关于混凝土抗冻性能两个问题的探讨

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关键词:

抗冻性能;机理;温度应力;冻融温度

Key words:

Freeze resistance; Mechanism; Temperature stress; Freezing and thawing temperature

刊期:

2018年第2期

DOI:

1000-4637(2018)02-31-04

文章编号:

1000-4637(2018)02-31-04

基金项目:

作者:

朱新钊1,王爱勤2,张承志3

单位:

1.佛山市代建项目管理中心,528000;2.苏州混凝土水泥制品研究院有限公司,215004; 3.河南大学土木建筑学院,河南开封,475004

摘要

摘   要:从硬化水泥石和骨料热膨胀系数的差异出发,根据冻融过程的温度变化,用弹性力学方法计算了温度变化过程中可能产生的温度应力。根据计算结果,提出温度应力是混凝土冻融破坏的一个重要原因。从水的冻结温度与孔径之间的关系以及温度变化对所产生应力的影响两个方面,分析了混凝土冻融试验结果与在实际使用环境中破坏行为的差异。指出冻融试验结果与实际情况之间的关系不仅与孔分布、硬化水泥石和骨料的弹性模量、热膨胀系数有关,还与混凝土配合比有关。因此,提出用相同冻融循环次数时的耐冻温度表征混凝土的抗冻性能比用相同冻融制度时的冻融循环次数更能体现混凝土的组成与结构特征。

Abstract: From the difference of the thermal expansion coefficient between hardened cement paste and aggregate, the temperature stress which may be caused in the process of temperature change is calculated by mechanics of elasticity according to the temperature change in freezing and thawing process. Based on the calculated results, the viewpoint that the temperature stress is the important reason of freezing and thawing destruction of concrete is put forward. From both of the relationship between freezing temperature and pore size and the influence of temperature change on the stress, the difference between the result of freezing and thawing test and failure behavior under in-site working condition is analyzed. It is indicated that the relationship between the result of freezing and thawing test and actual state relates to pore distribution, the elastic modulus and thermal expansion coefficient of hardened cement stone and aggregate, and mix ratio of concrete. Thus, as the characterization of frost-resisting property of concrete, the temperature of cold-resistance under same frequency of freezing and thawing cycle can reflect better the feature of the component and structure of concrete.
  Key words: Freeze resistance; Mechanism; Temperature stress; Freezing and thawing temperature

结论

 (1)无论是在混凝土冻融试验过程中,还是在实际工程混凝土的冻融过程中,温度应力都是混凝土破坏的一个重要原因。由于温度应力与水的结冰无关,在冬季不结冰地区,或者在干燥地区,可能不存在着由于结冰而产生的渗透压或水压力,但只要降温,温度应力总是存在的。在这种应力的反复作用下,可能导致混凝土中裂纹的形成与发展,甚至可能导致混凝土的破坏。
 (2)无论是从水结冰的角度还是从温度应力的角度看,用统一的冻融温度所得出的试验结果不能反映不同气候条件下实际混凝土的冻融破坏状况。

参考文献

[1] GB/T 50085—2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[2] 重庆建筑工程学院、南京工学院编.混凝土学[M].北京:中国建筑工业出版社,1987:85.
[3] 吴家龙.弹性力学[M].北京:高等教育出版社,1999.

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