冻融环境下对粉煤灰混凝土断裂能的试验研究

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1、文章编号：1007—046X(2015)02—0005—04薹瞪煤荻冻融环境下对粉煤灰混凝土断裂能的试验研究ExperimentalStudyofFractureEnergyofFlyAshConcreteunderFreezingandThawingCycleCondition杨静，赵铁军，郭傲，刘洪珠青岛理工大学土木工程学院，山东青岛266033摘要：对水灰比为o．5的普通混凝土和掺加粉煤灰混凝土，通过冻融循环试验、楔形劈裂试验，以及Consoft软件逆向分析和拟合，研究了冻融循环损伤对混凝土断裂能及其应变软化的影响。结果表明，1O0次冻融循环后，水灰比为0．5的

2、普通混凝土相对动弹性模量下降了65％，而掺加粉煤灰混凝土损失90％；冻融循环后，混凝土断裂能显著下降，最大承栽力也随之降低，水灰比为0．5的普通混凝土100次冻融循环后承栽力和断裂能分别损失56％、71％，而掺粉煤灰混凝土分别损失43％和7O％，；300次冻融循环后，普通混凝土试块直接发生断裂，无法进行楔形劈裂试验；在冻融循环次数为0时，掺粉煤灰混凝土的断裂能要高出普通混凝土的43％；掺粉煤灰的混凝土尽管断裂能也随冻融次数的增大而降低，但粉煤灰后期强度增长较快，从应变软化性能来看。其抗拉强度较普通混凝土要高些，呈现较好的韧性。关键词：粉煤灰；冻融循环；楔形劈裂；断裂能

3、；应变软化中图分类号：TU528．33文献标志码：A0前言桥接能力，研究冻融损伤对混凝土断裂能及其应变软化的影响，有助于深入理解冻融对混凝土材料造成的劣化冻融环境中的钢筋混凝土结构，如桥梁、码头、隧道损伤，进而为低温和冻融环境下混凝土的防护采取相应等受冻害破坏严重，无论是从混凝土耐久性还是结构安措施提供依据。全性的角度来看，在寒冷地区的正负温度交替作用下使本文对普通混凝土和掺加粉煤灰混凝土进行了不同混凝土内部体积膨胀，产生微裂缝导致混凝土松散，最次数的冻融循环，通过超声波测定了其冻融循环后的相终开裂破坏，影响结构的服役性能。断裂能对冻融循环对动弹性模量变化，通过楔形劈

4、裂试验测定了一定程度产生的材料损伤较为敏感。近年来，围绕粉煤灰混凝土冻融损伤后混凝土的荷载一裂缝张开位移曲线，并通过冻融循环的试验研究，主要集中于粉煤灰混凝土的冻害Consoft程序进行了逆向分析，按双线性模型模拟了混凝机理⋯、粉煤灰对混凝土抗冻性影响研究【2-】或大掺量粉土的应变软化行为，计算得到了冻融损伤后混凝土的断煤灰对高性能混凝土抗冻性【5J等方面，刘明辉等人『6-】研裂能，系统研究了冻融循环损伤对混凝土断裂能及其应究了冻融循环作用下粉煤灰混凝土力学性能退化规律的变软化性能的影响。试验，孙志伟等人【8j研究了海水对混凝土断裂能和强度的影响，但都未涉及冻融环境下

5、粉煤灰混凝土的断裂能1试验概况和应变软化性能的试验研究。粉煤灰对于界面过渡区及硬化水泥浆体有较强的改性作用，使得粉煤灰混凝土冻1．1原材料与试件制备融破坏呈现出与一般混凝土不同的特性，而混凝土的断试验用混凝土原材料包括：青岛山水P．O42．5普通裂能p-to]和应变软化能够反映混凝土材料的韧性及集料硅酸盐水泥；5—20mm的花岗岩碎石集料；青岛本地河基金项目：国家自然科学基金资助项H(51278260)；国家重点基础研究发展计划“973”项I~(2009CB6232032／2015粉煤灰5砂，最大粒径为5mm，中砂，细度模数2．6；松香热聚物类Pc一2Y型引气剂，掺加

6、时掺量为水泥质量的0．003％；聚羧酸型高效减水剂，掺量为水泥质量的l％一／／l／1．1％，；自来水。普通混凝土和掺加引气剂混凝土的详细配合比如表1所示。L8一表1水泥与粉煤灰的化学成分％图1楔形劈裂试件形状、尺寸及凹槽和切缝位置示意图2结果分析与讨论试验制备lOOmmx100ram×400ram的棱柱体试件(测定相对动弹性模量)、边长为100mm的立方体试件(测2．1冻融循环后混凝土的力学性能损伤定强度)，以及lOOmm×100ram×50mm的试件(用于对普通和掺粉煤灰混凝土进行冻融循环试验，在冻楔形劈裂试验)。试件成型24h后拆模，放入环境温度为融循环次数分别为

7、50、100、150、200、250和300次时(20±2)℃，相对湿度95％的标准养护室养护24d后，置测定混凝土的相对动弹性模量变化，结果如图2所示。于(20±2)oc水中浸泡4d，使其充分饱水，此时龄期达到随着冻融循环次数的增加，混凝土的相对动弹模量随之28d，随即进行冻融循环试验。降低，在100次冻融循环作用内，掺粉煤灰的混凝土的相对动弹模量将近降低了90％，基本丧失承载能力；水1．2冻融试验灰比为0．5的普通混凝土B相对动弹模量损失了60％以冻融循环试验方法按照GBJ82—1985《普通混凝土上，而冻融循环次数为200次时，其相对动弹性模量