抗冻混凝土原材料控制

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1、抗冻混凝土原材料控制　　摘要：该文结合笔者多年的抗冻混凝土质量控制及施工实践经验，简要介绍了原材料控制中易于疏忽的问题。阐明了在抗冻混凝土原材料控制中的细节。合理选用原材料，并控制原材料的关键指标，是抗冻混凝土质量保证的关键。　　关键词：抗冻融混凝土原材料控制　　中图分类号：TU473文献标识码：A文章编号：1672-3791（2016）08（a）-0039-02　　混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要问题之一，是我国东北和西北严寒地区混凝土结构的主要病害。尤其在东北严寒地区，兴建的水工混凝土建筑物，几乎100%工程局部或大面积遭受不同程度的冻融破坏

2、，这些地区较大的昼夜温差，导致一些水工混凝土遭受频繁的冻融循环作用，大量水渠、溢流坝等水工混凝土工程建成几年后，混凝土就被大面积冻坏、剥落，严重影响了建筑工程的长期使用和安全运行[1]。混凝土生产单位在设计混凝土配合比时，主要依据是现行的国家及行业标准，而标准未强制要求的，或标准中没有明确界定的问题，往往是人们易于疏忽的问题。为此该文从混凝土原材料控制中，工程人员易于疏忽的问题进行较为深入的梳理，探讨如何提高混凝土的抗冻性。　　1原材料　　1.1水泥细度5　　水泥作为混凝土胶凝材料，其质量的好坏在很大程度上决定了混凝土性能的优劣。为增强混凝土耐久性，应选用

3、早期强度高、抗冻性能好的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。　　水泥进厂检测除常规的检测复检外，还应关注水泥的细度，水泥的细度是影响混凝土性能的关键因素。通常水泥的颗粒越细，比表面积越大，早期的水化越快，早期强度越高。水泥细度小，水化反应平缓，混凝土后期强度高。从混凝土耐久性方面考虑，我们在选用水泥时，要更加注重后期强度增长。研究表明在干湿循环条件下，水泥细度的提高，混凝土动弹性模量损伤程度增加，造成混凝土结构的提早裂化，降低混凝土抗渗、抗冻性能[6-7]。铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-2010中明确要求水泥比表面积在300～350m2/kg之间。

4、因此合理水泥细度也是混凝土耐久性的有力保证。　　1.2粗骨料的空隙率及尺寸效应　　骨料在混凝土中约占70%～80%，是组成混凝土的骨架，粗骨料的最大粒径、颗粒级配、形状等对混凝土强度、体积稳定性、耐久性等性能产生重要影响。粗骨料的颗粒级配越好，空隙率越小，混凝土越密实，缺陷及裂缝出现的几率越小，混凝土的抗冻性能也就越佳。通常对于抗冻混凝土的空隙率控制在44%以下。　　粗骨料尺寸对混凝土的性能影响较大，特别是高性能混凝土更甚。国外有研究表明，对大多数岩石来说，如果把最大粒径减小到10～15mm，通常可以消除骨料的内在缺陷。对高性能混凝土，我国现行规范规定不超

5、过25mm[2-3]。国外一般认为其最大粒径不宜超过105mm。但是当碎石粒径过小时，碎石的比表面积增大，混凝土砂率升高，润湿碎石的水及包裹碎石的水泥浆增多，这又会引起混凝土干缩变大，容易出现收缩裂缝。因此抗冻混凝土的碎石粒径不宜大于25mm[4]。　　1.3引气剂气泡参数　　混凝土的抗冻性能与混凝土的孔结构有着密切的关系，在混凝土中孔是水存在的空间，而引气剂的气泡性能参数直接影响使用效果。　　不同品种的引气剂对混凝土孔结构形成的影响是不同的，因而对混凝土强度、渗透性、耐久性等的影响也是不同的。在某种意义上，孔的结构和孔径比孔隙率对混凝土宏观性能的影响更重

6、要。吴中伟院士将混凝土孔径分为4级，即无害孔级（孔径2000μm）。可见气泡平均半径对混凝土的性能的影响是巨大的，对混凝土的抗压强度影响尤甚。工程实践及理论研究表明[5]，混凝土生产中应选择气泡泡经在20～200μm且均匀稳定的引气剂。　　混凝土掺入引气剂后，混凝土的抗冻融耐久性得以改善，除要达到一定的含气量外，气泡间隔系数是影响混凝土抗冻耐久性的最重要因素。在一定的含气量下，混凝土的抗冻性能取决于气泡间隔系数和气泡数量，气泡间隔系数越小，气泡数量越多，混凝土的抗冻性能就越好。　　1.4纤维的使用5　　大量试验研究表明，对有抗冻融要求的混凝土，在不使用引气

7、剂的条件下，加入适量的纤维也能使混凝土具有优良的抗冻融性能。目前生产中使用的纤维主要有聚丙烯纤维、聚丙烯晴纤维、纤维素纤维及钢纤维。为保证纤维能均匀地分布于混凝土中，纤维长径比不应大于100，一般为30～80。纤维的掺量一般为混凝土体积率的0.5%～2%。混凝土中加入纤维后，能够改善混凝土的孔结构，并且纤维均匀分散在混凝土中形成一种乱向支撑体系。分散了混凝土的定向应力，阻止了混凝土原生裂缝发生和发展，大大提高了混凝土抗渗、抗裂、抗冻能力。　　2结论　　（1）水泥的细度是影响混凝土性能的关键因素。水泥细度的提高，混凝土动弹性模量损伤程度增加，造成混凝土结构的

8、提早裂化，降低混凝土抗渗、抗冻性能。合理水泥细度也是混凝土耐久性的