重复荷载下道路混凝土的抗盐冻性能研究

重复荷载下道路混凝土的抗盐冻性能研究

第30卷第7期李中华,等:重复荷载下道路混凝土的抗盐冻性能研究

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液,冻融制度如图1所示。通过试件单位面积的剥蚀量及相对动弹性模量的损失率来评价道路混凝土的抗除冰盐的性能。试件单位面积剥蚀量与相对动弹性模量损失率按式(1)和式(2)计算。

优。=(∑p。)/A

(1)△E枷=[?一(急置胁1㈣

(2)

时间几

图l

CDF法冻融循环制度

式中,优。为单位面积剥落量,k/m2;卢。为第咒次循环剥落量,妇;A

为试验面积,m2;△Ed~为相对动弹性模量的损失率,%;,z为冻融循环次数;£。。。为超声波初始通过试件内部的传输时间,ps;£Ⅲftc为咒次冻融循环后超声波通过试件内部的传输时间,p;£。为在耦合介质中的传输时

间,“s。

1.2原材料及混凝土配合比

采用哈尔滨水泥厂生产的P?042.5普通硅酸盐水泥;选用级配良好的中砂;粗骨料选用辉绿岩碎石,连续级配;粉煤灰为哈尔滨三电厂生产的I级粉煤灰,硅灰为挪威埃肯公司生产的中密质硅灰;减水剂选用Might一100高效减水剂(M),引气剂采用MICRoAIR202引气剂(MA),缓凝剂采用葡萄糖酸钠(NaP);搅拌

用水为自来水。表1为所设计的混凝土配合比,水胶比0.36,坍落度6—8

mm。

表1混凝土配合比

注:C代表水泥;S代表沙;G代表碎石;FA代表粉煤灰;SF代表硅灰;B代表胶凝材料总量。

1.3设备

1)超声波检测仪采用北京康科瑞公司生产的NM一4A-I型非金属超声检测分析仪。

2)混凝土抗盐冻试验机组自行开发的混凝土冻融循环试验机及其智能控制装置,可进行混凝土盐冻与快速冻融试验,如图2所示。1.4循环荷载加载方式

重复荷载下道路混凝土的抗盐冻性能研究

按表1所示配合比搅拌后振动成型,试件的尺寸为150mm的立方体,标准养护室养护28d后,采用wHY型全自动应力试验机进行重复加载试验,加载等级为20%厂c、40%厂(、60%f,循环次数分别为10次、20次、30次。之后将试件平行于加载方向平图2试验没备

图3混凝土的加载方式

均切割成2块,如图3所示。1.5过程

参照盐冻试验标准CDF法,将切割后的试件(每组5块)在80℃环境中干燥24h,取出后冷却至室温。然后用带丁基橡胶的铝箔密封试件4周。将试验面浸泡于除冰盐溶液中6d,试件浸入深度为5mm。取出后用超声波测定仪测量超声波通过试件内部的初始声时。然后将试件浸在除冰盐溶液中放在冻融循环试验机中进行试验。分别测量第14、28、42及56次时试件的剥蚀量和超声波通过试件内部的声时。

2结果讨论与分析

2.1重复荷载作用下道路混凝土的损伤程度

从图4中可以看出,混凝土的相对动弹性模量损失率随荷载循环次数及荷载水平的增加而增大。荷载循环次数为10次时,荷载水平从20%^增加到60%^,混凝土的相对动弹性模量损失率从1.1%增加到28.2%;荷载循环次数为20次时,混凝土的相对动弹性模量损失率从2.5%增加到44.4%;荷载循环次数为30次时,混凝土的相对动弹性模量损失率从11.4%增加到54.8%。可见,荷载循环次数越多,荷载水平对

p、u碣赠

武汉理工大学学报

2008年7月

混凝土相对动弹性模量损失率影响越小。2.2重复荷载作用下道路混凝土的抗盐冻性能

由图5可知10次循环荷载作用后,混凝土的盐冻剥蚀量和相对动弹性模量损失率随荷载水平的增加而增大。荷载水平由0增加到60%/j时,盐冻剥蚀量增大到2.3倍,相对动弹性模量损失率增大到2.7倍。如图6所示,20次循环荷载作用后,盐冻剥蚀量和相对动弹性模量损失率随荷载水平的增加而增大。荷载水平由0增加到60%厂(.时,盐冻剥蚀量增大到2.5倍,相对动弹性模量损失率增大到2.9倍。

重复荷载下道路混凝土的抗盐冻性能研究

图4重复荷载对混凝土动弹性模量的影响由图7可知,30次循环荷8

载作用后,混凝土的盐冻剥蚀量r:

和相对动弹性模量损失率随荷二5载水平的增加而增大。荷载水面:

平由。增加到60%厂r时,盐冻蓑2

剥蚀量增大到2.9倍,相对动弹1

性模量损失率增大到3.3倍,可见,盐冻剥蚀量和相对动弹性模量损失率增大的倍数随荷载循

冻融循环次数

10

20

30

40

50

冻融循环次数

图5

lo次重复荷载时荷载水平对混凝土抗盐冻性能的影响

lO

20

30

40

50

60

嘲辎

冻融循环次数冻融循环次数

图6

20次重复荷载时荷载水平对混凝土抗盐冻性能的影响

环次数增加而增大。囚此在重复荷载作用下,混凝土的盐冻剥蚀量和相对动弹性模量损失率显著提高,道路混凝土的抗盐冻性能明显下降。

2.3盐冻损伤对道路混凝土性能的影响

如表2所示,重复荷载作用下,56次盐冻后混凝土的剥蚀量从4.8kg/h12至0

8.3

kg/7h12。

说明与未经过盐冻的7昆凝土相比,混凝土表面的盐冻剥蚀情况非常严重。另外,在相同应力水平、相同循环次数的荷载作用下,盐冻明显降低了超声波在混凝土内部的传输速度。超声波

卿基磊

冻融循环次数冻融循环次数

图7

30次重复荷载时荷载水平对混凝土抗盐冻性能的影响

传输速度降低表明在盐冻后混凝土内部出现了较大的裂缝,混凝土不能形成连续的传输介质,密实度大大降低[1I。因此重复荷载作用后,盐冻能够降低混凝土的强度以及耐久性能,严重影响了混凝土路面的使用状况和缩短了道路的使用寿命。

表2混凝土的盐冻剥蚀量和超声波在混凝土内部的波速

试验状况N10L20

N10L40N10L60N20L20N20L40N20L60N30L20N30L40N30L60剥蚀量/

盐冻4.85.97.15.56.17.47.0

7.18.3(kg?m。2)

非盐冻OO00000

00波速/

盐冻41664

025

3716413639873028387937963006(m?s-1)

非盐冻

4687

43993

888

4630

4386

3497

4412

4054

3151

注:N为荷载循环次数;L为荷载等级水平,%。

柏弘∞笱∞垮m,≥

o;l枷僦鬃鞘瑟

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重复荷载下道路混凝土的抗盐冻性能研究

重复荷载下道路混凝土的抗盐冻性能研究

重复荷载下道路混凝土的抗盐冻性能研究

作者:李中华, 巴恒静, 高小建, 镡春来

作者单位:李中华,巴恒静,高小建(哈尔滨工业大学土木工程学院,哈尔滨,150006), 镡春来(黑龙江省寒地建筑科学研究院,哈尔滨,150006)

刊名:

重复荷载下道路混凝土的抗盐冻性能研究

武汉理工大学学报

英文刊名:JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

年,卷(期):2008,30(7)

参考文献(8条)

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本文链接:http://m.wendangku.net/doc/b2a49662783e0912a2162a96.html/Periodical_whgydxxb200807017.aspx

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