力學損傷對混凝土抗凍性影響的研究

孫東升

(錦州師范高等專科學校)

0 引言

混凝土若添加了外在特性的荷載、偏多的腐蝕溶液，或者經由凍融循環，都會提快劣化的速率，加劇原初的損傷程度．伴隨應力的遞增，土體損毀的速率，也會隨同變大．除此以外，彎曲荷載也促動了凍融態勢下的損毀，變更了原初的土體構架，表征著脆弱的特性、很易損毀這樣的特性．建造流程以內，受到偏多的撞擊、地震產生出來的各類荷載，都會傷害到固有的土體結構，也破壞掉了抗凍特性．

1 擬定好的實驗流程

1．1 抗凍查驗的材料

選出來的混凝土，是硅酸鹽特性的普通水泥．碎裂態勢下的石灰石，連續級配被設定成520 mm;挖掘得來的天然河砂，細度模數限縮在2．7以內，表面層級特有的密度數值，是2645 kg/m3．高效態勢的減水劑、帶有松香熱聚物這一特性的引氣劑，減水率限縮在20%這一比值之下．減水劑耗費掉的用量，應當經由調和．混凝土固有的坍落度，應被管控在100 mm范疇以內．成型以后的一天以內，可以審慎予以拆模．把配置得來的試件，安設在標準態勢之下，再經由一個月這樣的養護．

低熱特性的、硅酸鹽制備出來的水泥，攙和著偏細的骨料．骨料采納天然態勢下的細小砂礫，砂礫固有的細度模數最優．水泥制備選出來的粉煤灰，被設定成第二層級下的粉煤灰．飽和面特有的干密度被設定成2．8 g/cm2;飽和面吸納水分的特有概率，設定成1．2%．二級配范疇內的骨料，偏小石塊表征著的粒徑17 mm，偏大石塊表征的粒徑25 mm．采納4種規格以下的引氣劑、關聯著的減水劑．在這之中，選出來的減水劑，帶有高效減水這樣的特性．經由拌合以后，測量得來這一時段的含氣量、關聯著的容重;把混合態勢下的混凝土，添加至合規的容器以內，經由高頻振搗．

1．2 細化的查驗次序

經由標準養護得來的試件，用某規格下的磨拋機，打磨掉它的棱角．這樣做，能防止接續的加載時段中，集中過來的應力損傷．經由打磨以后，選出來一組原有的配件，用于擬定好的抗壓測定．這一組以內的配件，能衡量出加載的態勢下，荷載管控依托的指標．尺寸效應關涉的系數，被設定成33 MPa．

真正去添加荷載以前，選取某規格下的超聲儀，測量初始時段內的波速．添加荷載時，應均勻去添加這些荷載;荷載管控的水準，不要超出運算得來的抗壓強度．縱向態勢下的反復加載，不應超出極限特性的荷載能力．

間隔32個如上的加載流程，就要利用查驗必備的儀器，衡量出損傷以后的試件波速．依循給出來的公式，運算得出配件既有的損毀狀態．調和預設的荷載數值、添加進來的加載次數，以便衡量配件損毀的狀態．荷載數值及關聯著的加載次數，都應被限縮在0．2這一數值范疇以內．預制流程前后，查驗得來的損傷程度、關聯著的波速，都應保障精準．

2 注重的事宜

凍融循環特有的實驗，應當依托快速凍融機．著手去查驗以前，應把基準特性的混凝土試塊、初始損傷態勢下的這種試塊，放置于特有溫度之下的水體之中．經由4 h這樣的浸泡，采納某規格下的電子秤，稱量得來潤濕狀態以下的試塊質量．

超聲檢測依托的儀器，能明辨濕潤態勢下的彈性波速．若試塊質量更替的概率會超出4．9%，或者原初的彈性模量限縮至六成，就表征著土體被損毀．凍融循環這一流程之后，試塊質量更替的頻率、相對范疇內的動彈性，都應被運算出來．具體而言，運算依托的公式被設定成:M=(ab)/b×100%．式子以內的a及b，分別表征著預制損傷得來的配件質量、潤濕態勢下的配件質量．

初始時段內，混凝土固有的含氣量同一;然而，含氣量接續的損失率，會隨同振搗時段的延展，而凸顯遞增的傾向．預設不同態勢下的水膠比，那么損失掉的含氣量，會隨同水膠比這樣的數值而遞增．拌合物發散出來的氣泡，密切關聯著土體形成、后續時段的土體穩定．添加某規格下的引氣劑，以便引入足量氣泡．如上的流程，被看成氣體特有的乳化流程．液相特性的氣泡，很易被穩固在固相網絡以內．新拌合得來的混凝土，氣泡凸顯出不穩定的總傾向．分散布設著的氣泡、周邊范疇以內的水泥砂漿，縮減了熱力學這樣的趨勢．振搗加密了原初的氣泡接觸，形成體積偏大的新氣泡．重力的促動之下，液體經由附帶著的液膜，漸漸予以流失．液膜變得更薄，達到預設的臨界數值．在這時，體系不能荷載偏多的壓力，因而氣泡碎裂．

3 抗凍特性查驗的結論

3．1 試塊質量的更替

設定出來的損傷度以下，試塊質量更替的概率，密切關聯著預設的循環次數．比對基準特性的混凝土，凍融試驗得來的新混凝土，若沒能達到特有的給定次數，則質量限縮的速率會很慢;超出這一次數以后，質量縮減的速率就會提快．設定出來的同樣次數以下，損傷度偏大的土體試塊，質量損毀的態勢就偏重．若凍融循環耗費掉的次數會超出100次，那么試塊固有的質量會漸漸升高．這是因為，試塊表層潛藏著一些裂痕，累積得來的水分存留在裂痕以內，添加了固有的土體質量．然而，凍融損傷經由漸漸的累積，若超出120這樣的次數，試塊質量會表征出突然縮減這樣的傾向;這一時段的縮減速率，顯著超出慣常見到的基準試塊．

質量變更率這一數值，能評判初始時段中，力學損傷表征出來的性能干擾，它影響了固有的抗凍特性．試驗延展直至120這一次數時，各組以內的試塊，質量更替率沒能超出4．9%．但在這一時點，相對態勢的動彈性，已經低于預設的60%．由此可見，質量變動特有的概率，不應被涵蓋進試塊毀損的管控要素以內．

3．2 動彈性范疇內的模量

動彈性這一范疇的模量，與凍融循環預設的次數，有著深層級的關聯．具體而言，凍融循環原有的次數遞增時，相對態勢下的動彈性，就凸顯出縮減的總傾向．基準特性的混凝土、力學損傷架構下的混凝土，都表征著這一狀態．若循環次數被給定，那么損傷度層級提升時，動彈性這樣的模量也會限縮．

損傷度若被看成0．01，則模量限縮的速率，很接近基準特性的土體試塊;若被設定成0．3之上，則模量限縮現有的速率，就明顯超出特有的基準試塊．經由80次如上的循環，試塊被完全毀掉，沒能辨識超聲波這一范疇的波速．由此可見，力學損傷得來的試塊，抗凍特性會縮減得很多如圖1所示．

圖1 模量及次數的關聯

3．3 力學特性的漸漸演化

凍融損傷依循的變更規律，關聯著這一流程以內的損傷度．土體表征出來的損毀程度、余留下來的試塊性能，它們的加和就表征著固有的試塊性能．力學損傷及特有的應力損傷、凍融態勢下的損傷，折射出固有的某一關聯．經由回歸分析，可以得來如上的三者關聯．力學損傷范疇以內的變量擬合、數值比對得來的結論，折射出變量擬合態勢下的數值．擬合值及關聯著的絕對值，若誤差沒能超出0．05，或平均運算得來的誤差沒能超出16%，則表征著運算出來的實驗數據，與原初數據帶有最優的吻合特性．添加進來的外在荷載，延展了凍融態勢下的土體裂痕，也提快了土體損毀這樣的速率．與此同時，應力損毀范疇以內的土體界面，會表征著內部架構中的細微裂痕、劣化以后的偏小孔隙．如上的劣化狀態，也會限縮抗凍特性．圖2為凍融以后的土體裂痕．

圖2 凍融后的土體裂縫

4 振搗流程特有的性能影響

調配得來的引氣劑，經由多次預設的凍融循環，動彈性這樣的模量都偏高．這樣的態勢下，抗凍特性凸顯出來的差異數值，就會被縮減．振動成型這一流程，依循如下的本源原理:經由高頻振動，土體拌合物凸顯出液化流動的傾向;固相微粒原有的黏度及自重，都會漸漸縮減，傾向于穩固的位置．內部架構的裂痕變少，攪拌夾帶進來的拌合物，又都經由引氣劑這一制劑作用，化成氣泡及排出，增添了累積得來的構架濃度．測量得來的含氣量，會受到偏多的振動干擾，排除了規模偏大的氣泡．若能延展振搗時間，就能排出偏小的氣泡，抵擋了凍結．

水膠比被設定成0．4，土體帶有偏高的粘結特性;高頻態勢的振搗，不會排出既有的細微氣泡．氣泡固有的間隔系數沒能變更，為此，基準混凝土固有的抗凍差別，也沒能表征出來．添加了某規格下的引氣劑，會變更原有的構架特性;它對接續的振搗、抗凍特性的變動，也會凸顯某一作用．試驗得來的數值表征著:水膠比遞增時、振搗時間延展時，土體試塊固有的含氣量、固有的抗凍特性，也會隨之變更．引氣劑特有的規格品質，會影響選出來的試塊屬性．選出最佳規格之下的這種制劑，能保障抗凍特性，調配出合規的混凝土．

施工時段中，應當明辨水膠比這樣的差值，有序管控振動時間，回避常提到的過振狀態．水膠比被設定成0．55之上時，不適宜采納特有的高頻振搗．若有必要依循高頻振搗的路徑去施工，那么在接續的配置時段中，要選出最優的引氣劑，同時限縮振搗的時間．還可以限縮預設的水灰比，保障塑造出來的土體試塊合規．

5 彎曲荷載特有的影響力

普通范疇內的混凝土、帶有引氣特性的土體、鋼纖維制備出來的土體，在彎曲荷載這一作用之下，凍融指數會隨同荷載比的遞增，而凸顯出下降的總傾向．土體固有的強度越大，彎曲荷載就越難干擾到凍融流程．這就表征著:高強特性的混凝土，有著明晰的技術優點．混凝土經由長時段的鹽分腐蝕，表征出來的凍融特性，會超出水體腐蝕得來的這種特性．如上的兩種數值，潛藏著線性關聯．這種固有的關聯，并不關涉添加進來的鋼纖維，或者添加進來的引氣．

彎曲荷載及平日以內的鹽分侵蝕，都會影響固有的抗凍屬性．設定出來的凍融指數，會凸顯出冪函數這樣的關聯．凍融及荷載這樣的整合之下，抗凍特性會隨同應力比而不停變更．實際上，彎曲荷載促動了土體的損傷，且變更了原有的破壞形式．這樣的損毀，被看成突發特性的、帶有脆性破壞傾向的損毀．若遇到偏多的意外撞擊，或偶然添加過來的荷載，也會加劇凍融態勢下的試塊破壞．

若混凝土原初的凍融次數，沒能超出1300次，那么鹵水腐蝕態勢下的凍融系數，就會凸顯出偏高的傾向．這樣的傾向，密切關聯土體固有的內部框架，也關涉著腐蝕作用特有的損毀機理．鹵水表征著的凍融破壞，存在雙重范疇內的成效性:第一，鹵水冰點被限縮時，水體原有的凍融破壞，就縮減了強度層級;第二，在溫度偏低這樣的態勢下，潔凈鹽類凸顯出來的壓力，會加劇表層范疇以內的土體損毀．若土體固有的構架很致密，孔隙構架帶有細化的特性，抗凍特性就最優．實驗室范疇內的凍融試驗，鹽類特有的潔凈作用，發生于偏細小的固有孔隙以內．鹽類固有的結晶量同一時，偏小孔隙以內的鹽分，結晶層級會更高．為此，鹵水腐蝕添加著凍融這樣的破壞，對土體原有的致密構架，會帶來偏大的毀損作用，凍融系數被限縮．

6 結束語

應力損傷會縮減土體的抗凍屬性，造成固有的性能變差．損傷度預設的分界線被設定成0．1，若損傷沒能達到這一層級，則可忽視掉應力損毀;若超出了預設的數值，則土體會表征出顯著限縮的狀態．凍融損傷依托的演化流程，包含慣常提到的應力損傷、力學損毀范疇以內的演化方程．初始時段的這一損傷，會加劇接續的損傷進展，應當明辨這樣的特性．

［1］ 趙慶新，康佩佩．力學損傷對混凝土抗凍性的影響［J］．建筑材料學報，2013(2)．

［2］ 慕儒．氯化鈉、硫酸鈉溶液對混凝土抗凍性的影響及其機理［J］．硅酸鹽學報，2011(6)．