基于不同砂浆类型的围护结构冻融模拟性能研究

作     者：张超凡 ZHANG Chaofan

作者机构：中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043 

出 版 物：《河北工业科技》 (Hebei Journal of Industrial Science and Technology)

年 卷 期：2024年第41卷第3期

页      面：175-182页

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：中铁第一勘察设计院集团有限公司科技开发课题(院科20-67) 

主　　题：特种建筑材料 砂浆 冻融循环 病害 围护结构 服役性能 

摘      要：为了提升冻融环境下围护墙体的服役性能,以砂浆类型为变量研究冻融条件下围护结构砂浆层的抗冻融性能。分别设计水泥砂浆、聚丙烯纤维砂浆和聚合物砂浆围护结构试件并进行100次冻融循环试验,采用智能弦式应变传感器监测应变变化;并采用顺序耦合热应力分析法建立数值模型模拟冻融循环作用下的温度场和由此产生的应变,进行结果验证。结果表明:经过100次的冻融循环试验,水泥砂浆围护结构的最大应变值超过3.0×10^(-4),并产生裂缝;相对于水泥砂浆,聚丙烯纤维砂浆和聚合物砂浆围护结构在冻融循环作用下,峰值应变大幅降低,最大应变值范围在3.0×10^(-5)~4.0×10^(-5),且砂浆层均未开裂,数值模拟结果与试验结果基本一致。研究揭示了不同砂浆类型围护结构在冻融循环过程中病害形成机制,通过在砂浆中掺入聚合物和纤维增强其抗冻融性能,使围护结构在冻融条件下保持良好的服役性能,对提高围护结构耐久性具有重要的工程应用价值和理论意义。