防冻剂对C50 T梁混凝土耐久性的影响研究

作     者：晏茂豪 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘涛;黄维蓉

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：负温养护 防冻剂 防冻混凝土 耐久性能 微观结构 

摘      要：T梁混凝土是桥梁上部结构重要的组成部分,其性能的优劣直接影响到桥梁的服役寿命。防冻剂可使混凝土水化反应在负温环境下继续进行,避免混凝土遭受早期冻害。本文依托新疆喀喇昆仑地区桥梁结构项目,针对高原地区桥梁结构混凝土耐久性较差的问题,以C50 T梁混凝土为研究对象,制备出一种适用于变负温交替环境下的高耐久性防冻混凝土。本文的主要研究内容与结论如下:(1)本文采用JB-1、HD型两种防冻剂制备C50防冻混凝土,在分析防冻剂作用机理的基础上,研究两种防冻剂及三个掺量对混凝土工作性及水化热的影响规律。结果表明,随着防冻剂掺量增加,混凝土流动性增大,保水性降低,水化热增大;JB-1型防冻剂的水化放热速率快于HD型防冻剂。(2)设计了标准养护、变负温养护、恒负温养护三种养护制度,研究不同养护制度下两种防冻剂及不同掺量对C50混凝土3d、7d、28d不同龄期抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量的影响。研究表明,在相同条件下JB-1型防冻剂对混凝土强度的影响比HD型防冻剂的大;在标准养护下,JB-1、HD型两种防冻剂的最佳掺量为1%;变负温养护下防冻剂掺量1.5%时两种防冻混凝土28d抗压强度均可达到60MPa以上,满足C50的要求,28d抗压弹性模量可达到3.5×10MPa以上,达到C50T梁混凝土的要求;恒负温养护下不同配合比的防冻混凝土28d强度均较低,是标准养护强度的75%～80%。(3)通过对标准养护和变负温养护的C50混凝土进行快速冻融循环、抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透、抗冻融-硫酸盐耦合、干燥收缩试验,研究两种防冻剂及不同掺量对混凝土耐久性的影响,揭示不同防冻剂对混凝土耐久性的作用原理。结果表明,掺JB-1型防冻剂的混凝土各项耐久性能均优于掺HD型防冻剂的混凝土;随两种防冻剂掺量增加,混凝土的抗冻性及抗冻融-硫酸盐耦合能力均提高,混凝土干燥收缩增大,其内部原始微裂缝延伸扩展,对混凝土抗硫酸盐侵蚀性、抗氯离子渗透性会起到劣化作用;高原地区C50T梁混凝土中JB-1型防冻剂合理掺量为1.5%。(4)采用SEM、NMR微观试验研究防冻混凝土的微观结构,观察到变负温养护下的防冻混凝土中,絮状C-S-H凝胶可以与针状AFt及片状Ca(OH)形成较为致密的结构,降低孔隙率,改善混凝土孔径分布;基准混凝土中C-S-H凝胶较少,水化产物间的孔隙较大,结构相对疏松。合理的防冻剂掺量对提高混凝土耐久性有一定的作用。