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负温混凝土及其抗冻临界强度研究 朱卫中 (黑龙江省低温建筑科学研究所) 【提要 】 本文从讨论负温砼范畴内各种不同砼含义 出发，探讨了Tabar--Collins冻 胀理论在新拌砼冻结过程中的作用，并提出了广义临界强度的概念。 关键词：负温砼；防冻剂；冻害；广义临界强度 一 、 负温混凝土研 究中基本概念 的讨论 作为变量考虑进去。国内有关专家也认为：砼受冻 基本术语约定：’ 临界强度是表示砼抵抗早期冻害能力的一种方法， (1) 负温水泥混凝土。指以水泥为胶结材， 随着外加剂的发展，掺外加剂砼的临界强度取值可 掺或不掺任何外加剂，在负温下养护的混凝土。 以从0-,-100％设计标号。这就暗示着存在一种广义 (2) 负温非防冻剂砼。指以水泥为胶结材掺 临界强度而曲须研究。 入不以防冻组分为主的外加剂，在负温下 养护 的 二、早期冻结对砼 的破坏过程 砼。 1．T·C·Powers理论不能解释的现象 (3) 负温防冻剂砼。指以水泥为胶结材掺入 对于砼早期冻结机理，若干 文献 引 用T．C． 以防冻组分为主的外加剂，在负温下养护的砼。 Powers的静水压与渗透压理论来解释，然而仔细考 () 广义临界强度。指上述各种混凝土能够 察 T·C·Powers理论的适应条件，对新拌砼受冻， 抵抗负温冻害时所具有的最小强度，包括零强度。 静水压说不能成立，就连Powers本人在后来的实 (5) 狭义临界强度。指在有一定限制条件下 验中也发现与事实不符。因此，新拌砼的早期冻结 备种砼能够抵抗负温冻害时所具有的最小强度。 成为 T·C·Powers理论不能解释的现 象。 (6) 临界强度。广义或狭义临界强度的总称。 2． 对Tabar--Collins的冻胀学说的理解 临界强度，一般理解为 “能够抵抗冻害的最小 被 T·C·Powers列为混凝土冰冻破坏机理的 强度”，对1．中约定的 5种砼能否这样理解，无论 第四种情况的 Tabar--Collins 冻胀学说认为，新 哪种砼，只要获得一个在某一负温下 不会受冻 害 拌砼的冻结机理不同于硬化砼，属于 “宏观规模析 的最 小强 度便 不会使砼性能败性，且在某些条件 冰”现象。并指出，冰冻对砼的破坏并不是单纯由 下其强度仍能增长。临界强度并不是一个定值，而 于 “就地冻结”中水变成冰体积增人 9 而造成的 是一组随机函数，显然，随机函数在某一时刻上的 膨胀引起的，而是由于在缓慢冻结过程中，冰锋前 截 口便成为狭义临界强度值。这就是说，广义II每界 进的不均匀而造成的水份迁移与重分布使得砼内应 强度需要 ·个规律，’这个规律并不能用5．0MPa或 力重分布造成的。因此，笔者关于新拌硷冻结时水 4％等具体数值来定义。同样，防冻剂砼中的抗冻临 份在中心质界面上向冷区迁移造成砼早期受冻破坏 界强度也是一个不确定的值，在设计温度下或负温 的提法则是在这一理论上形成的。 防冻剂砼本身所能抵抗的温度下，其值可为零；而 冻胀破坏在外观上突出的特点就是材料体内将 低于这个温度，临界强度则随温度而 变，温 度愈 出现若干平行的冰夹层，彼此平行 而 垂直于热流 低，其值越大，故广义上说，防冻剂砼的临界强度 (冷却)方向。 也为一组随机变量