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《大连理工大学》 2011年
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多因素影响下低温混凝土抗冻临界强度的研究

刘润清  
【摘要】:混凝土耐久性一直是土木建筑材料领域关注的重点问题,随着研究的逐步深入,研究人员发现,由于混凝土所处的使用环境和自身所采用材料的不同,外界因素对混凝土耐久性的影响程度各不相同。从地域环境角度来划分,影响混凝土耐久性的主要因素可以简略地概括为南锈北冻,即在南方湿热地区主要需要防止混凝土内部钢筋的锈蚀,而北方寒冷地区则主要防止混凝土冻害。在北方混凝土如果在早期遭受冻害产生损伤,这种损伤即使经过后期标准养护也无法恢复,这将给混凝土的耐久性带来永久性伤害。因此,如何有效避免混凝土冬季施工中的早期受冻破坏,成为北方混凝土研究的热点与难点。 低温混凝土专家多年来的研究已经形成结论,保证混凝土在遭受冻害之前达到抗冻临界强度是预防混凝土冻害的最有利措施。因此,如何确定不同混凝土的抗冻临界强度值成为低温混凝土工程领域研究的重点内容。工作者多年研究经验发现,低温混凝土抗冻临界强度的确定受三个主要方面的因素影响,即低温混凝土抗冻临界强度的确定评价方法、低温混凝土的材料组成和低温混凝土所处的受冻环境。 传统低温混凝土抗冻临界强度确定的评价方法为抗压强度法,主要基于低温混凝土冻后抗压强度发展的情况来确定其抗冻临界强度,而现阶段混凝土的应用,由于结构工程安全需要,更注重其后期的耐久性。针对这一问题,本文基于对低温混凝土后期耐久性能影响的考虑,提出了抗冻性能评价方法,确定了在该评价方法下低温混凝土抗冻临界强度的取值,研究了这种评价方法与传统中抗压强度评价方法对低温混凝土抗冻临界强度取值的影响,以及由于评价方法不同造成抗冻临界强度取值不同的作用机理。研究表明两种评价方法下,低温混凝土抗冻临界强度取值的总体趋势为:抗冻性能法抗压强度法;由于多种因素的交叉影响,在两种评价方法下,部分配合比混凝土呈现出完全相同的抗冻临界强度需求。 传统低温混凝土的主要材料组分研究中,由于受矿物掺合料早期水化活性弱的局限,仅在大体积低温混凝土中进行掺合料应用的研究,缺乏掺合料对普通体积混凝土抗冻临界强度影响的研究。本文分别在混凝土中掺加10%、15%、20%的粉煤灰、5%、8%、10%的硅灰,以及双掺15%的粉煤灰和5%的硅灰,通过改变掺合料的组分以及掺合料的掺量研究其对低温混凝土抗压强度的发展和抗冻性能的影响,确定不同配合比的情况下混凝土抵抗早期冻害所需要的抗冻临界强度,并通过低温混凝土孔结构状态分析以及“二级骨料”和“三集团效应”理论假设,研究了掺合料对低温混凝土抗冻临界强度作用的机理。研究表明:不论在何种受冻环境中,双掺15%粉煤灰和5%硅灰的混凝土早期抗冻害能力最好。 传统低温混凝土抗冻临界强度研究所考虑的环境因素主要为温度,忽略了对于低温混凝土冻害具有重要影响的水份含量。针对这一问题,本文在混凝土受冻环境中,综合考虑冻害温度和含水状态两方面因素的影响,将混凝土受冻环境分别设置为:一次气冻、一次水冻和多次冻结(气冻水融)三种环境。文中研究了不同配合比混凝土在三种受冻环境中抵抗早期冻害所需要的抗冻临界强度,并通过孔结构状态分析了不同受冻环境对于低温混凝土的破坏机理。研究表明,三种环境下混凝土抵抗早期冻害对抗冻临界强度需求的大小顺序总体趋势为:一次水冻环境多次冻结环境≥一次气冻环境。 本文在对多种因素影响下低温混凝土宏观性能的分析基础上,结合多种因素影响下低温混凝土内部孔结构分布状态和SEM图像,从微裂缝扩张导致受压面积变化角度研究了两种评价方法对低温混凝土抗冻临界强度影响的作用机理;从掺合料二级骨料和微集团的效应研究了掺合料对低温混凝土抗冻临界强度影响的作用机理,从混凝土内部孔结构分布状态研究了受冻环境对低温混凝土抗冻临界强度影响的作用机理。确定复杂状态下低温混凝土的抗冻临界强度,为冬季混凝土安全、经济施工提供理论指导和技术支撑。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU528

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 时旭东;张亮;郑建华;李艳辉;张天申;;低温-常温循环作用下混凝土力学性能试验研究[J];混凝土与水泥制品;2012年07期
2 李金华;毕重;曾万里;姜云凌;;低温对自密实混凝土立方体抗压强度影响研究[J];黑龙江科技信息;2014年22期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杜森;负温混凝土的抗冻临界强度及其与耐久性的关系研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 曾万里;低温下自密实混凝土强度试验研究[D];辽宁工业大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马国庆;钱玉林;;混凝土的冻害及其机理[J];常州工学院学报;2005年S1期
2 聂鹏;混凝土含气量对其力学性能的影响[J];东北公路;2000年02期
3 王宝卿,杨晶杰;混凝土抗冻性能试验方法的探讨[J];东北水利水电;2004年07期
4 威廉A·柯顿 ,巴恒静;混凝土冻融破坏的机理[J];低温建筑技术;1985年04期
5 孙无二;;混凝土受冻临界强度的试验及探讨[J];低温建筑技术;1992年04期
6 朱卫中;负温混凝土科学技术研究再反思[J];低温建筑技术;2002年03期
7 卫军,张晓玲,赵霄龙;混凝土结构耐久性的研究现状和发展方向[J];低温建筑技术;2003年02期
8 刘伟;邢锋;谢友均;;水灰比、矿物掺合料对混凝土孔隙率的影响[J];低温建筑技术;2006年01期
9 王立久;袁大伟;;关于混凝土冻害机理的思考[J];低温建筑技术;2007年05期
10 刘晓波;李家和;朱卫中;朱广祥;;增钙灰混凝土抗冻临界强度研究[J];低温建筑技术;2007年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 田野;复掺矿物掺合料混凝土性能及抗裂机理、微观特性研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘晓波;增钙粉煤灰混凝土抗冻临界强度及显微结构研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 孟庆超;混凝土耐久性与孔结构影响因素的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邢锋,冷发光,冯乃谦,李伟文;高性能混凝土骨料数量效应研究[J];四川建筑科学研究;2001年02期
2 邓初首;道路混凝土原材料的选用与抗折强度影响因素的探讨[J];四川建筑科学研究;2005年02期
3 余忠;湿陷性黄土场地上的地下旋流池防水性设计分析[J];四川建筑科学研究;2005年05期
4 赵文兰;汤寄予;;自密实混凝土的力学性能研究[J];四川建筑科学研究;2006年02期
5 乔宏霞;何忠茂;刘翠兰;;SO_4~(2-)环境下高性能混凝土耐久性研究[J];四川建筑科学研究;2006年03期
6 钟亚伟;李固华;;沿海混凝土耐久性研究综述[J];四川建筑科学研究;2007年01期
7 袁廷朋;陆洲导;张鑫;;钢筋混凝土结构受氯离子严重腐蚀后的加固处理[J];四川建筑科学研究;2007年01期
8 李果;袁迎曙;耿欧;李富民;;现役结构混凝土内钢筋腐蚀速度监测方法研究[J];四川建筑科学研究;2007年04期
9 王军;;含氯环境下外部湿度对混凝土中钢筋腐蚀影响的试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年01期
10 华建民;高育欣;;温度作用对混凝土墙体早期开裂的影响分析与计算[J];四川建筑科学研究;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张大利;王元;吕晶;姜淼;;新型渗透迁移型阻锈剂对混凝土耐久性影响的试验研究[A];2011年混凝土与水泥制品学术讨论会论文集[C];2011年
2 王立成;;不同特性混凝土冻融循环后双轴压压统一强度准则[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
3 叶晟;颜庭成;卢刚;;现浇透水性生态混凝土在河道边坡工程中的应用[A];中国河道治理与生态修复技术专刊[C];2010年
4 罗朝巍;苏鹏;满露梅;宋宇;张华杰;;利用工业废渣制备绿色胶凝材料的研究[A];2011(昆明)中西部第四届有色金属工业发展论坛论文集[C];2011年
5 刘淼艳;于伯毅;;高强混凝土优劣势分析[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
6 郭力;陈堂;;非饱和混凝土中氯离子输运问题的边界元算法[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
7 钟小平;金伟良;;工程结构全寿命周期设计框架研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
8 郝挺宇;惠云玲;梅名虎;苏波;;结构混凝土耐久性无损检测技术[A];第五届混凝土结构耐久性科技论坛论文集[C];2006年
9 金立兵;金伟良;赵羽习;;沿海混凝土结构耐久性现场试验方法的优选[A];第五届混凝土结构耐久性科技论坛论文集[C];2006年
10 巴恒静;苏安双;;环向约束条件下高强混凝土早期开裂[A];第五届混凝土结构耐久性科技论坛论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 文俊强;石灰石粉作混凝土掺合料的性能研究及机理分析[D];中国建筑材料科学研究总院;2010年
2 李建新;高温重构对钢渣组成、结构与性能影响的研究[D];华南理工大学;2011年
3 黎鹏平;胶凝材料组成与钢筋混凝土氯离子腐蚀研究[D];华南理工大学;2010年
4 郭远臣;再生骨料/水泥复合材料干缩性能研究[D];昆明理工大学;2010年
5 杨婷婷;基于集料功能设计的水泥石界面性能研究[D];武汉理工大学;2010年
6 姜从盛;轻质高强混凝土脆性机理与改性研究[D];武汉理工大学;2010年
7 田焜;水泥基电磁防护吸波多功能复合材料的研究[D];武汉理工大学;2010年
8 于湖生;黄麻纤维用于混凝土增强的研究[D];东华大学;2010年
9 王琼;跨断层隧道地震反应分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
10 石建光;再生骨料对混凝土性能影响的试验研究和计算分析[D];上海大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谭鑫鑫;稀土离子掺杂纳米晶ZrO_2-Al_2O_3复合粉体的制备及发光性质的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
2 周国栋;钢筋锈蚀耐久性基础研究[D];郑州大学;2010年
3 黄晓战;纤维矿渣微粉混凝土高温损伤机理与力学性能研究[D];郑州大学;2010年
4 李科;地下工程结构耐久性分析与评价[D];郑州大学;2010年
5 杨明林;塑性混凝土配合比及性能指标试验研究[D];郑州大学;2010年
6 蔡秀兰;再生细集料混合砂浆配合比及物理性能试验研究[D];郑州大学;2010年
7 辛保兵;既有预应力混凝土梁桥剩余承载力评估方法研究[D];郑州大学;2010年
8 张庆新;混凝土抗冻性能研究及在冷却塔中的应用[D];郑州大学;2009年
9 蔡高创;硫铝酸盐水泥基混凝土抗氯离子侵蚀性能研究[D];郑州大学;2010年
10 夏富友;基于结构检算的公路混凝土旧桥承载力评价方法研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜德民,高振林;高性能自密实混凝土的配合比设计[J];北方工业大学学报;2001年03期
2 王元丰,梁亚平;高性能混凝土的弹性模量与泊松比[J];北方交通大学学报;2004年01期
3 张云峰;张彬;岳文彤;;内罐泄漏条件下LNG混凝土储罐预应力外墙模态分析[J];大庆石油学院学报;2008年06期
4 钮长仁,王剑,朱卫中;广义度时积概念的提出及其与冻结损伤关系的探讨[J];低温建筑技术;2001年03期
5 陈树华,王宝山;冻害对混凝土结构耐久性的影响及防治[J];低温建筑技术;2002年02期
6 朱卫中;负温混凝土科学技术研究再反思[J];低温建筑技术;2002年03期
7 马保国,王迎飞,朱洪波,黄春泉;冬期施工中负温混凝土耐久性设计[J];低温建筑技术;2002年03期
8 朱卫中;负温高强混凝土技术研究进展[J];低温建筑技术;2005年04期
9 王传星;谢剑;杨建江;;超低温环境下混凝土的性能[J];低温建筑技术;2009年09期
10 朱卫中;负温混凝土科学技术研究反思──献给中国寒冷地区冬施技术交流网成立十周年[J];低温建筑技术;1994年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨文萃;无机盐对混凝土孔结构和抗冻性影响的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 伊海赫;张毅;陆建兵;李东旭;;低温条件下磷酸镁水泥的失效研究[J];硅酸盐通报;2014年01期
2 张来;;如何提高高强度混凝土配合比的设计效果[J];四川水泥;2014年09期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄煜镔,陈剑雄;大掺量粉煤灰掺合料中超细矿渣的作用[J];四川建筑科学研究;2001年04期
2 罗素蓉,郑建岚,郑翥鹏;高强与高性能混凝土温湿度场应力分析[J];安全与环境学报;2004年03期
3 尹健,周士琼;高性能混凝土轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度试验研究[J];长沙铁道学院学报;2001年02期
4 马国庆;钱玉林;;混凝土的冻害及其机理[J];常州工学院学报;2005年S1期
5 张云升;孙伟;郑克仁;贾艳涛;;水泥-粉煤灰浆体的水化反应进程[J];东南大学学报(自然科学版);2006年01期
6 威廉A·柯顿 ,巴恒静;混凝土冻融破坏的机理[J];低温建筑技术;1985年04期
7 巴恒静;何忠茂;;对冬施中应用防冻剂几个问题的讨论[J];低温建筑技术;1990年01期
8 朱卫中;;负温混凝土及其抗冻临界强度研究[J];低温建筑技术;1991年03期
9 朱卫中;高玉滨;石明贤;;一次冻结模式对防冻剂混凝土抗冻临界强度的影响[J];低温建筑技术;1993年02期
10 朱蓓蓉,杨全兵,黄士元;除冰盐对混凝土化学侵蚀机理研究[J];低温建筑技术;2000年01期
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1 王迎飞;负温高性能混凝土的制备与研究[D];武汉理工大学;2003年
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1 阮炯正;;混凝土掺合料应用和生产技术研究[J];建筑技术;2012年01期
2 黄诗泷;;混凝土掺合料应用和生产技术研究[J];城市建筑;2012年17期
3 金广伟,颜世超;粉煤灰作混凝土掺合料的试验研究[J];鞍钢技术;2002年02期
4 喻乐华;天然材料用作混凝土掺合料的对比分析[J];非金属矿;2002年02期
5 李厚江;粉煤灰作混凝土掺合料[J];宝钢技术;1984年02期
6 梁炎华;李倓;;关于混凝土生产中掺合料的应用分析[J];江西建材;2014年09期
7 唐祥正;张俊;董昱;;浅谈云南混凝土用粉煤灰的生产和应用[J];建材发展导向;2012年05期
8 张田;王健;;混磨型混凝土掺合料配料的试制[J];科技信息;2013年15期
9 刘哲益;刘来宝;徐光亮;张礼华;李浩;;造纸白泥-页岩-煤矸石新型混凝土掺合料性能研究[J];非金属矿;2013年06期
10 王人和;;活化剂对水泥混凝土掺合料性能影响的研究[J];建材技术与应用;2011年02期
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1 张彦胜;谭任重;刘锦州;李国志;;浅析用“烧矸粉”作预拌混凝土掺合料[A];“第四届全国特种混凝土技术”学术交流会暨中国土木工程学会混凝土质量专业委员会2013年年会论文集[C];2013年
2 陈益民;张洪滔;郭随华;张文生;林震;;磨细钢渣粉——一种新型的混凝土掺合料[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
3 贺鸿珠;朱洪发;宋小川;毛本生;茅建平;;石粉与粉煤灰复合作水泥混凝土掺合料的性能研究[A];建筑新技术研讨会论文集[C];2005年
4 赵志刚;王华;李云;张颖;;人工砂石粉作为混凝土掺合料的研究与应用[A];“第四届全国特种混凝土技术”学术交流会暨中国土木工程学会混凝土质量专业委员会2013年年会论文集[C];2013年
5 程从密;焦楚杰;詹镇峰;李烈军;;钢渣在混凝土中的应用现状与前景分析[A];2008中国商品混凝土可持续发展论坛暨第五届全国商品混凝土技术交流大会论文集[C];2008年
6 杨景玲;卢忠飞;闾文;张亮亮;夏春;;掺钢铁渣粉混凝土收缩特性及体积安定性探讨[A];全国混凝土新技术、新标准及工程应用——“全国混凝土新技术、新标准及工程应用”学术交流会暨混凝土质量委员会和建筑材料测试技术委员会2010年年会论文集[C];2010年
7 丁建彤;石泉;安普斌;蔡跃波;;锂渣粉在抗冲磨混凝土中的应用研究[A];第七届全国混凝土耐久性学术交流会论文集[C];2008年
8 宋少民;;石粉与现代混凝土[A];2013年混凝土与水泥制品学术讨论会论文集[C];2013年
9 赵陈燕;;浅谈混凝土裂缝的控制[A];海南省公路学会2005年年会学术交流论文集[C];2005年
10 赵洪义;;泵送剂对混凝土掺合料粉煤灰的适应性研究[A];中国11省市硅酸盐发展报告(2011)[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 张红;水泥企业步入混凝土产业正逢其时[N];中国建材报;2012年
2 中冶集团建筑研究总院环保院固体废物处理利用研究室/朱桂林 孙树杉;钢铁渣高价值利用三种途径[N];中国冶金报;2003年
3 本报实习记者 窦新颖;技术创新让粉煤灰由废变金[N];中国知识产权报;2006年
4 陆振华 张加明 王雨刚;基础地下室混凝土施工的几点体会[N];中华建筑报;2006年
5 武志刚 山西国营大众机械厂;混凝土结构裂缝的产生原因及实践中控制措施的探讨[N];科学导报;2011年
6 李永文;重庆研制出高含量粉煤灰硅酸盐水泥[N];中华建筑报;2002年
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1 刘润清;多因素影响下低温混凝土抗冻临界强度的研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭华勋;多组分掺合料混凝土的早期收缩开裂性能研究[D];山东科技大学;2011年
2 刘巧玲;秸秆基混凝土的性能研究[D];湖南农业大学;2013年
3 吴继兰;废渣在混凝土中的应用研究[D];山东科技大学;2003年
4 王伟哲;工业废渣制备复合型混凝土掺合料的试验研究[D];大连海事大学;2009年
5 杨海成;架构混凝土抗冻耐久性的研究[D];大连理工大学;2009年
6 吕兴军;浮石混凝土技术试验研究[D];大连理工大学;2013年
7 陈茂高;磷矿渣作碾压混凝土掺合料试验研究[D];天津大学;2010年
8 王银刚;基于钢筋初始锈蚀时间预测的混凝土桥梁寿命预测[D];华中科技大学;2008年
9 丁华涛;地铁用高阻抗高抗渗混凝土的研究[D];武汉理工大学;2008年
10 潘攀;煤渣及其作为混凝土掺合料的研究[D];暨南大学;2011年
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