钢筋混凝土短柱低温状态下抗震性能的试验研究

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1、钢筋混凝土短柱低温状态下抗震性能的试验研究第1章绪论1.1课题背景与意义随着我国国民生产总值飞速发展,人民生活水平的日益提高，城镇化建设正在快速推进，城市建设正在如火如荼的进行，政府也在基础设施方面的建设越来越多。混凝土作为各种建筑工程的主要材料，目前在工业与民用建筑、道路、桥梁、大坝、海港等领域的应用也越来越广。但是由于混凝土自身的性质，在冬季施工时容易受冻而达不到原先设计的强度，从而导致整体结构的刚度、外形和耐久性达不到要求而产生破坏，尤其是在受到外荷载的情况下，比如风荷载和地震产生的水平荷载、流

2、水对坝体的冲击荷载等，其混凝土结构的破坏更加显著，因此对于相应的工来说应该更加了解混凝土在低温状态下的力学性能，从而能够充分利用混凝土的同时，设计和建设出既经济又能够确保结构安全性和耐久性的建筑。由于我国东北、西藏、青海、内蒙等地区冬天相对比较长,基本每年从11月份开始工地陆续停工，到来年四五月份开始施工，对一些混凝土工程施工的影响较大。根据要求的工程进度等原因，混凝土的冬季施工在现在来说是很普遍的，尤其是一些大中型水利水电项目，因为工程量较大，工期一般长达数年，所以为了缩短工期，并且利用冬季的枯水季

3、节在河床中修建围堰围护基坑和防洪工程等,都不得不进行混凝土的冬季施工。此外，由于一些特殊需要的建筑物需要尽早完工，所以就不可避免的要在冬季进行施工加快工程进度。混凝土的冬季施工，采用的措施主要是为了防止混凝土在低温环境中受冻而造成强度或者承载力的下降，对于大体积混凝土的施工来说还要预防因浇筑和养护时因为混凝土内部水化产生的热量和外部温度较低导致温差过大而出现的温度裂缝。所以钢筋混凝土冬季施工的任务主要是既要采用最经济的方式，又要在低温的前提下，保证所要浇筑的混凝土达到足够强度和耐久性的要求[2]。建国

4、以来我国经济发展迅速，特别是改革开放以后的这三十年中，经济的腾飞，摩天大楼不断刷新这新的高度，高铁的技术的成熟并成功的出过门，三峡大坝的成功建设以及南水北调项目，每一项都与混凝土分不开的，近几年来随着城镇化的建设，我们的施工周期也在不断缩短，为了确保全年施工，在北方冬季施工也是很普遍的，第四季度完成的施工量一般占到全年的20%~25%。........1.2低温状态下钢筋混凝土国内外研究现状针对混凝土冻害的研究，国外起步较早，从二战后，欧洲国家开始复兴，由于冬季施工环境恶劣，出现了开裂、冻害的构筑物，

5、这些问题引发了各国专家的高度重视，研究并形成了不同风格的理论假说。挪威学家JacobsenS和SellevoldEJ[3]开始研究混凝土在有差别的骨料和配合比不同的混凝土在低温环境中强度的增长规律，而且指出混凝土在低温状态下的强度与水灰比和含气量有关，在相映的范围内含气量增长强度也相应提高，可以适量的放入引气剂增强混凝土的抗冻性。加拿大Mindess.S和美国Young.J.F[4]通过研究混凝土的抗冻性研究发现在混凝土中加入引气剂并且是混凝土中的含气量达到4%-8%时，混凝土的抗冻性有着明显的提高；

6、然后英国A.M.Neville[5]通过试验研究发现当混凝土的含气量为5%-7%时，对混凝土的抗冻性最为有利。美国RemziSahin[6]等人通过实验发现没有掺入引气剂的混凝土，当剩余膨胀达到了1.5%以后，它的冻害显著加深了。Andre[8]通过研究轻质混凝土的抗冻性发现其抗冻性要低于普通混凝土，原因是由于轻骨料更容易吸收水，遭受冻时更容易产生裂缝。丹麦M.Sc.MarianneTange等大学研究北欧地域低温状态下混凝土冻害机理时发现，冰冻和冰盐一起存在的时候将加快混凝土表面的开裂[9]。...

7、.......第2章钢筋混凝土低温状态下损失的破坏机理2.1混凝土低温下耐久性的研究混凝土的冻害机理一般可以分为两种，一种是混凝土与水进行水化作用前，由于温度较低使得拌合时用的水结成冰，使得混凝土体积膨胀，然后此时混凝土的水化作用也停止，等到温度上升至O℃以上时冻结成的冰化为水，又重新振捣密实，此时的混凝土就会留下有水结成冰时而形成的许多孔隙，从而使得混凝土的强度远远低于设计时的强度，因此要注意混凝土的早期养护，避免二次振捣；另外一种则是混凝土在进行水化作用时，水化作用不充分使混凝土还没有达到足够的强

8、度时受冻，原因是因为毛细孔中的自由水结成小冰晶体积膨胀，使得混凝土内部产生冻胀应力，从而导致混凝土结构内部损伤使得强度降低，并且混凝土所用的强度等级越低，则冻害越为严重，因为此时水泥水化作用形成的胶凝孔尚未完整，所以这时受冻混凝土的强度损失很大[18]。在实际工程当中应当去避免这种事情的发生，因此各国的混凝土施工规范对混凝土低温条件下施工有特殊的规定，严格控制混凝土的硬化强度不得低于O℃。美国水泥协会的T.C.Power对混凝土冻害经过长期研究提出了静水