混凝土抗冻性ppt课件.ppt

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1、热忱欢迎各位老师莅临课堂！新华网西宁２月２０日电（冰清黄梁）这里白天的最高气温也在零下１０摄氏度左右，干冷的空气几乎要凝结。然而，建设中的“世界屋脊”铁路——青藏铁路却没有被“冻住”。新华社电稿混凝土的耐久性抗碱集料反应性能抗硫酸盐侵蚀性能抗冻融循环性能抗钢筋锈蚀性能抗(水、气)渗透性能抗冻融循环性能需要掌握的知识1、砼冻融破坏机理；2、混凝土气泡特征参数；3、砼冻融破坏特征；4、提高砼抗冻性的技术方法。CementitiousMaterialsResistanttoFreeze-thawofcementandconcreteWangFazhou

2、Dr.Eng.CollegeofMat.Sci.&Eng.ofWUT砼中的水分在0℃时为什么不结冰？1、混凝土中水的冰点冰点：某一压力下，水、冰共存的平衡温度，通常指1个大气压下溶有空气的水与冰平衡共存的温度，0℃。混凝土中水的冰点：混凝土中的水溶有盐类，根据稀溶液的性质，其冰点要低于纯水时的冰点，冰点的降低值与溶液的浓度成正比：混凝土冻融破坏机理由于混凝土中水的盐溶液浓度相对比较低，因此浓度对冰点的影响较小，只比普通状态的水的冰点略有降低1~2℃。引起混凝土中水的冰点降低的主要因素是细孔的曲面水，细孔的曲面水使水面内侧压力P减小。P与r成反比，

3、半径越小，冰点越低。由于混凝土毛细孔的直径各不相同，所以混凝土各种状态的水的冰点是不同的，半径为150nm左右的凝胶孔中的水，其冰点约为-73~78℃。凝胶孔由于孔径较小，因此实际上不会结冰。在某一冻结温度下混凝土毛细孔中存在结冰的水和过冷的水，结冰的水产生体积膨胀；过冷的水发生迁移，引起各种压力（膨胀压与渗透压），导致混凝土破坏。水结冰时体积膨胀达9%，如混凝土毛细孔中含水率超过临界值（91.7%），则结冰时产生很大的压力，此压力的大小决定于：（1）毛细孔的含水率；（2）冻结速度；（3）未结冰的水向周围能容纳水的孔隙流动的阻力。2、混凝土冻融破

4、坏机理A、膨胀压水泥石中毛细孔的水由于结冰膨胀，向最邻近的气孔排出多余的水分产生的最大压力：η：水的粘性系数；S：毛细孔的含水率；u：每降低1℃冻结水的增加率，R：温度降低速度；rb：气孔半径；L：气孔间隔系数。当毛细孔内的水结冰时，凝胶孔中的水处于过冷状态，过冷水的蒸汽压比同温度下冰的蒸汽压高，将发生凝胶水向毛细孔中冰的界面渗透，直至达到平衡状态，从而产生渗透压。渗透压力与蒸汽压之间的关系:Pw:凝胶水的蒸汽压；Pi：毛细孔中水的蒸汽压。1、砼冻融破坏机理；2、砼气泡特征参数；3、砼冻融破坏特征；3、提高抗冻性的技术方法。B、渗透压√混凝土冻融

5、破坏评价方法将饱和水的试件浸没在盛有水或盐的水溶液的容器中，放入冻融循环箱中，使试件中心温度在-17℃±2℃到8±2℃中进行冻融循环，每次循环经历2~4h，最后以试件强度损失25%，重量损失5%的冻融循环次数作为混凝土抗冻性评价指标。也可用试件的动弹模量的变化率进行评价。抗冻性指数DF：P：相对动弹性模量，N：相对动弹性模量达到60%时的循环次数。抗冻等级指标低10%≤DF<30%；D50≤抗冻标号

6、的充水程度混凝土内部充水程度不同，冻害的程度各异。饱水程度超过临界含水量时，冻害才会发生。（2）环境温度的降低程度混凝土毛细孔中的水是在不同的负温下结冰的，温度越低，冰的体积越大，水冰混合物的破坏压力越大。（3）混凝土受反复冻融循环的次数反复冻融过程中，混凝土内部的裂缝逐渐增多，加快破坏。（4）混凝土内部结构特征毛细孔孔径、比例等，气泡特征等。影响混凝土抗冻性的因素很多，内因主要有水泥品种，矿物掺合料，粗集料品质，化学外加剂以及水灰比，灰集比等，其中尤以引气最重要。自20世纪40年代后期开始，人们普遍认识到通过在混凝土中引入大量直径为数十微米的稳

7、定气泡是解决混凝土受冻破坏最有效的方法。引气后混凝土的抗冻性成倍提高。1、含气量，a2、气泡比表面或气泡平均半径，r3、气泡间距系数，S当含气量一定时，气泡半径越小，则气泡个数就越多，气泡间距系数S就越小。当气泡半径不变时，含气量越大，气泡间距系数就越小。气泡间距的大小由含气量决定。气泡特征参数硬化混凝土含气量的确定新拌混凝土中的含气量A与硬化混凝土的含气量有一定的线性关系（相关性R=0.89）。新拌混凝土的含气量可由含气量测定仪测定，据此可计算出硬化混凝土的含气量。含气量与气泡间距系数的确定新拌混凝土中的含气量A与气泡间距S存在较好的相关性（相

8、关性R=0.89）。可由含气量控制混凝土的气泡间距系数。水灰比与气泡特征参数的关系随着水灰比的降低，在含气量一定的情况下，气泡直径与间距