低温混凝土

-30 °C 强度增 18%

通过核磁共振和霍普金森压杆研究混凝土在-30°C下的冲击响应，揭示其水冰相变和损伤机制，用于寒区结构抗冲击设计。

苏宏明 · 朱志武 · Li, Tao · Hongyu, Xiang

Construction and Building Materials 2023

参数信息

动态抗压强度增幅

18 %

结合水占比

80 %

未冻水占比

50 %

拉伸损伤率

10 %

技术优势

抗冲击性能提升

动态抗压强度随应变率呈指数强化，在-30℃时较20℃平均提高18%，有助于寒区结构抵御冲击。

损伤以受压为主

冲击下拉伸损伤率不足10%，破坏主要由压缩引起，有利于结构整体性。

数值模型可预测损伤

含砂浆、骨料、界面过渡区和冰颗粒的细观模型可模拟损伤演化和裂纹扩展，揭示各相材料损伤对温度不敏感但对应变率敏感。

应用场景

• 寒区混凝土结构：利用低温抗冲击提升特性，优化寒区结构抗冲击设计。
• 冲击防护：揭示低温下动态强度与损伤机理，指导冲击防护结构选材。
• 复合材料损伤分析：细观模型模拟各相损伤演化与裂纹扩展，用于复合材料失效分析。
• 低温工程材料：明确水冰相变与力学响应关系，为低温工程材料设计提供依据。