混凝土低温初始缺陷的定量判别.pdf

第17卷 第5期 中国水利水电科学研究院学报 Vol.17 No.5 2019年10月 Journal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research October，2019 文章编号：1672-3031（2019）05-0394-06 混凝土低温初始缺陷的定量判别 1，2 2 2 2 1 郝伟男 ，李曙光 ，计 涛 ，陈改新 ，卿龙邦 （1. 河北工业大学 土木与交通学院，天津 300401； 2. 中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100038） 摘要：混凝土试件成型后分别标养3、7 d，然后从养护室取出置于-20 ℃环境中至28d以产生不同程度的低温初 始缺陷，采用弹性波波速对混凝土低温初始缺陷进行定量判别，并应用压汞试验、核磁共振与扫描电镜对混凝土 砂浆基体进行微观分析。结果表明：基于弹性波波速计算得到的初始损伤度可用于定量判别混凝土低温初始缺 陷，仅标养3d（LD-3）、7d（LD-7）混凝土试件的初始损伤度分别为0.22与0.12；压汞试验显示，LD-3与LD-7系 列试件有害多害孔含量分别为92.7%与87.2%，临界孔径分别为0.8 μm与0.9 μm，明显高于标养28d混凝土试件 （有害多害孔含量、临界孔径分别为83.8%与0.18μm），核磁共振得出的混凝土临界孔径与压汞试验类似。扫描 电镜图像显示，含低温初始缺陷混凝土的水化程度较低，基体结构松散。混凝土低温初始缺陷可以由初始损伤度 （弹性波波速）、有害多害孔含量与临界孔径进行定量判别。 关键词：混凝土；初始低温；初始缺陷；定量判别；微观分析 中图分类号：TU528 文献标识码：A doi：10.13244/ki.jiwhr.2019.05.012 1 研究背景 我国北方地区最低气温低、低温期长，混凝土施工条件恶劣。在实际混凝土施工过程中，经常 ［1］ 出现养护措施过早失效的情况，导致混凝土结构经受早期冻害 ，并在其内部产生一定量的初始缺 陷。北方地区混凝土结构耐久性差与混凝土内部含有的初始缺陷密切相关。因此研究含初始缺陷混 凝土的性能特点，提出可应用于现场工程的混凝土低温初始缺陷定量表征方法，可为北方寒冷地区 混凝土结构的耐久性认识提供技术支撑。当前关于混凝土在低温环境下的性能研究，大多数学者［2-8］ ［9-11］ 关注的是低温对标准养护的混凝土各项性能的影响，Husem等 探讨了不同低温养护条件下混凝土 ［12］ 强度及耐久性的变化规律，Yi等 探讨了混凝土早期养护时间对抗冻性能的影响。然而过早处于低 温环境下混凝土内部的损伤/缺陷如何定量表征，低温缺陷产生的机理为何，尚未看到清晰明确的解 ［13］ 释。由于冲击回波法具有受混凝土骨料影响小、测试深度深和现场适用性强等优点 ，经常被用于 现场混凝土的损伤/缺陷检测［14-17］。本文将混凝土试件分别在标准养护室内养护3、7d后置于-20 ℃恒 低温环境中至28 d，使混凝土试件中产生低温初始缺陷，并采用冲击回波法测量的弹性波波速计算 得到的初始损伤度对混凝土低温初始缺陷进行定量表征，通过扫描电镜微观分析、压汞试验和核磁 共振检测探讨含低温初始缺陷混凝土基体的微观结构特征。 2 试验方法 2.1 混凝土的配合比及试件制作 水泥采用42.5中热硅酸盐水泥；粉煤灰为 Ⅰ级粉煤灰；粗骨料采 用小石（5~20mm）、中石（20~40 mm）二级配，小石与中石的比例为1∶1；细骨料为天然河砂，细度 收稿日期：2017-09-02 基金项目：国家重点研发计划项目（2