冻融循环下玻化微珠保温混凝土抗压性能试验研究.pdf
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1、2 0 1 4 年 第 5 期 (总 第2 9 5 期 ) Nu mb 5 i n 2 0 1 4 ( T o t a l No 2 9 5 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 理论研究 THE0RETI CAL RES E ARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 4 0 5 0 0 6 冻融循环下玻化微珠保温混凝土抗压性能试验研究 吕丹丹 ,刘元珍 ,李珠 ,许丽 ( 太原理工大学 建筑与土木工程学院,山西 太原 0 3 0 0 2 4 ) 摘要: 玻化微珠保温混凝土是适应我国建筑节能和结构 自 保温体系发展而
2、提出的新型绿色建材 , 为了研究冻融对其抗压性能 的影响 , 进行了冻融循环下的立方体抗压强度试验 。 在保温混凝土优化配合比的基础上 , 选定六个影响混凝土强度的主要因素 , 设计正交试验 , 采用快冻法对玻化微珠保温混凝土进行 0 、 1 5 、 3 0 、 5 0次冻融循环 , 观察各组试件表面剥蚀情况 , 确定混凝土强度 及其退化特征。 试验结果表明: 经过 5 0 次冻融循环后 , 水灰 比为 0 5 0的混凝土抗压强度降低 为初始值的 8 0 9 0 , 运用回归分析 法确定了抗压强度与冻融次数之间的定量关系表达式 , 通过极差分析确定水灰 比是影响混凝土冻融后强度 的主要因素。
3、关键词: 玻化微珠保温混凝土;冻融循环;正交试验 ;抗压强度 中图分类号: T U5 2 8 0 1 文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 5 0 0 2 3 0 4 E xper i ment al s t udy on t he c ompr e s si ve s t r engt h of gl a ze d hol l o w beads t he r mal i ns ul a t i on conc r e t e unde r f r ee z e-t ha w c y cl e s LODa n d a n , L I U
4、Y u a n z h e n, L I Z h u , XU ( Co l l e g e o f Ar c h i t e c t u r e a n dCi v i l En g i n e e ri n g , T a i y u an Un i v e r s i t yo f Te c h n o l o g y , T a i y u a n 0 3 0 0 2 4, C h i n a ) Abs t r ac t : Gl a z e d h o l l o w be a d s t h e r ma l i ns u l a t i o n c o n c r e t e
5、i s a ne w t y p e o f g r e e n b u i l d i ng ma t e ria l s t h a t i s a d a p t e d t o t h e de v e l o pme n t o f b u i l d i n g e n e r g y s a v i ng an d s t r u c t u r e s e l f - c o n s e r v i n g h e a t s y s t e m i n o u r c o u n t r yTo s tud y t h e i n flu e n c e of t h e f
6、re e z e t h a w o n t h e c o m pr e s s i v e p r o pe r t i e s, c u be c o mp r e s s i ve s tre n g t h t e s t u n de r fre e z e t h a w c y c l e s ha s b e e n c o n d uc t e d Th e o r t ho g o n a l t e s t s h a v e be e n d e s i g n e d c h oo s i n g s i x ma i n f a c t o r s i n f l
7、 ue n c i ng t h e t h e r ma l i ns ul a t i o n c o nc r e t e s t r e n g t h o n the b a s i s of the o pt i mu m mi x t ur e r ati o Gl a z e d h ol l o w be a d s t he rm a l i ns u l a t i o n c o nc r e t e h a s b e e n c o n d uc t e d 0, 1 5, 3 0, 5 0 t i me s o f fre e z e tha w c y c l
8、e s a d o p t i n g q ui c k fre e z i ng me t h o dThe n the s u r f a c e e r o s i o n o f e a c h g r o u p s p e c i me n s wo u l d b e e n o b s e r v e d and the c o n c r e t e s t r e n gth and i t s d e g r a d ati o n c h a r a c t e ri s t i c s wo u l d b e e n d e - t e r mi n e d T e
9、 s t r e s u l t s h a v e s h o we d that the c o n c r e t e s t r e n gth d e c r e a s e d t o 8 0 9 0 o f i n i t i a l v a l u e wh e n wa t e r c e me n t r a t i o wa s O 5 0 a ft e r 5 0 fre e z e tha w c y c l e s T h e q u ant i t a t i v e r e l ati o n a l e x p r e s s i o n b e t we e
10、 n c o n c r e t e s t r e n gth a n d fre e z e tha w c y c l e s t i me s wa s d e t e rm i n e d I t h a s b e e n c o n c l u d e d that wa t e r c e me n t r a t i o wa s the ma i n f a c t o r a f f e c t i n g the c o n c r e t e s t r e n gth a fte r fre e z e tha w c y c l e s Key wor ds :
11、g l aze d h ol l o w be a d s t h e r ma l i n s ul a t i o n c o nc r e t e; fre e z e tha w c y c l e s ; o rtho g o n a l t e s t s ; c o mpr e s s i v e s t r e r Ig t h 0 引 言 混凝 土作为一种 重要 的承 重材料 , 在北方寒 冷及严 寒地 区 , 不 可避 免地会受 到冻 融循环 的损 伤 , 使混 凝土 的强度 和耐久性降低 。 我 国的相关规 范和大量试 验研究 中衡 量混凝 土抗冻 性 能的指 标 主要是
12、质 量损 失率 和相 对动 弹性模 量 , 然 而在 实际应 用 中 , 决定 工 程安全 性 和 承载能力 的是混凝土力学 性能 , 其损 失直接关 系到建筑 物的使用年 限。 有研究 表明冻融作用对 混凝土强 度有一 定程度 的影 响 , 目前 , 国 内学 者对普 通混 凝 土力学 性能 随冻融作用 的退化 已经进 行了一定程度 的探讨 1 - 3 , 国外 学者 Mu t t a q i n t4 J 、 V e s a p e n t t a l a t 等对 于普通混凝 土在冻融 循 环作用 下的立 方体抗压强度等基本力学性能衰减规律 的研究 则较为系统。 玻化微珠保温混凝 土是在
13、普通混凝土基础上 , 用一定 量的矿物掺 合料 和玻化微珠保 温材料替代混凝 土中部分 细骨料 , 既具备普 通混凝 土承重的特性 , 又有着 良好 的保 温隔热性 能 , 同时其表观密度小 、 抗震作 用减轻显示 了该 新型材料广阔的应用前景 , 具有很好 的后续研究价值和可 推广性 。 作为新型建筑材料 , 玻化微珠保温混凝土的耐久性 研究是非常重要 的, 然而对其经过冻融循环作用后基本力 学性能退化规律的认识却仅处于萌芽状态。 本试验选用玻化微珠保温混凝土 的立方体抗 压强度 作为一个重要 的力学指标 , 着重探讨其 随着冻融作用 的衰 减规 律 , 并 且总结 出相应 的线性 退化公
14、式 , 深入 了解 引起 玻化微珠保温混凝土力学性能劣化的机理及影响因素 , 为 保温混凝土的安全耐久性设计提供参考 , 这对于理论研究 和工程实践都大有裨益。 收稿 日期 : 2 0 1 3 1 1 _ J o 9 基金项 目:教育部高等院校博士点基金资助( 2 0 1 O 1 4 0 2 1 2 0 0 0 7 ) ; 国家 自然科学基金资助( 5 1 3 0 8 3 7 1 ) 2 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 试 验 设 计 釜 霪 芸 1 1 试验原材料 玻化微珠有三种粒径: 分别为 1 3 n l i 1 、 2 4 r n rn 、 3 5
15、m m, ( 1 ) 玻化微珠 。 玻化微珠具有质轻 、 保温 、 防火 以及不 三种粒径的百分 比依次 为 5 0 、 3 0 、 2 0 , 其基 本性 能如 燃烧、 吸水率低 、 和易性好和使用寿命长等优点, 并且经过 表 1 所示。 表 1 玻化微珠的基本性能 ( 2 ) 其他材料。 水泥选用 P O 4 2 5 级水泥 , 在本试验中 暂不考虑水泥品种对 耐久性的影 响; 石子选用 山西清徐碎 石 , 粒径 5 1 2 n T l , 堆积密度 l 6 3 0 k g m3 , 采用二级配 , 其 中 5 1 0 m m 占 4 0 , 1 0 2 0 mm 占 6 0 , 含泥量小
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