持续-3℃养护环境下引气混凝土早期强度及抗冻性试验研究

摘要

本课题是国家自然科学基金“多年冻土区混凝土在冰-水-冰介质中早期强度增长规律及微观结构研究”中的主要内容。冻土层中灌注桩混凝土的强度往往达不到设计要求，这是由于水泥水化过程反映混凝土强度增长过程，而水化过程与温度相关联，负温造成水泥水化缓慢，导致混凝土强度与标准养护条件下相差很大。如果参照标准养护条件下混凝土的强度进行施工，势必会给工程质量埋下安全隐患。此外在严寒地区，抗冻性不足是造成混凝土耐久性破坏的主要原因，因此，解决混凝土耐久性问题的一个重要方面是研究混凝土材料的抗冻性问题。
　　基于以上问题，本文围绕持续-3℃养护环境下不同水胶比（0.24、0.31、0.38）引气混凝土早期强度的增长规律、混凝土孔结构变化规律及抗冻性能等方面开展研究。研究结果表明：
　　（1）通过对持续-3℃养护环境下不同水胶比、不同含气量及不同龄期下混凝土孔结构测试得到：随着水胶比的增大，硬化后混凝土的孔隙率减小，气泡平均孔径减小，气泡间距系数减小，比表面积增大；随着含气量的增大，硬化后混凝土的孔隙率增大，比表面积增大，气泡平均孔径先减小而后逐渐增大，在低于（3.5±0.5）％时，气泡间距系数逐渐减小，当大于（3.5±0.5）%时，孔间距系数无变化；随着龄期的增大，硬化后混凝土的孔隙率增大，气泡平均孔径减小，气泡间距系数减小，比表面积增大。与标养下混凝土的孔结构变化规律一致，但持续-3℃养护环境下微观孔结构粗化。
　　（2）在标养下混凝土养护龄期28d时的抗压强度与持续-3℃养护环境下84d时的抗压强度相同，因此在持续-3℃养护下混凝土的抗压强度需要养护更长时间以达到标养下混凝土的抗压强度；在持续-3℃养护下混凝土孔隙率每增加1%，抗压强度将减少3%~5%。
　　（3）本实验中，在强度相同时，标养下混凝土的抗冻性能强于持续-3℃养护下混凝土的抗冻性能，因此在实际施工过程中，特别是处于多年冻土层中的灌注桩混凝土，既要考虑强度的影响因素，还要考虑抗冻性的影响因素。

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目录

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究进展及现状

1.3 论文的主要研究内容

1.4 论文的创新点

2 试验原材料及试验方案

2.1 试验原材料

2.2试验方法

2.3 试验方案

3 引气混凝土孔结构研究

3.1 混凝土孔结构的形成

3.2 测试结果与分析

3.3 本章小结

4 引气混凝土抗压强度试验研究

4.1 抗压强度测试结果与分析

4.2 孔结构对混凝土抗压强度的影响

4.3 抗压强度实际值计算及分析

4.4 本章小结

5 引气混凝土抗冻性能试验研究

5.1 抗冻性能测试结果与分析

5.2 冻胀破坏理论计算公式推导[97]

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 有待进一步研究的问题

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果