机制砂混凝土在冻融循环下的强度和耐久性研究
陈正发 ’，刘桂凤 ’，马 建
(1．山东理工大学 建筑工程学院，山东 淄博 255049；2．淄博泰山建设项目管理有限公司，山东 淄博 255035)
摘 要： 目前，对机制砂混凝土在恶劣环境下的强度和耐久性的研究较少。在对原材料性能测试和混凝土配合比试验的基础上，对 C30
机制砂混凝土开展了冻融循环试验研究 。对 比研究 了冻融循环 、冻融循环后酸腐蚀和冻 融循环后碱腐 蚀三种情况下机制砂混凝土的质量 、强
度和相对动 弹模量 的变化 规律。试验结果表 明机制砂混凝 土在 冻融循环后质量 、抗压强 度和相对动 弹模量 都显著降低 ，并 随冻融次数 的
增加降低的越多；机制砂混凝土在冻融循环后，耐酸、碱性侵蚀等的耐久性能明显减弱，且经受的冻融次数越多其耐酸、碱性侵蚀的能力
越低 ，以耐酸侵蚀 的能力最低 。
关键 词 ： 机制砂混凝土 ；冻融循环 ；强度 ；耐久性
中图分 类号 ： TU528．Ol 文献标 志码 ： A 文章编号 ： 1002—3550(2011)07—0079—03
Study on the strenIgth and durability of concrete with manufactured-sand under condition of freeze-thaw cycle
CHEN Zheng-fa’，L1U Gui—feng ，M A J／an
(1．School ofArchitecture Engineering，ShandongUniversityofTechnology，Zibo 255049，China
2．ZiboTaishanConstructionProjectManagementCo．，Ltd．，Zibo255035，China)
Abstract ： Nowadays，few investigated in the s~ength and durability of concrete with manufactured—san d in severe environment．Experim ent
studies on C30 concrete with mannfactured-san d were carried out under condition offreeze．thaw cycle，which based on the testing ofraw material
performance an d concrete mix ration．A comparative study on the chan ging laws ofthe mass，strength an d the relative dynamic elastic modulus of
concrete was made in three cases which were freeze．thaw cycle．freeze—thaw cycle an d acid corrosion and eeze—thaw cycle an d alkali corrosion．
The results of tests indicated that the mass．strengfh an d the relative dynam ic elastic modulus of concrete with manufactured—san d decreased
m arkedly with the increasing of times of freeze．thaw cycle．Th'e durability of acid an d alkali．resistant of concrete with man ufactured—sand was also
rem arkably weakened due to the action offreeze．thaw cycle．The capability ofacid an d alkali—resistan t ofthe concrete was weaker an d weaker with
the increasing oftimes offreeze·thaw cycle，especially the anti-acid capability．
Key w ords： concrete with man ufactured—·san d；freeze--thaw cycle；strength；durability
0 引言
随着我国经济建设的迅猛发展，各类建设项目与 13俱增 ，
混凝土的需求量不断加大，用砂量也逐年增加。据统计 ，我国
仅建筑用砂石年均需求量约为 50亿 t。长期以来，对天然砂的
过度开采导致了天然砂资源枯竭，以致出现了天然砂质量差、
价格高 的局面 。开采 天然 砂不仅消耗 了大量 的资源 ，而且严重
地破坏 了生态环境 。为 了解决天然 砂供应不足 的矛盾 ，利用人
工砂替代天然砂已越来越受到重视 ，成 为社会发展的必然趋势 ，
并 已在生 产实 践 中得 到 了广泛 的使用 。尽管 机制 砂在混 凝土
中的应用 已很普遍 ，但是关于机制砂混凝土在复杂环境下的
各种物理力学性能的研究却并不多见 ，尤其是在恶劣条件下
的物理 力学性 能的研究 。在实 践工程 中 ，机制 砂混凝土 所处的
工作环境绝大多数都比较复杂，而由于缺少这方面的研究，在
工程设计时，大部分条件下都参照使用了天然砂混凝土的相
关设计要求和标准。但由于天然砂和机制砂在物理(如级配 、
粒形 、质地 、石粉含量等)和力学性能上都有一定的差异，这就
在一定程度上导致了设计的不合理性 ，理论依据不足，无法确
保工程质量，甚至引发工程质量事故，给国家和社会造成严重
的经济损失 。
冻融循环产生的破坏作用 ，对 混凝 土结构 的耐久性有很大
影响，在我国的东北 、华北、西北地区的水工大坝 ，尤其是东北
严寒地区的混凝土结构物，几乎 1 00％的工程局部或大面积地遭
受不同程度冻融破坏。调查发现，混凝土冻融破坏不仅在“三北”
地 区存在 ，而且 在长江 以北 黄河 以南 的中部地 区 ，混凝土 结构
物的冻融破坏现象也广泛存在。由此可见，冻融循环已经成为影
响混凝土耐久性 的最重要 的因素之一[1]。近几十年 ，很 多研究人
员围绕混凝土的冻融破坏机理、混凝土的材料结构及外加剂等
方面[2-7]进行研究 ，但对混凝土经受冻融循环后的强度研究却不
够系统 ，且上述研究对象都是天然砂混凝土 。
本研究通 过对 C30机 制砂混凝 土在冻融循环环 境下 的强
度和耐久性能的研究，分析冻融循环对机制砂混凝土的强度和
耐久性能的影响及作用机理，给冻融循环条件下混凝土的强度
和耐久性设计提供参考。
收稿 日期 ：2011_01-24

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