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《北京建筑大学》 2014年
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冻融循环作用对混凝土湿度及变形的影响

吴越恺  
【摘要】:随着对混凝土耐久性关注度的提高,人们意识到混凝土中湿度的变化对耐久性影响很大。有关常温下,湿度变化会对混凝土的塑性收缩、干缩及自收缩的影响研究很多,但是有关冻融循环作用对混凝土湿度影响的研究几乎没有。本文创造性地探索了冻融循环过程中,混凝土湿度的分布和变化规律,以及湿度变化对内部结冰、体积变化等的影响,并分析了影响机理。 试验中发现,每一冻融循环过程中,温度-湿度变化可以划分为四个阶段:降温增湿段、降温降湿段、增温增湿段和增温降湿段,每一冻融循环结束后,混凝土内部相对湿度值往往不能回复到其循环初始湿度值,且随着冻融循环次数的增加,各阶段变化幅度加剧,图线的斜率也呈增大趋势。试件内部不同深度、不同循环皆呈现出此规律。在结冰或融化时间段,随着温度的下降或增大,湿度值(即结冰湿度值或融化湿度值)保持不变。对于水灰比相同的混凝土试件,随着湿度传感器埋置深度增大,湿度增大,对应的结冰湿度值和融化湿度值也增大。对于不同水灰比的混凝土试件,随着水灰比的增加,相同深度时湿度值呈增加趋势,对应的结冰湿度值和融化湿度值也呈现增大趋势。 在冻融循环作用下,试件的结冰温度均低于水的理论结冰点(0°C),达到-10℃左右;随着水灰比的增大,结冰温度增大。加入水泥用量1%的胆固醇和碘化银后,可以部分消除过冷度现象,使结冰温度提高5℃左右。 砂浆试件结果表明,冻融循环作用下,砂浆试件会出现规律性的体积变化。砂浆试件在每一冻融循环内的体积变化曲线基本呈现出滞回环的形态。其中降温段内的体积变化曲线更接近于线性变化,升温段内的不同温度段,试件的体积变化曲线斜率变化不同。通过对冻融循环过程中体积变形曲线的拟合发现,结冰过程和初始融化过程符合直线关系,融化过程在温度区间-5-10°C内符合三次函数关系,电阻率也有突变,表明这一阶段砂浆或混凝土内部变化过程较为复杂。冻融循环作用下,试件内部的体积变化存在累计性损伤。随着冻融循环次数的增加,该不可逆的损伤会累计增加。 压汞实验结果表明,25次冻融循环作用后,混凝土试件内部的平均孔径、孔径中位数、孔隙率都呈现增大趋势;而且初始相对湿度高的试件(即水灰比较大的试件),在此条件下,其孔结构的变化情况更加剧烈。 本文得出的相关规律可以看出,在冻融循环作用下,混凝土内部的结冰量、体积变化与相对湿度的变化具有一定的相关性,相对湿度是影响混凝土耐久性的重要因素。对其在不同条件下的多因素耦合研究具有一定的必要性,此方面值得在后续研究中做更多的投入。湿度因素引发的混凝土内部结冰量、体积稳定性等影响可以对混凝土耐久性研究提供更多的参考和理论依据。
【学位授予单位】:北京建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU528

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1 吴越恺;冻融循环作用对混凝土湿度及变形的影响[D];北京建筑大学;2014年
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