风积沙混凝土的抗冻性和冻融损伤机理分析.PDF

第 33 卷 第 10 期 农 业 工 程 学 报 Vol.33 No.10 184 2017 年 5 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering May 2017 风积沙混凝土的抗冻性与冻融损伤机理分析 吴俊臣 1,2 ，申向东 1※ （1. 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特 010018 ； 2. 内蒙古建筑职业技术学院建筑工程学院，呼和浩特 010070 ） 摘 要：为探讨沙漠沙（又名风积沙）替代河砂对低温环境下混凝土的耐久性能影响，按照风积沙替代河砂质量的 20% 、 40% 、60%、80%、100%共设计了 5 种强度等级为 C25 的风积沙混凝土（aeolian sand concrete，ASC ）。采用加速试验方 法研究了风积沙混凝土在冻融条件下的损伤失效规律，借助环境电镜扫描（environmental scanning electron microscope， ESEM ）、应变监测和核磁共振（nuclear magnetic resonance ，NMR ）等测试手段得到了风积沙混凝土的损伤机理。研究发 现风积沙掺量 80% 以上的混凝土冻融次数超过 200 次，冻融损伤残余应变小，内部封闭小孔隙数量多对冻融损伤的抑制 阻碍作用增强。结果表明风积沙混凝土的抗冻性能随着风积沙掺量的增加而提高，掺量为 100%的风积沙混凝土的抗冻性 最好。该研究可为风积沙混凝土大范围应用于寒区渠道衬砌及水利设施建设提供理论依据。 关键词：灌溉；混凝土；核磁共振；风积沙；冻融；损伤；应变 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.10.024 中图分类号：S277; TV431; TU528 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2017)-10-0184-07 吴俊臣，申向东. 风积沙混凝土的抗冻性与冻融损伤机理分析[J]. 农业工程学报，2017，33(10)：184－190. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.10.024 Wu Junchen, Shen Xiangdong. Analysis on frost resistance and damage mechanism of aeolian sand concrete[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(10): 184 －190. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.10.024 成果目前很少[24] ，这极大地限制与阻碍了风积沙混凝土 0 引 言  在工程上的应用。 作为中国设计灌溉面积最大的内蒙古西部巴彦淖尔 本文按照内蒙古河套灌区在渠道衬砌中广泛使用的 市河套灌区，2015 年仅节水改造工程[1-4]投资近 6.5 亿元， 模袋混凝土的性能要求[9]，按照风积沙替代普通河砂质量 其中需要消耗 40 万 m3 混凝土用于渠道衬砌与配套水利 的 20% 、40% 、60%、80%和 100%设计配制了 5 种强度 设施建设。数量众多的混凝土水利设施服役环境属于干 等级均为 C25 不同风积沙替代量的混