• ISSN 0258-2724
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低热硅酸盐水泥混凝土疲劳性能研究

吴笑梅 高强 丁浩 樊粤明

吴笑梅, 高强, 丁浩, 樊粤明. 低热硅酸盐水泥混凝土疲劳性能研究[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(2): 313-318. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20160817
引用本文: 吴笑梅, 高强, 丁浩, 樊粤明. 低热硅酸盐水泥混凝土疲劳性能研究[J]. 西南交通大学学报, 2019, 54(2): 313-318. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20160817
WU Xiaomei, GAO Qiang, DING Hao, FAN Yueming. Flexural Fatigue Performance of Concrete Prepared with Low-Heat Portland Cement[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(2): 313-318. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20160817
Citation: WU Xiaomei, GAO Qiang, DING Hao, FAN Yueming. Flexural Fatigue Performance of Concrete Prepared with Low-Heat Portland Cement[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2019, 54(2): 313-318. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20160817

低热硅酸盐水泥混凝土疲劳性能研究

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20160817
基金项目: 广东省科技计划资助项目(2015A030401060,2016A040403042)
详细信息
    作者简介:

    吴笑梅(1974—),女,副教授,博士,研究方向为水泥与混凝土工艺、高性能水泥基材料,E-mail:imxmeiwu@scut.edu.cn

    通讯作者:

    高强(1986—),男,副研究员,博士,研究方向为功能建筑材料,E-mail:gaoqg@scut.edu.cn

  • 中图分类号: TU

Flexural Fatigue Performance of Concrete Prepared with Low-Heat Portland Cement

  • 摘要: 为研究胶凝材料的差异对混凝土疲劳特性的影响,采用4点加载的弯曲疲劳实验方法,对比研究了不同应力水平下低热硅酸盐水泥和同强度等级的普通硅酸盐水泥配制混凝土的弯曲疲劳特性,利用DTA-TG、SEM和MIP探讨了两种不同水泥配制混凝土的微观组成结构差异及其对疲劳特性的影响. 实验结果表明:28、90 d和180 d标准养护条件下的低热水泥混凝土在应力水平为0.75~0.90时的弯曲疲劳寿命均高于普通硅酸盐水泥混凝土;3.49 MPa应力荷载下,养护龄期由28 d延长至180 d,两种混凝土的弯曲疲劳寿命分别提高了230 452及8 168倍,90 d与180 d养护龄期的低热硅酸盐水泥混凝土的疲劳寿命分别是普通硅酸盐水泥混凝土的4.76倍及19.88倍,养护龄期越长,低热水泥混凝土抗疲劳性能的优势越显著;低热水泥混凝土水化产物中C-S-H凝胶多,Ca(OH)2含量少,加载后最可几孔径与大孔含量的增幅较低(<10%),致使其在疲劳荷载作用下裂缝源生成的可能性减少,裂缝扩展能力降低,抗疲劳能力增强.

     

  • 图 1  静态和疲劳加载方式

    Figure 1.  Static loading mode and fatigue loading mode

    图 2  混凝土砂浆90 d龄期的SEM图片

    Figure 2.  SEM images of concrete mortar at 90 d curing age

    图 3  28 d龄期混凝土疲劳加载前后的孔径分布

    Figure 3.  Pore size distribution of concretes before and after fatigue loading at 28 d age

    图 4  90 d龄期混凝土疲劳加载前后的孔径分布

    Figure 4.  Pore size distribution of concretes before and after fatigue loading at 90 d age

    表  1  熟料的化学成分和矿物组成(wB

    Table  1.   Chemical and mineral composition of clinker

    水泥编号烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3C3SC2SC3AC4AF
    C10.4924.734.714.9862.211.520.3521.5254.664.0415.41
    C20.6321.195.074.2165.151.710.8060.1714.966.3012.80
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    表  2  水泥的物理性能

    Table  2.   Physical properties of cement

    水泥编号标准稠度/%凝结时间/min比表面积/(㎡•㎏–1抗压强度/MPa抗折强度/MPa水化热/(kJ•kg–1
    初凝终凝3 d28 d3 d28 d3 d7 d
    C122.010014537615.043.23.87.7197.0216.0
    C224.213018035828.452.55.48.5304.0333.0
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    表  3  混凝土配合比及其物理性能

    Table  3.   Mix propotion and physical properties of concrete

    编号水泥/
    (kg•m–3
    石/
    (kg•m–3
    砂/
    (kg•m–3
    水/
    (kg•m–3
    减水剂/
    (kg•m–3
    坍落度/
    mm
    28 d强度/MPa90 d强度/MPa180 d强度/MPa
    抗折抗压抗折抗压抗折抗压
    1#3401 3076661363.74354.143.05.054.16.062.4
    2#3401 3076661363.4374.348.94.853.15.460.7
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    表  4  混凝土样品28、90 d的疲劳试验结果

    Table  4.   Fatigue lives of 28、90 d concrete

    样品应力水平
    0.900.850.80
    1#(28 d)207.8523.69 585.4
    2#(28 d)132.2476.01 753.0
    1#(90 d)352.82 171.410 316.6
    2#(90 d)58.21 245.55 042.1
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    表  5  混凝土样品180 d的疲劳试验结果

    Table  5.   Fatigue lives of 180 d concrete

    样品应力水平
    0.850.800.75
    1#398.02 418.620 226.8
    2#355.51 515.517 676.1
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    表  6  DTA-TG曲线上各样品对应吸热峰的失重比例

    Table  6.   Weight loss of cement pastes calculated through DTA-TG curve

    样品28 d90 d180 d
    120℃450℃120℃450℃120℃450℃
    PC18.002.4610.832.5111.322.89
    PC29.273.7310.893.9811.214.57
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-16
  • 修回日期:  2017-02-13
  • 网络出版日期:  2018-05-30
  • 刊出日期:  2019-04-01

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