【《单掺掺合料下透水混凝土的抗冻性能试验研究》2700字】

单掺掺合料下透水混凝土的抗冻性能试验研究目录TOC\o"1-2"\h\u12499单掺掺合料下透水混凝土的抗冻性能试验研究 161231.1质量损失测试结果与分析 144631.2相对动弹性模量测试结果与分析 4近年来，为了缓解城市环境问题，我国开始推行海绵城市，透水混凝土作为其建设和发展的重要基础设施，由于其连续孔隙率及高透水性，被广泛普及。但是，在冬天，透水混凝土的大孔隙会影响防冻，导致路面表面脱落、结构松弛、内部空隙变化的现象。根据学者们提出的膨胀压理论和渗透压理论，透水混凝土的损伤是因为自由水通过内部的半连通孔留在混凝土内部，在正负温差下，透水混凝土内部的水和融化从而在透水混凝土内部形成膨胀压力和渗透压力，混凝土内部结构最终遭到破坏。在混凝土中掺入矿物添加剂，矿物添加剂会更细，填充于其他橡胶冷凝材料之间，有效改善混凝土内部结构，使混凝土的结构更加紧密，进一步抑制膨胀压力，提高混凝土的抗冻性。由于透水混凝土的多孔性，内部机制复杂多样，本次试验主要从质量损失率和动态弹性模量两方面分析矿物添加剂透水混凝土的防冻性能，并以动态弹性模量为指标引入损伤变量D预测矿物混合物透水混凝土冻结周期损伤发展的规律。本节主要探讨单添加矿物添加剂在透水混凝土冻结后损伤发展的规律。1.1质量损失测试结果与分析质量损失率计算方法:式中：—冻融n次后的质量损失率（%）；—冻融试块的初始质量（Kg）；—冻融后n次后的质量（Kg）。单独的混凝土质量损失及结果分析本试验每隔10次冻结对棱柱体试件进行称重处理，表5、图5和图6表示掺入掺合料混凝土在不同循环次数条件下质量损失率的变化情况。序冻融循环10次冻融循环20次冻融循环30次冻融循环40次冻融循环50次号质量变化率（%）质量变化率（%）质量变化率（%）质量变化率（%）质量变化率（%）M00.7881.2153.0371.4445.756M10.5561.0261.9852.8973.902M20.4810.9151.9122.8253.337M30.5891.1662.1233.1471.268M50.4220.8061.4131.8692.103M90.4480.8961.6292.2802.546表5单掺掺合料透水混凝土在不同循环次数条件下质量损失率添加0，5%粉煤灰，10%粉煤灰，15%粉煤灰透水混凝土以不同循环次数与质量损失率试验结果进行分析表5和图5为空白组M0，添加5%粉煤灰M1，10%煤灰M2，15%煤灰M3透水混凝土的质量损失变化率。从表5和图5可知，透水混凝土试块M1、M2、M3的冻结循环次数累积的各个阶段的质量损失率都小于M0。当冻融循环次数为50次时，可以看到空白组透水混凝土质量损失率达5.76%，三种粉末混合的透水混凝土质量损失率均不大于4%，其中粉煤灰掺量10%的透水混凝土M2试块质量损失率仅为3.3%，均满足规范规定。这说明，掺入粉煤灰对透水混凝土的冻融损伤有一定抑制作用，这种有利作用在冻融循环前期（20次循环）不太明显，但到30次循环之后开始显著增加。原因是粉煤灰是一种半径微小，表面光滑的球状物质，其细度小于水泥的细度，可填充于粗骨料和水泥之间的空隙，并提高透水混凝土拌合物的流动性，改善其和易性，较好的与水泥浆体结合，抑制透水混凝土试块因冻融循环所产生的裂缝及扩展，进而提高透水混凝土的冻结溶解和剥离能力。 图4粉煤灰掺量与质量损失的关系2.分别单独添加0，10%粉煤灰，矿粉，硅灰透水混凝土在不同循环次数条件下质量损失率试验结果与分析。表5和图6为分别添加10%的粉煤灰M2、矿粉M5、硅灰M9的透水混凝土的质量损失变化率。表5和图6表明，透水混凝土试块M2、M5、M9在冻结循环累计各阶段的损失率在M0以下。当冻结融化循环次数达到50次时，空白组透水混凝土质量损失率达5.76%，反而其他三类掺矿物掺合料的透水混凝土质量损失率均不大于1.1%，其中M5测试块的质量损失率仅为3.1%，最适合透水混凝土防冻效果；M9测试块质量损失率为3.3%，与M5试块质量损失率几乎一样；而M2试块质量损失率达3.9%，其对透水混凝土抗冻性影响仅次于矿粉、硅灰。这是由于相较于矿粉、硅灰，粉煤灰活性较低，矿粉、硅灰中含有丰富的SiO2和Al2O3，与水泥水化产物发生化学反应生成C-S-H晶体，改善透水混凝土内部的框架结构，从而增加其强度。同时C-S-H凝胶可以吸收一些金属离子，减小透水混凝土内部的PH值，降低了透水混凝土内部的酸碱反应，进而提高透水混凝土的耐久性。图5掺合料种类与质量损失的关系1.2相对动弹性模量测试结果与分析（1）相对动弹性模量计算方法：式中：—冻融循环n次后的相对动弹性模量（%）；—冻融循环n次后的频率（Hz）；—初始频率（Hz）；（2）单掺透水混凝土相对动弹性模量变化及结果分析本试验每隔10次冻融对棱柱体试件进行频率测试，表6、图7和图8表示掺入掺合料混凝土在不同循环次数条件下相对动弹性模量的变化情况。表6单掺掺合料透水混凝土在不同循环次数条件下相对动弹性模量变化1.添加0，5%粉煤灰，10%粉煤灰，15%粉煤灰透水混凝土在不同循环次数条件下相对动弹性模量的试验结果与分析。表6和图7为空白组M0，5%粉煤灰M1，10%粉煤灰M2，15%粉煤灰M3透水混凝土的相对动弹性模量变化率。由表6和图7可看出，掺入粉煤灰对透水混凝土试块的相对动弹性模量变化的影响较大。随着不断的增加粉煤灰掺量，透水混凝土的相对动弹性模量变化速率也在下降，并且这三组试块相对动弹性模量变化曲线都相对缓和。当冻融循环次数为50次时，M0试块的动弹性模量为初始阶段的53.62%，超过40%，可认为已发生破坏，而M1、M2、M3的相对动弹性模量分别为66.11%、69.24%、71.09%，均大于60%，满足抗冻指标。由于透水混凝土中存在大量的孔隙，随着冻结融化作用的持续，在温度和冻胀两种应力的共同影响下，孔周边的微裂缝不断扩散，粗骨料与橡胶冷凝材料界面粘结强度减小，微裂缝逐渐贯通并且内部结构逐渐疏松了，总而言之，透水混凝土的动弹性模量随着冻融循环次数的增加而降低。总的来说，粉煤灰添加量越大，相对动弹性模量越大，添加粉煤灰减缓了冻胀压力，微裂缝的连续扩展被抑制，所以有效的抑制动弹性模量的降低。 图6粉煤灰掺量与相对动弹性模量的关系2.分别添加0，10%粉煤灰，矿粉，硅灰透水混凝土在不同循环次数条件下相对动弹性模量变化率试验结果与分析。表6和图8为分别添加10%的粉煤灰M2、矿粉M5、硅灰M9的透水混凝土的相对动弹性模量变化率。由表6和图8可得，掺入矿物添加量对透水混凝土试块的相对动弹性模量变化影响较大。达到20次后，空白组试块M0曲线斜率增大，相对动弹性模量明显下降。同时，在冻结融化循环次数达到30次之前，M9试块相对动弹性模量变化最慢，但冻结融化循环超过30次之后，M2试块相对动弹性模量变化速率变慢并达到最佳抗冻效果。矿粉、硅灰与粉煤灰一样，均具有“微集料效应”，硅灰颗粒的粒径较小，约为粉煤灰的5