混凝土抗冻性研究

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1、型至堑丕j型皂2016年第3期[文章编号]1002-0624(2016)03-0048-05混凝土抗冻性研究范昕然(重庆交通大学河海学院，四川重庆400074)[摘要]通过分析混凝土冻融破坏的原因及冻融破坏的主要形式，总结了冻融破坏的机理和’冻融破坏的影响因素，并对比分析了国内外不同的混凝土抗冻试验方法。结果表明：冻结对混凝土的破坏力是水结冰体积膨胀造成的静水压力和冰水蒸汽压差和溶液中盐浓度差造成的渗透压两者共同作用的结果；平均气泡间距是影响混凝土抗冻性的最主要因素；目前国内主要采用快冻法试验，因为快冻法与慢冻法相比，具有试验周期短，采用无损检测，试验工作

2、量小，误差小，灵敏度高等优点。【关键词】混凝土抗冻性；冻融破坏机理；影响因素；抗冻试验方法[中图分类号]TU528[文献标识码】A0引言1．2静水压理论1945年，鲍尔斯(T．C，Powers)提出了“静水压混凝土的冻融破坏与钢筋锈蚀、碱集料反应一假说”，即在冰冻过程中，混凝土孔隙中部分溶液起被视为混凝土最主要的三大耐久性问题。寒冷地因结冰膨胀迫使未结冰的溶液溢出，通过微孔的区混凝土的破坏多数与冻融作用或者冻融与钢筋过程中产生粘结阻力，最终形成静水压，当这种静锈蚀的复合作用有关，混凝土的抗冻性已成为混凝水压力超过混凝土的临界膨胀压力时，造成混凝土耐久性中最

3、主要的问题，一些国家甚至把抗冻性土逐渐破坏。混凝土的孔隙率越大、孔径越大、连试验也称作耐久性试验。因此提高混凝土抗冻性能通距离越远、渗透性越差混凝土的抗冻性能就越是解决混凝土耐久性的重要途径之一。差。在混凝土中距冰冻地点存在一个II缶界范围，当1混凝土的冻融破坏机理孔间距未超过这个临界尺寸时，对混凝土的抗冻对于混凝土的冻融破坏机理的研究，国内外性是不起作用的。5年后，POWERS又证明了这一学者经过了长期的努力，做了大量的工作，提出了假说，并深入的探讨了混凝土中的平均气孔间距一系列的理论、假说。目前提出的混凝土冻融破坏()。当L<250m时才能提高混凝土的

4、抗冻性机理有：水的离析成层理论静水压理论、渗透压能，并将￡作为一个衡量混凝土抗冻性能的一个理论、现象学理论、充水系数理论、临界饱水值理标准。论和孔结构理论、其中具有代表性的是静水压假静水压假说能够充分说明混凝土冻融破坏的说和渗透压假说。许多表现，但就水压力本身而言，作用力是瞬间1．1水的离析成层理论的，它随着时间的推移作用力逐渐减弱。但实际上1944年坷林斯(A．R．Collins)基于冻土的研究混凝土的冻融破坏随时间的推移而日益加剧最终提出的理论。混凝土的冻融破坏是由于混凝土由导致混凝土破坏。所以，静水压假说很难解释水泥表及里孔隙水分分层结冰，冰晶增大而

5、形成一系浆体首次冰冻和再次冰冻时水分的运动情况。列平行的冷冻薄层，最后造成混凝土的层状剥离1．3渗透压理论破坏。鲍尔斯、海尔姆斯(PowersandHelmuth1953)，·48·2016年第3期东北水利水电水利科研赖特曼(LiGan1975、1980)提出。认为：混凝土冻结m为少害孔；r=50-200m为有害孔；r>200m时，毛细孔中水的冰点与孔径有关，孔径越小，冰为多害孔，对混凝土冻融破坏影响较大的为大于点越低，当大毛细孔中水结冰时，孔隙水中的离子t00m的孑L。浓度将提高，而蒸汽压将下降，这时小毛细孔中未综上所述，冻结对混凝土的破坏力是水结冰结冰

6、的水就可能向大毛细孔中渗透而形成压力，体积膨胀造成的静水压力和冰水蒸汽压差和溶液这种渗透压力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土中盐浓度差造成的渗透压两者共同作用的结果。就遭受了破坏。渗透压是由孔内冰和未冻水两相在一定的饱水情况下，多次的冻融循环使破坏作的自由能之差引起的。用累积，犹如疲劳作用，使冰冻引起的微裂纹不断LiGan认为：混凝土毛细管水不能在原位结冰，扩大，发展成互相连通的大裂缝，使强度逐渐降低解释了毛细孔水迁移的动力在于蒸汽压力的不直至完全丧失，最终导致混凝土结构的崩溃。同；同时也证实了多孔材料的冻结破坏也可能由2混凝土冻融破坏的主要形式于饱和的结冰

7、非膨胀液体(如乙醇)所引起。在寒冷地区，冻融循环会造成混凝土建筑物静水压理论和渗透压理论最大的不同在于未破坏或损伤，这与混凝土材料微观结构有着密不结冰孔溶液的迁移方向。静水压假说认为孔溶液可分的关系。同时，劣化的本身又取决于混凝土使离开冰晶体，由大孔向JJ＼~L迁移；渗透压假说则认用环境的影响。一般情况下，混凝土受到冻融循环为由小孑L移向大孑L。作用后常出现2种破坏形式：即混凝土内部出现1．4现象学理论裂缝与混凝土表层剥落。“现象学假说”指出混凝土的基本构造为凝胶物质包裹骨料形成的一个球形圆体。它是20世纪3混凝土抗冻性能的影响因素中期以POWEI~S为代

8、表的研究学者提出的。该假混凝土的抗冻融性主要取决于内部孑L结构的说