青藏高原新型抗寒混凝土材料的应变性能测试

摘要:我国青藏高原高海拔、空气稀薄、气候寒冷，冬季与水接触的建筑物常因冻胀作用而遭到破坏。如土坝上游护坡常因拔或冰推而破坏；砼坝的迎水面水位变化区常因冻融而破坏。因此需要对常规的混凝土材料进行革新和改进，在中国建筑科学研究院使用YSV8360 无线静态应变仪对于某新型混凝土材料进行了混凝土材料进行了测试，通过实验数据对于得到结构的原始力学性能参数。

关键字:青藏高原；混凝土；应变测试

1. 青藏高原独特的环境特征对混凝土的影响

1）海拔高。青海属于高海拔地区，平均海拔 4500m以上，有“世界屋脊”之称，是地球上中低纬度地带的高寒中心。 
2）昼夜温差大。青海是我国气温日较差较大的地区之一。气候干燥，白天接收大量太阳辐射热，近地面层的气温迅速上升，夜间少云，地面散热快，温度剧烈下降，夏秋季节清晨时有气温还降到0℃以下，形成冻霜。

3）太阳辐射强、日照时数多。全国太阳辐射量较丰富的地区，太阳总辐射值大都在67.2亿J/(m2·a)以上，全省总辐射量为585.2～752.4J/(m2·a)，日照时数多。 

4）干旱少雨。青藏高原降水分布的地区差异极为悬殊，干湿季分明，降水地域差异明显。5～9月为湿季，10月到翌年4月为干季。干季长，降水量很少，90%以上的降水量集中于湿季。 

5）四季风频风大、灾害频繁、含氧量少。青藏高原是世界中、低纬度面积较大的多年冻土区，以藏北高原连续分布的冻土范围较广，宽达500km。冻土厚度以数米到100多米不等，随海拔的增加而增厚。冻土区内由于表层季节性融化与冻结交替进行，常形成冻胀丘、冰锥、冻胀裂缝、多边形土、冻融滑塌、热融沉陷等特殊地貌现象，对工程建设有很大的影响。 

6）腐蚀性强。在盐湖和盐渍地区，土壤具有不同程度的腐蚀性。重盐渍化土矿化度极高，土质多黏重，而且较紧密，地表盐结皮及盐壳较厚，对混凝土建筑物有严重的腐蚀。 

上述高原环境的严酷性，将会影响混凝土的各种性能，如抗冻性、抗渗性、抗开裂性、温度变形、抗腐蚀性、碱集料反应等以及施工性能。因此，青藏高原研究高性能混凝土，必须要考虑工程所处的环境影响因素。 

2. 测试方案

为了更好的解决高寒、高海拔地区混凝土的耐久性问题，某单位开发了某新型抗寒混凝土材料，可以改善混凝土在高寒地区的耐久性问题。

试验方案：

1）出厂条件下的性能测试    

2）高寒土壤深埋1年后的性能测试

3）高寒土壤深埋2年后的性能测试

4）高寒土壤深埋3年后的性能测试

5）高寒土壤深埋5年后的性能测试

6）高寒土壤深埋8年后的性能测试

7）高寒土壤深埋10年后的性能测试

测量设备：

1）YSV静态应变数据采集和信号分析软件；

数据采集、记录、时域信号分析、频谱分析、数据统计、存图、存报告等功能。

2）YSV8360 60通道无线静态应变仪

60通道，无线静态应变仪，无线传输距离500米，分辨率1个微应变，可以单台使用，也可以多台级联

3）YSV8300无线组网网关

无线组网网关，可以搜索500米范围内的所有无线采集仪，进行数据汇总接收，

3. 试验过程

测试现场

应变测量仪器

混凝土梁（刚出厂，原始状态，应变片粘贴完毕）

混凝土梁（刚开始破坏）

混凝土梁（完全破坏） 

4. 试验结论

通过加载，获得了新型抗寒混凝土材料的初始力学参数。

后继把几百根混凝土梁在青藏高原土壤环境下进行深埋，然后再1年后、2年后等不同时期后，分别跟踪混凝土材料的性能变化情况。