冻融循环后湿筛混凝土强度试验与破坏准则研究

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1、第42卷第17期人民长江Vo1．42．No．172011年9月YangtzeRiverSep．，2011文章编号：1001—4179(2011)17—0043—04冻融循环后湿筛混凝土强度试验与破坏准则研究徐秀娟，宋玉普2，孙久艳，杜曰武，苏德利(1．大连海洋大学职业技术学院，辽宁大连116300；2．大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室，辽宁大连l16024)摘要：采用快速冻融法，对湿筛混凝土试件进行了冻融循环。利用大型动三轴试验机，对冻融循环后的湿筛混凝土试件进行单轴压和4种应力比的双轴压试验，观察试件的破坏形态和表面裂缝分布情况

2、，测得双轴主压方向的极限强度，剖析了冻融循环次数和应力比对极限强度的影响规律。试验结果表明：随冻融循环次数的增加，湿筛混凝土的双轴压极限强度呈非线性降低；在冻融循环次数相同的情况下，双轴压极限强度相对于其单轴强度均有所提高，而提高幅度取决于应力比。提出了带有冻融循环次数和应力比参数的修正湿筛混凝土破坏准则公式，可为寒冷地区的海洋工程、水工结构强度分析和寿命预测提供理论依据。关键词：湿筛混凝土；冻融循环；应力比；双轴压强度；破坏准则中图法分类号：TV544文献标志码：A北方寒冷地区的大多数水工结构处于复杂应力状的P·II42．5R(28d的

3、标准抗压强度为42．5MPa)普态，冻融循环对水工混凝土的力学性能会产生不利影通硅酸盐水泥；粉煤灰为吉林双辽市的一级粉煤灰；细响，所以对这些结构进行冻融循环后的复杂应力状态骨料为中砂，细度模数大于2．6，含泥量不大于2％，在下的力学性能分析十分必要。然而，由于水工混凝土配置混凝土前对细骨料进行筛选，除去其中较大颗粒采用的是全级配混凝土，对其进行冻融循环试验和多的杂质；粗骨料为粒径5～80mm石灰石，要求其表面轴力学试验只能通过湿筛混凝土进行。而国内外对冻粗糙、有棱角，能产生良好的机械咬合力，与水泥浆形融循环后混凝土多轴强度的研究，大多是针

4、对普通混成较强粘结力；砂及石子的含水率在每次试件制作前凝土、引气混凝土、轻骨料混凝土展开的¨。对冻融进行测量；引气剂选用大连西卡建筑材料有限公司生循环后湿筛混凝土在复杂应力下的力学性能试验研产的Sika⑧AER表面活性剂；减水剂选用大连建筑究，未见报道。这种情况，限制了人们对寒冷地区处于科学研究院研制的DK一6混凝土高效减水剂。水工复杂应力下水工混凝土结构力学性能的了解。因此，全级配混凝土的水灰比为0．45，表1为每立方米全级本文按照现行的《水工混凝土试验规程》(DL／T5150—配混凝土的配合比。2001)中的“快冻法”，对湿筛混凝土试

5、件进行双轴压1．2试件及快速冻融方法荷载下的试验研究，测试两个方向的强度及变形，分析试件制作的步骤如下：先将自落式搅拌机冲洗干应力比对强度的影响，建立冻融循环后湿筛混凝土的净，再将称好的石子、砂子、水泥和粉煤灰放人搅拌机双轴压破坏准则，为分析冻融循环后的水工结构在复中搅拌1min，随后将融于水的引气剂和减水剂分别加杂应力下的强度和变形，提供理论和应用指导。入，边加入边搅拌，3min后将拌制好的混凝土倒人孔1试验设计径为30mm的钢筛内进行湿筛，筛除粒径大于30mm的骨料，再用人工将筛下的混凝土拌合物翻拌均匀置1．1原材料与混凝土配合比人标

6、准组合钢模中，在1m×1m的振动台(振动频率试验中，水泥采用大连小野田水泥有限公司生产为2860次／min，振幅0．3～0．6mm)上振捣成型。收稿日期：2011—03—2l基金项目：国家自然科学基金资助项目(5908026)作者简介：徐秀娟，女，讲师，博士研究生，主要从事结构工程研究。E—mail：xuxiu一3129487@163．eom人民长江24h后拆模，放置于静水(水温20±3℃)中养护，28d下沿自由面方向产生较大的拉应变，所以在：作用面后取出。和作用面上均形成与自由面平行的层状裂缝，裂缝冻融试验方法按照《水工混凝土试验规程》

7、(DL／基本上与自由面平行；另外，随冻融循环次数增加，破T5150—2001)中抗冻性能试验的“快冻法”进行。每坏面的裂缝数量明显增多。次冻融循环历时2．5～3h，湿筛混凝土试件从6℃降到一15cC所用时间不得少于整个冻融时间的1／2，试件中心温度分别控制在一(17±2)℃和(8±2)oC，试件中心和表面的温差小于28℃。将混凝土试件分成7一一一一组，其中1组用于常态试验，另外6组试件分别进行50，100，150，200，250，300次冻融循环。表1每立方米全级配混凝土的配合比一一一一图1不同冻融循环次数后湿筛混凝土试件在双轴压下的破坏

8、形态2．2湿筛混凝土双轴压极限抗压强度1．3试验设备及试验过程按照前述试验方法，测得的湿筛混凝土在不同冻本文湿筛混凝土力学性能试验是在大连理工大学融循环次数和不同加载比例下的极限抗压强度如表2