工程科学学报，第44卷，第X期 按照试验方法检测C50、C70混凝土在不同温 表4混凝土在不同温差模拟条件下的超声检测分析结果 度差下的超声波波速和波幅，结果见表3 Table 4 Analysis results of ultrasonic testing of concrete under different simulation conditions 表3混凝土在不同条件下的超声检测结果 Relative variation ratio/% Strength Temperature Table 3 Ultrasonic testing results of concrete under different conditions grade difference/.℃ Vertical Parallel Vertical Parallel Strength Simulation Velocity/ velocity velocity amplitude amplitude grade condition/℃ Direction Amplitude/db (kms") C50 -5/60 2.9 7.4 1.7 3.7 -5/60 Vertical 101.8 5.68 C50 -570 4.7 10.3 2.0 42 -5/60 Parallel 99.8 5.42 C70 -5/60 1.8 4.1 1.6 3.1 Standard curing 103.6 5.85 C70 -570 2.1 5.8 1.9 4.8 C50 -570 Vertical 102.1 5.66 -5/70 Parallel 100.0 5.33 试验结果表明，对于相同强度等级的混凝土， Standard curing 一 104.2 5.94 在不同的模拟冻结环境下，混凝土超声波波速和 -5/60 Vertical 103.1 6.03 波幅的变化率随温度梯度的增加而增大.混凝土 -5/60 Parallel 101.6 5.89 内部影响超声波传播速度的损伤主要发生在平行 Standard curing 104.8 6.14 C70 于温度梯度的方向，而在垂直于温度梯度方向损 -5/70 Vertical 103.3 6.08 伤较小.对于影响超声波波幅的损伤，在垂直和平 -570 Parallel 100.2 5.85 行于温度梯度的两个方向均有发生，平行于温度 Standard curing 105.3 621 梯度方向损伤大于垂直方向的损伤；影响超声波 传播速度和波幅的损伤随着温差的增大而增大， 2.1.2模拟冻结环境对混凝土超声波参数的影响 与施加温差成正相关.相同模拟冻结环境对不同 为减少试验误差，施加温差和标准养护的混 强度等级的混凝土影响不同，对于低强度C50混 凝土同一批成型，超声波检测区域进行16次不同 凝土的影响较大，对于高强度等级影响较小 点位的测试，去掉3个最大值，去掉3最小值，取 2.2混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度 10组中间值的平均值为最终检测数据.以标准养 为研究不同温差的模拟冻结环境对混凝土抗 护组为基准，通过试验组和标养组的差值同标养 压的强度影响，进行了C50和C70混凝土在冷端 组的比值，可以计算出C50和C70混凝土在不同 温度-5℃热端温度60℃和冷端温度-5℃热端温 温差环境下垂直组、平行组的声速和波幅的相对 度70℃的模拟试验，测试其抗压强度，并与标准 变化率，见表4 养护试块进行对比，结果见图3. 90a) ☑-5/60℃ 79.8 4.0b)7☑-560℃ 38 80 -5/70℃ 75.3 570℃ 4 Stanard 66.5 3.5 Stanard 70 58.7 29 3.0 60 52.9 2.5 2.5 40 2.0 020 0 0 0.5 0.0 C50 C70 C50 C70 Concrete grade Concrete grade 图3混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度.()抗压强度：(b)劈裂抗拉强度 Fig.3 Compressive strength and splitting tensile strength of concrete:(a)compressive strength;(b)splitting tensile strength 由上图可以看出，相比标养条件冻结法施工 境，会造成混凝土硬化过程中的损伤，从而降低混 环境对于混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度均有 凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度.冻结环境对 一定的影响，抗压强度和劈裂抗拉强度随着温度 C50混凝土强度的降低率大于C70混凝土，对抗 梯度的增加而变小.浇筑7h施加模拟冻结法环 拉强度的影响略高于抗压强度.以-5/70℃的按照试验方法检测 C50、C70 混凝土在不同温 度差下的超声波波速和波幅，结果见表 3. 表 3 混凝土在不同条件下的超声检测结果 Table 3   Ultrasonic testing results of concrete under different conditions Strength grade Simulation condition/℃ Direction Amplitude/db Velocity/ (km·s−1) C50 −5/60 Vertical 101.8 5.68 −5/60 Parallel 99.8 5.42 Standard curing — 103.6 5.85 −5/70 Vertical 102.1 5.66 −5/70 Parallel 100.0 5.33 Standard curing — 104.2 5.94 C70 −5/60 Vertical 103.1 6.03 −5/60 Parallel 101.6 5.89 Standard curing — 104.8 6.14 −5/70 Vertical 103.3 6.08 −5/70 Parallel 100.2 5.85 Standard curing — 105.3 6.21 2.1.2    模拟冻结环境对混凝土超声波参数的影响 为减少试验误差，施加温差和标准养护的混 凝土同一批成型，超声波检测区域进行 16 次不同 点位的测试，去掉 3 个最大值，去掉 3 最小值，取 10 组中间值的平均值为最终检测数据. 以标准养 护组为基准，通过试验组和标养组的差值同标养 组的比值，可以计算出 C50 和 C70 混凝土在不同 温差环境下垂直组、平行组的声速和波幅的相对 变化率，见表 4. 表 4 混凝土在不同温差模拟条件下的超声检测分析结果 Table 4   Analysis results of ultrasonic testing of concrete under different simulation conditions Strength grade Temperature difference/℃ Relative variation ratio/% Vertical velocity Parallel velocity Vertical amplitude Parallel amplitude C50 -5/60 2.9 7.4 1.7 3.7 C50 -5/70 4.7 10.3 2.0 4.2 C70 -5/60 1.8 4.1 1.6 3.1 C70 -5/70 2.1 5.8 1.9 4.8 试验结果表明，对于相同强度等级的混凝土， 在不同的模拟冻结环境下，混凝土超声波波速和 波幅的变化率随温度梯度的增加而增大. 混凝土 内部影响超声波传播速度的损伤主要发生在平行 于温度梯度的方向，而在垂直于温度梯度方向损 伤较小. 对于影响超声波波幅的损伤，在垂直和平 行于温度梯度的两个方向均有发生，平行于温度 梯度方向损伤大于垂直方向的损伤；影响超声波 传播速度和波幅的损伤随着温差的增大而增大， 与施加温差成正相关. 相同模拟冻结环境对不同 强度等级的混凝土影响不同，对于低强度 C50 混 凝土的影响较大，对于高强度等级影响较小. 2.2    混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度 为研究不同温差的模拟冻结环境对混凝土抗 压的强度影响，进行了 C50 和 C70 混凝土在冷端 温度-5 ℃ 热端温度 60 ℃ 和冷端温度-5 ℃ 热端温 度 70 ℃ 的模拟试验，测试其抗压强度，并与标准 养护试块进行对比，结果见图 3. Compressive strength/MPa Splitting tensile strength/MPa C50 C70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 58.7 52.9 66.5 79.8 75.3 83.2 2.9 2.5 3.4 3.5 3.2 −5/60 ℃ 3.8 −5/70 ℃ Stanard Concrete grade C50 C70 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 −5/60 ℃ −5/70 ℃ Stanard Concrete grade (a) (b) 图 3    混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度. （a）抗压强度；（b）劈裂抗拉强度 Fig.3    Compressive strength and splitting tensile strength of concrete: (a) compressive strength; (b) splitting tensile strength 由上图可以看出，相比标养条件冻结法施工 环境对于混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度均有 一定的影响，抗压强度和劈裂抗拉强度随着温度 梯度的增加而变小. 浇筑 7 h 施加模拟冻结法环 境，会造成混凝土硬化过程中的损伤，从而降低混 凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度. 冻结环境对 C50 混凝土强度的降低率大于 C70 混凝土，对抗 拉强度的影响略高于抗压强度 . 以 −5/70 ℃ 的 · 4 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期