冻融循环对混凝土耐久性的影响课件
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冻融循环对混凝土材料力学性能的影响
混凝土是现代建筑中广泛使用的材料之一,其强度和耐久性是建筑结构安全稳定的关键因素,然而,由于外界环境和使用条件的影响,混凝土受到冻融循环的损伤,进而影响其力学性能。
1、冻融循环的定义及机理
冻融循环,简单来说,是指在寒冷环境下,水分进入混凝土中后在结冰过程中会产生充盈压力,从而导致混凝土颗粒的破碎和孔隙的扩大,随后在温度升高时,结冰水会融化,从而导致混凝土的膨胀和收缩。
这样的循环过程对混凝土的力学性能产生较大的影响。
2、冻融循环对混凝土强度的影响
在现实施工过程中,冻融循环往往会导致混凝土强度降低。
这是由于循环过程中孔隙的扩大以及混凝土颗粒的破碎会削弱混凝土的内部结构,从而导致其强度下降。
同时,循环过程中裂缝的产生也会进一步损伤混凝土,使其强度降低的风险更大。
3、冻融循环对混凝土抗冲击性能的影响
抗冲击性能是混凝土在承受外界冲击或振动作用下的抵抗能力。
冻融循环过程中,颗粒的破碎和孔隙的扩大会使混凝土在受到冲击或振动作用下更容易破碎,从而抵抗能力下降。
4、冻融循环对混凝土耐久性的影响
耐久性是混凝土在特定环境下保持结构完整性的能力,通常可以通过混凝土的抗裂性来反映。
冻融循环过程中,混凝土中产生的内部应力会产生应力集中,从而导致裂缝的产生,同时循环过程中孔隙扩大也会加速混凝土表面老化和磨损,导致其耐久性降低。
总之,冻融循环对混凝土的力学性能产生着极大的影响,尤其是其强度、抗冲击性和耐久性。
为了改善混凝土的表现,冻融循环的影响应该尽量减小。
一些方法如添加助剂、采用适当的浇注方式等,都可以在一定程度上改善混凝土的表现。
冻融循环对混凝土耐久性的影响许海霞摘要:影响结构耐久性混凝土的因素很多,其中抗冻融性是决定混凝土耐久性一项最重要的指标,笔者先后经历了青藏铁路、沈丹客运专线项目等,所采用的施工方法也均有所区别。
关键词:冻融混凝土耐久性影响第1章绪论1 混凝土的耐久性问题所谓混凝土结构的耐久性,是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下,保持其自身工作能力的性能。
2 混凝土冻融破坏影响因素试验研究和工程调查结果表明,混凝土冻融破坏受许多因素的影响,诸如:以下因素等等。
(1)含气量含气量是影响混凝土抗冻性能的主要因素之一,特别是加入引气剂形成的微细气孔对提高其抗冻性尤为重要,这些互不连通的微细气孔,在混凝土受冻初期能使毛细孔中的静水压力减少,起到减压作用。
(2)水灰比水灰比直接影响混凝土的孔隙率及孔结构。
随着水灰比的增大,不仅可饱和水的开孔体积增加,而且平均孔径也增大,因而混凝土的抗冻性必然降低,有关规范规定了用于不同环境条件下混凝土最大水灰比及最小水泥用量。
(3)混凝土的受冻龄期混凝土的抗冻性随着其龄期的增长而提高。
龄期越长,水泥水化越充分,混凝土强度越高,抵抗膨胀的能力越大,这一点对早期受冻的混凝土更为重要。
(4)水泥品种及集料质量混凝土的抗冻性随着水泥活性增高而增高。
普通硅酸盐水泥的抗冻性优于混合水泥混凝土,更优于掺灰水泥。
混凝土集料对抗冻性的影响,体现在集料吸水量的影响及集料抗冻性的影响。
(5)外加剂的影响引气剂及减水剂等外加剂,均能提高混凝土的抗冻性能,引气剂能增加混凝土的气含量,而减水剂则能降低混凝土的水灰比,减少孔隙率最终提高混凝土的抗冻性。
(6)环境温度环境温度对于混凝土在应用过程中产生重大的影响,当混凝土所处环境最低温度在0℃以上时,混凝土基本不存在抗冻融性,而只有在环境最低温度小于0℃时,才会存在着相应的冻融破坏现象。
(7)反复冻融次数冻融次数对混凝土的强度影响重大,一般而言,冻融次数越大,混凝土的损伤越大,从而其强度损失越多,对混凝土的结构破坏就越大。
混凝土冻融循环对耐久性能的影响研究混凝土作为重要的建筑材料之一,在工程中扮演着不可或缺的角色。
然而,随着气候变化和环境污染的加剧,混凝土结构的耐久性能面临着挑战。
其中,冻融循环是导致混凝土劣化的主要原因之一。
因此,对混凝土冻融循环对耐久性能的影响进行深入研究,具有重要的理论意义和实践价值。
冻融循环指的是混凝土在低温环境下经历冻结和解冻的过程。
冻融循环对混凝土的耐久性能产生影响的原因主要有两方面。
首先,冻融循环导致混凝土内部水分的冻结和膨胀,从而产生应力,引起混凝土的微裂缝和破坏。
其次,冻融循环还加速了混凝土中钢筋锈蚀的过程,进一步降低了混凝土的耐久性。
混凝土的力学性能是评价混凝土耐久性能的重要指标之一。
冻融循环会对混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量等力学性能产生影响。
研究表明,在冻融循环的作用下,混凝土的力学性能会逐渐降低。
这是由于冻融过程中产生的应力会破坏混凝土内部的物理结构,引起微观孔隙的扩大和减少混凝土的密实性,从而导致力学性能的下降。
除了力学性能,混凝土的耐久性能还包括抗渗性、耐久性和耐久性指数等。
冻融循环会降低混凝土的抗渗性能,增加水分进入混凝土内部的可能性。
另外,冻融循环还会进一步促进混凝土中的化学反应,导致钢筋锈蚀加剧,进一步降低混凝土的耐久性。
耐久性指数是评价混凝土耐久性能的重要指标之一,它综合考虑了混凝土的多种耐久性能参数。
冻融循环会降低混凝土的耐久性指数,从而导致工程结构寿命缩短。
为了提高混凝土的耐冻融性能,工程实践中采取了一系列措施。
例如,在设计和施工中合理选择混凝土配合比、添加冻融剂和合理控制捣打时间等。
此外,研究者还发现,通过添加细长纤维等措施可以有效改善混凝土的耐冻融性能。
这些措施在一定程度上减缓了混凝土中的冻融损伤,提高了混凝土结构的耐久性。
总而言之,混凝土冻融循环对耐久性能产生了显著的影响。
深入研究混凝土冻融循环对耐久性能的影响,对于提高混凝土结构的耐久性,延长结构寿命具有重要的意义。
混凝土结构施工中的冻融循环与耐久性研究混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其在各种气候条件下均显示出良好的性能。
然而,在一些寒冷地区或高海拔地区,冻融循环会对混凝土结构的耐久性产生不可忽视的影响。
因此,研究混凝土结构施工中的冻融循环与耐久性问题,对于确保工程质量和延长使用寿命具有重要的意义。
一、冻融循环对混凝土结构的影响冻融循环是指混凝土在温度周期性变化中经历冻结和融化过程。
当温度降低到混凝土的极限温度以下时,水分在孔隙中冻结,导致水的体积膨胀。
当温度回升时,冻结的水分融化,导致混凝土结构发生收缩。
这种冻融循环的反复作用会引起混凝土材料内部的微观破坏并最终导致结构的损坏。
具体而言,冻融循环对混凝土结构的影响主要表现在以下几个方面:1. 表面剥落:冻融循环引起的水的膨胀和收缩会导致混凝土表面的微裂缝,进而使得混凝土的外表层逐渐剥落。
2. 强度降低:冻融循环对混凝土的抗压强度会产生显著的影响。
冻结过程中,水的膨胀和孔隙内部压力会导致混凝土的强度降低。
3. 孔隙增大:冻融循环可以加剧混凝土的孔隙扩展,导致混凝土内部的孔隙结构变得更加松散,从而影响其整体性能。
二、提高混凝土结构的抗冻融能力为了提高混凝土结构的抗冻融能力和延长其使用寿命,以下几个方面值得重视:1. 使用优质材料:选择高质量的水泥、骨料和外加剂,可以提高混凝土的抗冻融性能。
特别是骨料的选择要注重其抗冻性能,避免因骨料吸水导致的冻胀现象。
2. 控制适宜的水灰比:合理控制混凝土的水灰比,可以减少混凝土的孔隙率,提高其抗冻融性能。
3. 采取增加气泡剂:添加适量的气泡剂可以形成微细气泡在混凝土中分布,从而减缓水的冻胀对混凝土的破坏。
4. 控制结构温度:合理控制混凝土的浇筑温度和养护温度,避免引起过早强度下降和冻胀现象。
三、耐久性研究与建设管理除了考虑冻融循环对混凝土结构的影响外,进行耐久性研究和建设管理也是至关重要的。
以下几个方面需要重视:1. 抗盐-融雪剂性能:在寒冷地区或高海拔地区,盐和融雪剂的使用是必不可少的。
南京航空航天大学硕士学位论文在冻融循环作用下绿色高耐久性混凝土的损伤失效过程及损伤抑制姓名:张建业申请学位级别:硕士专业:结构工程指导教师:黄东升20070101南京航空航天大学硕士学位论文摘要绿色高耐久性混凝土(Green high durable concrete,GHDC),是近年来在绿色高性能混凝土(GHPC)、高性能膨胀混凝土、混杂纤维增强混凝土的基础上,开发的一种既具有高耐久性(高的抗渗性、抗冻性及抗腐蚀性)、高工作性和经济适用性,又具有保护环境、节约能源、有益于社会可持续发展的新型混凝土。
本文首先制备了7大系列19组配合比的混凝土,并依据塑性收缩开裂试验的结果,优选出GHDC的典型配合比,制备出不同强度等级的GHDC。
针对当前混凝土耐久性的研究动态,在冻融循环作用、35%外部弯曲应力、NaCl溶液侵蚀、MgSO4溶液侵蚀、(MgCl2和Na2SO4 )复合溶液侵蚀等因素作用下,进行了混凝土在单一冻融、双重(冻融+35%弯曲应力、冻融+10%NaC l、冻融+5%MgSO4、冻融+5%MgCl2+5%Na2SO4)因素作用和多重(冻融+35%弯曲应力+10%NaC l、冻融+35%弯曲应力+5%MgSO4、冻融+35%弯曲应力+5%MgCl2+5%Na2SO4)因素作用下的抗冻性试验。
主要研究了大掺量矿物掺和料(粉煤灰、矿渣和硅灰)、水胶比、外加剂(高效引气剂、膨胀剂)多元复合,纤维混杂增强、腐蚀溶液和外部弯曲应力等因素对混凝土冻融损伤产生的影响,并分析冻融损伤的发生、发展和抑制规律,对抑制混凝土冻融损伤的规律进行了实验研究。
主要得出如下结论:(1) 35%外部弯曲应力加速了混凝土的冻融劣化过程和冻融损伤程度,在实际工程混凝土使用环境中应充分重视应力的作用。
(2) 混凝土在盐溶液中的双重及多重因素冻融损伤程度均低于单一冻融因素损伤的程度;混凝土在不同盐环境下的冻融寿命长短依次是:复合溶液(5%MgCl2+5%Na2SO4 )﹥5%MgSO4﹥10%NaCl。