四川建筑职业技术学院618000
摘要；混凝土是一种常见的多相复合材料，广泛应用于各工程领域，钢筋腐蚀，冻融循环及侵蚀环境的物理化学作用是影响混凝土耐久性的重要因素。冻融循环对混凝土耐久性的影响受到人们的重视，我国西部寒区，冻融循环是导致混凝土破坏的主要因素，本文主要研究了冻融循环过程混凝土性能劣化的特征，对不同等级的普通混凝土立方体试块进行实验研究，为寒冷地区建筑物设计及其寿命预测等提供实验理论依据。
关键词：冻融循环；混凝土；性能变化实验
混凝土结构是我国基础设施建设中的主导结构，以其优良性能广泛应用于各工程领域，冻融破坏是影响混凝土性能的重要因素，导致混凝土抗压强度等基本力学性能降低。目前对冻融循环作用下混凝土基本力学性能的主要集中于混凝土的抗冻性能。本文对不同等级混凝土冻融后试块进行单轴抗压等性能作了实验，综合分析了混凝土等级与冻融次数的因素对其基本性能的影响。
一、混凝土力学性能变化实验
混凝他室内冻融循环试验主要通过设置特定的实验条件，模拟寒区工程结构在冻融循环影响下产生的损伤破坏情况，分析试样冻融质量变化规律。
冻融循环实验对试样要求较高，试样制备应严格按相关规范进行。考虑到冻融实验设备空间的限制，本次制作4组立方体试块，对制备的4组立方体进行取芯。在拌制混凝土中掺入一定量的减水剂。
试件采用《普通混凝土力学性能试验方法标准》规定标准试块钢模成型，试块放入标准养护室养护23d，再放入水中浸泡4d，试件在相同条件下养护，保证具有相同初始强度【1】。
依据《普通混凝土长期性能与耐久性实验方法》中快冻法实验制度，分别进行冻融循环，按《普通混凝土力学性能实验方法标准》进行劈拉强度实验。
二、实验结果分析
随着冻融循环次数的增加，混凝土冻融性能参数随之增大。循环次数达到125次时，C50动弹性模量损失达到25%左右。随冻融次数增多降低，引发混凝土内部结构出现微损伤。损伤逐步积累扩散。
图1相对质量损失与冻融次数图关系曲线
每个等级的抗压强度随冻融次数增加降低，强度较低的试块曲线形状趋于线性。抗压强度对冻融次数的敏感性随混凝土强度提高降低。
混凝土抗拉性能在一般环境中建筑结构常被忽略，冻融环境中，带裂缝混凝土抗冻耐久性急剧下降【2】。混凝土抗劈拉强度随冻融次数增多单调降低。
动弹模损失率易实现无破损检测，本文分析了冻融后劈拉强度与抗压强度与动弹模的关系。建立冻融循环后抗压强度与动模量变化关系。
劈拉强度变化关系随强度等级提高不变，混凝土劈拉强度对纵向基频变化敏感。质量损失是混凝土抗冻性的评价指标，质量损失率随着冻融次数增加。冻融次数100次后，质量损失率为2%，质量损失率大，混凝土抗压强度下降幅度高。参考《水工混凝土试验规程》规定混凝土抗冻等级评定要求，当质量损失达到5%时，混凝土抗压强度下降到冻融前25%
混凝土内传播声速是检测混凝土密实性的间接指标，超声波对混凝土中较大的缺陷反应敏感。混凝土内超声波声速逐步降低。混凝土内部孔隙逐步增加。与宏观强度下降规律一致。超声波对混凝土中细小孔隙不敏感，在混凝土细小裂隙扩展成较大缺陷时，超声波测试敏感。
如何测试混凝土结构受冻融环境的服役状态非常重要。通过取芯测试混凝土抗压强度是有效的途径，机械波速对混凝土冻融破坏的敏感度高于超声波。
单轴抗压强度是衡量混凝土材料冻融损伤特性的重要指标，混凝土抗压强度受含水量影响较大，混凝土应力应变曲线在冻融循环作用下趋于扁平。导致弹性模量显著减小。通过定义冻融损伤变量，可更好的得出混凝土损伤劣化过程。冻融损伤对混凝土抗弯力学性能产生了较大影响。
从不同扫描断面随冻融次数变化CT图形可直观的看出，混凝土内部微孔隙在不断扩展，导致内部结构酥松，冻融循环初期，试样CT均值呈增加趋势。CT均值逐渐呈现降低趋势，外部结构疏松崩解造成CT均值大幅降低。
随着冻融循环次数增加，损伤变量随混凝土冻融劣化急剧增大。表明混凝土试样损伤劣化严重。冻融循环下混凝土破坏是细观结构损伤到宏观力学性能劣化的过程。
结语；随着冻融次数增多，混凝土质量下降程度逐渐加大。建立冻融后混凝土相对抗压强度与冻融次数关系，增加了关系式的适用范围。相对于抗压强度，劈拉强度对冻融模量影响更敏感，相同冻融循环次数下，不同等级混凝土劈拉强度随抗压强度变化非线性。冻融次数增加未改变其线性关系。
参考文献：
[1]冻融循环过程中砂浆电阻率变化及其机理分析[J].侯云芬，王玲，吴越恺，王振地.粉煤灰综合利用.2015（01）
[2]混凝土渗透性及引气作用对耐久性的影响[J].杨钱荣.同济大学学报（自然科学版）.2009（06）
[3]矿物掺合料对混凝土电阻率的影响[J].王雪芳，郑建岚，罗素蓉.福州大学学报（自然科学版）.2008（03）