干燥大温差环境对混凝土性能影响的研究

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1、建材世界2012年第33卷第1期DOI：10．3963／j．cIL42—1783．TU．2012．01．002干燥大温差环境对混凝土性能影响的研究刘曼娜1，姜兆兴2，谢春磊1，袁瑞军1(1．赤峰市公路管理处，赤峰024000；2．赤峰天宇交通监理有限公司，赤峰024000)摘要：文章解释了在干燥大温差气候环境下混凝土的破坏机理，并介绍了这种环境条件对混凝土抗压强度、孔结构及界面过渡区结构的影响。最后，该文针对干燥大温差环境对混凝土材料的影响，提出了一些解决的技术路线。关键词：干燥大温差；抗压强度；孔结构；界面过渡区EffectoftheCirc咖畸tanceof

2、DryandHugeTemperatureDifferencetotheCharacteristicsofConcreteLJUMa竹—撇1，JmNGZh伽卜-zi咒92，Xj．E(流“挖一ZPil，Ⅵ从NR“巧乱行1(1．High、^阻yAdmiIlistrationofChifengCity，Chifellg024000，CKna；2．C11ifengTian)mTra“icSun商llanceComp卸y，ChifeI】g024000，(抽m)AbstnKt：TbispaperpresentstIledeStructionmech枷smofconcrete

3、urlderthecirc眦stanceofdryandhugetem—peraturedifferenoeAndalso，theinnuenceofsuch∞nditiontothecompressivestre孵h，porestructureandinterfa—cialt瑚sitionz00mofconcretearemestigated，w}lichisfollowedbyaSeriesofmethodst0solVetheproblemsabo、他Keywords：dryarldhuget咖peraturedifferer-ce；compressive

4、str朗gth；porestructure；iIIterfacialtraIlSition近年来国家对西部地区的基础设施建设投资力度较大，各项重大工程纷纷上马。水泥混凝土作为现代土木建筑工程中最为重要的建筑材料，在西部基础设施建设中得到广泛应用。我国西部部分地区的气候较为恶劣，典型的气候条件为气温干燥、温差较大，这种严酷的服役环境，使得混凝土结构存在较大的破坏危机。以内蒙古自治区东部为例，现有的气象资料表明：该地区的年总降水量是全国平均值的56．5％；气温变化较剧烈、高低温度差距较为悬殊，极限温差甚至可达70℃以上，全年部分时间该地区混凝土结构一天之内温度变化幅

5、度均可超过20℃。国内外研究资料表明：在混凝土结构受到约束且外界温度变化幅度达到15～20℃左右的实验条件下，由于混凝土粗细集料组分与水泥石组分热性能方面存在差异致使出现内部应力，混凝土结构整体变形时受到约束会产生外部应力，内外应力的作用甚至可以使混凝土发生断裂[卜2l。在这种严酷的自然环境下服役足以使混凝土结构耐久性降低，从而影响结构寿命。鉴于在西部大温差条件下，混凝土结构内部容易形成温差应力引起热疲劳积累和损伤，使混凝土结构内部产生裂纹致使结构破坏，严重影响混凝土结构的安全稳定性和使用寿命的实际情况，为保证在西部大温差环境中混凝土结构的长期安全运行，开展混凝

6、土结构的热疲劳损伤情况的研究就显得尤为重要。目前国内关于大温差对混凝土结构影响的研究主要集中在大体积混凝土施工方面，对于混凝土硬化后长期处于干燥大温差的气候环境下，从而引起内部温度应力循环累积损伤直至破坏的情况，仍未引起足够的重视，现阶段研究较少。l混凝土热膨胀损伤的机理温度变化对材料的结构和性能有重要影响，最为明显的表现就是材料体积随温度变化而变化。热膨胀收稿日期：2011—12—23．作者简介：刘曼娜(1978-)，工程师．E-mail：20041510．xie@163．com5建材世界2012年第33卷第1期是材料最重要的热性质，通常用线膨胀系数来评价材料

7、的热膨胀性质。物理学对于线膨胀系数定义是：温度每改变1℃，固体物质长度的变化和它在o℃时长度之比，单位为1／℃。材料物质种类不同，其线膨胀系数亦不相同‘3

8、。硬化后的混凝土主要由水泥石、集料、界面过渡区3个重要部分组成，混凝土的性质取决于这3部分各自的性质及整体的均匀性。混凝土的温度变形性质主要是水泥石和集料之间的相孽互作用。在常温条件下，水泥石的28d热膨胀篓系数为lo～20×10叫／℃。集料的热膨胀系数蓑与水泥石有较大的差别，天然岩石集料种类较多，在常温条件下各种岩石的热膨胀系数变化范围很广，常用岩石集料的热膨胀系数在3～6×lo*6／℃[4]。图1为不同集

9、料及水泥石的热膨胀率随温