，引气混凝土的单向抗压强度逐渐降低，且降低幅度也逐渐增大抗压强度逐渐降低，且降低幅度也逐渐增大 (2)(2)在冻融循环次数少于在冻融循环次数少于150150次左右时，冻融循环次左右时，冻融循环次数对混凝土的强度影响较小，而在冻融循环次次数对混凝土的强度影响较小，而在冻融循环次数超过数超过150150次左右时，冻融循环次数对引气混凝土次左右时，冻融循环次数对引气混凝土强度的影响迅速增大。这一点在混凝土的棱柱体强度的影响迅速增大。
38、这一点在混凝土的棱柱体抗压试验中表现尤为明显抗压试验中表现尤为明显:如设计强度为如设计强度为C25C25的混的混凝土试件在冻融循环为凝土试件在冻融循环为100100次时，棱柱体抗压强度次时，棱柱体抗压强度降低仅为降低仅为3.98%3.98%，而冻融循环达到，而冻融循环达到200200次时，强次时，强度降低了达到了度降低了达到了20.81%20.81%；(3)(3)总体来看，在水灰比和含气量相同条件下的引总体来看，在水灰比和含气量相同条件下的引气混凝土试件，由于设计强度大的试件中骨料含气混凝土试件，由于设计强度大的试件中骨料含量相对较少，冻融循环对其抗压强度的影响相对量相对较少，冻融循环对其抗压
39、强度的影响相对来说较小。来说较小。参考文献参考文献 11李金玉，曹建国李金玉，曹建国.混凝土冻融破坏机理的研究混凝土冻融破坏机理的研究J.J.水利学报，水利学报，1999,1999,(1)1:41-49(1)1:41-49 2 2覃丽坤。高温及冻融循环后混凝土多轴强度和变形试验研究覃丽坤。高温及冻融循环后混凝土多轴强度和变形试验研究D D 大大连连:大连理工大学博士论文，大连理工大学博士论文，2004.22004.2 3 3施士升施士升.冻融循环对混凝土力学性能的影响冻融循环对混凝土力学性能的影响J.J.土木工程学报，土木工程学报，1997,(30)8:35-421997,(30)8:35-4
40、2 4 4曹建国，李金玉曹建国，李金玉.高强混凝土抗冻性的研究高强混凝土抗冻性的研究J.J.建筑材料学报，建筑材料学报，1999,(2)4:292-2971999,(2)4:292-297 5 5杨正宏，史美伦杨正宏，史美伦.混凝土冻融循环的交流阻抗研究混凝土冻融循环的交流阻抗研究J.J.建筑材料学建筑材料学报，报，1999,(2)4:365-3681999,(2)4:365-368 6 6潘钢华，秦鸿根潘钢华，秦鸿根.粉煤灰混凝土冻融破坏机理研究粉煤灰混凝土冻融破坏机理研究J.J.建筑材料学建筑材料学报，报，2002,(5)1:37-412002,(5)1:37-41 7 7方壕，武世翔方壕，武世翔.混凝土在试验室条件混凝土在试验室条件F F冻融破坏的特点冻融破坏的特点J.J.混凝土与混凝土与水泥制品，水泥制品，20032003，(8)4(8)4：18-2018-20 8 8宋玉普宋玉普.多种混凝土材料的本构关系和破坏准则多种混凝土材料的本构关系和破坏准则M.M.北京北京:中国水利中国水利水电出版社，水电出版社，20022002