凍融對混凝土抗壓強度的研究

康浩　胡宇祥　姜紅羽　王思銘

摘 要：混凝土是水利工程行業最重要的建筑材料，其耐久性將會直接影響水工建筑物的安全，而凍融破壞作用是影響混凝土耐久性的直接因素，在北方寒冷地區尤為常見。之所以做凍融循環試驗，是為了探究其給予不同強度級、抗壓強度的影響，從而為北方寒冷地區的工程實踐提供參考依據。

關鍵詞：混凝土;凍融循環;抗壓強度

1 緒論

大型水利工程中，整體性好、抗壓強度高、可塑性好等優勢，使得混凝土作為最常用的建筑材料，被廣泛應用于各個工程領域。雖然其安全可靠度高，混凝土結構的耐久性經常被忽視結果遭到破壞，影響極為嚴重。國內外針對高強混凝土的抗凍性能研究已開展了相關的試驗工作，相對較少的是一些普通混凝土的抗凍性能的探究?；炷恋哪途眯允軆鋈谘h影響很大，凍融損傷是影響混凝土耐久性的一個重要方面。因此，應足夠重視凍融循環，為研究混凝土的耐久性提供必要的依據。

本文針對不同等級混凝土開展的抗壓試驗，記錄了不同試驗條件下的試驗數據，為進一步了解凍融循環給予混凝土強度的影響提出依據。

2 試驗概況

水泥采用硅酸鹽水泥，密度為3.18g/cm3，細骨料采用人工砂，細度模數為2.77，石粉含量11.5%。粗骨料為二級配人工碎石骨料，骨料粒徑為小石5～41.5mm，級配良好。根據《混凝土力學性能試驗方法標準》（GB/T 50081—2002），用于測定抗壓強度試驗的試件采用標準立方體，尺寸為150mm×150mm×150mm，C15、C20、C30三種抗壓強度的試塊各3組，每組3個，試驗凍融循環次數分別為0 次、25次、50次三個標準。凍融試驗采用《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》（GB/T 50082—2009）中規定的快速凍融法，每次凍融循環在3.5h內完成，凍融試驗完成以后，進行混凝土試件抗壓強度試驗，實驗結束后記錄基線荷載。混凝土試件抗壓強度應按下式計算：

fcc=F/A

式中：fcc為混凝土試件抗壓強度，MPa;F為試件破壞荷載，N;A為實踐承壓面積，mm2。試驗操作過程按照《水工混凝土試驗規程》進行。

3 試驗結果分析

混凝土試件的抗壓強度值如右表所示。

混凝土試塊抗壓強度表

混凝土強度等級

凍融循環次數

混凝土立方體抗壓強度平均值/MPa

由上表數據可以看出，明顯的是凍融循環作用于混凝土抗壓強度的影響。混凝土抗壓強度隨著凍融循環次數的逐漸增加以后逐漸降低，50次以后尤為明顯。根據三種標號混凝土凍融循環作用下的抗壓強度，可以得出：

（1）混凝土抗壓強度隨凍融循環次數的增加，逐漸降低。C15混凝土強度減少25%，C30混凝土強度減少8%。之所以采用高標號混凝土，減小凍融循環作用對混凝土抗壓強度的影響，是因為低標號混凝土強度降低明顯。

（2）低標號混凝土隨著凍融循環次數的增加抗壓強度減少較快?？芍岣呋炷翗颂枺軌蛟黾踊炷恋哪途眯?。

4 下一步工作

由試驗數據可以看出，凍融循環作用對混凝土影響較大，尤其是低標號，無論是在抗壓強度還是減小速度上，反應均比較敏感。在今后實驗設計過程中，還要繼續增加凍融循環次數，測試混凝土抗拉強度，進行更深入的研究。

參考文獻：

[1]梁勝增.混凝土在凍融循環下的抗壓強度研究[J].科技與創新，2019（13）.

[2]張兆文，周茗如，魏琴玲，等.基于凍融損傷下的高性能混凝土力學性能衰減規律研究[J].混凝土與水泥制品，2019，276（04）：20-23.

基金項目：吉林農業科技學院青年基金（2017112）

作者簡介：康浩（1996-），男，河北石家莊人，吉林農業科技學院本科生，研究方向：農業工程。

通訊作者：胡宇祥（1983-），男，遼寧沈陽人，博士。