水泥砂浆立方体抗压强度尺寸效应的试验研究-中国工程科学.pdfVIP

水泥砂浆立方体抗压强度 尺寸效应的试验研究 苏 捷，方 志 （湖南大学土木工程学院，长沙 410082 ） [摘要] 通过36 组强度等级分别为M30、M50 和M80 且边长分别为70 mm 、100 mm 、150 mm 和200 mm 的 水泥砂浆立方体试件的抗压试验，研究了不同强度等级水泥砂浆试件抗压强度的尺寸效应，建立了强度等 级与抗压强度尺寸效应的关系，提出了水泥砂浆抗压强度尺寸效应率的计算公式，通过试验数据验证了该 公式的适用性。 [关键词] 水泥砂浆；尺寸效应；强度等级；立方体抗压强度 [中图分类号] TU317.1 [文献标识码] A [文章编号] 1009-1742（2014）02-0088-05 1 前言 2 试验概况 尺寸效应是指材料的力学性能随着试件或结 2.1 试件模型 [1] 构几何尺寸的变化而变化 。大量研究结果表明， 水泥砂浆试件的边长分别为70 mm 、100 mm 、 试验确定的强度不再是材料完全重复的性质，而是 150 mm 和200 mm ，试件尺寸如图1所示。每一尺 依赖于结构和试件几何尺寸的参数。为准确描述 寸的试件包含M30、M50 和M80 这3 个强度等级，每 水泥砂浆材料的真实力学性能，对其尺寸效应进行 种规格试件制作3 组，立方体试件总计36 组。 系统研究显得尤为必要。目前国内外对混凝土材 [2~12] 料力学性能的尺寸效应进行了一些研究 ，但对水 泥砂浆抗压强度尺寸效应的研究少有文献报道。 此外，在对混凝土力学性能进行细观数值模拟时， 通常将硬化水泥砂浆基体的力学性能假定为一常 数进行分析，忽略其自身的尺寸效应，该假定的有 图1 水泥砂浆试件尺寸（单位：mm） 效性尚未得到试验证实。 Fig.1 Dimensionofmortarspecimens （unit：mm） 基于此，本文较系统地试验研究了不同强度等 级水泥砂浆立方体试件抗压强度的尺寸效应，分析 2.2 试验材料及配合比 了强度等级对抗压强度尺寸效应的影响，得到了水 各试件均采用P.O.42.5 普通硅酸盐水泥，7 d 和 泥砂浆抗压强度的临界尺寸和临界强度，建立了适 28 d 抗压强度分别为38.0 MPa 和58.1 MPa 。所采 3 用范围较广的水泥砂浆抗压强度尺寸效应率计算 用的硅灰的平均粒径为88 nm ，表观密度为2.20 g/cm ， 2 公式。 比表面积为21 m /g 。水泥和硅灰的化学成分见 [收稿日期] 2012-11-13 [基金项目] 国家自然科学基金资助项目；湖南省科技计划项目（2013CK4014 ）；湖南大学青年教师成长计划项目（531107040742） [作者简介] 苏 捷，1979年出生，男，湖南长沙市人，讲师，主要研究方向为桥梁与结构工程；E-mail ：iamsujie@ 163.com 88 中国工程科学 表1。细骨料采用细度模数为2.5 的中砂，减水剂为 水泥砂浆试件的配合比见表2 。 聚羧酸系高效减水剂，减水率为25 % 。各强度等级 表1 水泥和硅灰的化学成分 Table1 Thechemicalconstituentsofcementandsilicafume