混凝土抗凍性能的幾點研究

《混凝土抗凍性能的幾點研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、混凝土抗凍性能的幾點研究摘要：混凝土是土木工程中常用的材料之一，憑借其抗壓性能高、生產工藝簡單、耐久性能好等眾多優勢使其在建築項目建設中應用最為廣泛，但同時混凝土自身也存在一些缺陷：許多建築物在氣溫較低的環境下，混凝土出現一些非受力性裂縫，而混凝土的破壞多數與凍融作用有關，這種混凝土的凍融裂化現象直接關系到建築物未來的使用壽命、安全問題、以及以此所產生的維護費用等。因此，目前對於混凝土抗凍性的研究，越來越引起國內外的許多混凝土專傢的重視關鍵詞：混凝土凍融破壞機理因素對策一、混凝土凍融的破壞機理對與混凝土凍融破壞機理的研究，

2、主要包括：(1)靜水壓假說靜水壓學中將硬化混凝上中的孔隙分為凝膠孔、毛細孔、空氣泡等。一般情況下，凝膠孔的孔徑為15〜100A,毛細孔孔徑為0.01〜10,且各毛細孔之間是相互連通的，而空氣泡則是由於混凝土攪拌或振搗時，自然吸入或摻加引氣劑人為引入的封閉氣泡，因而產生瞭靜水壓力。而這種靜水壓力，隨著孔隙水流程長度的增加而增加，因此當達到一個極限流程長度時，即孔隙水的流程長度大於極限流程長度，則靜水壓力將超過混凝土的抗拉極限強度，從而將造成混凝士的破壞現象(1)滲透壓假說滲透壓假說認為，混凝土中孔溶液內含有Na+、K+、Ca

3、+等鹽類，由於混凝土孔內在結冰的過程中，大孔中的部分溶液先結冰，致使未凍結溶液中鹽的濃度上升，與周圍較小孔隙中的溶液之間形成一定的濃度差，造成小孔隙中的溶液向一部分已經凍結的大孔隙遷移，由此形成混凝土內部的滲透壓，致使混凝土發生破壞現象(2)溫差應力假說溫差應力假說，主要針對的是高強度或高性能的混凝土凍融破壞現象。其認為這類混凝土的凍融破壞，主要是由於混凝土集料與膠凝材料之間的熱膨脹系數差異較大，從而形成相應的溫度疲勞應力破壞二、影響抗凍性的主要因素混凝土的抗凍性主要與混凝土內部的孔結構、受凍齡期、水飽和程度、混凝土的強度

4、等因素有關，其中混凝土內部的孔結構對於混凝土的抗凍性具有極其重要的作用。而混凝土的孔結構及其強度又主要取決於混凝土的養護方法、混凝土制作過程中的水灰比、以及有無外加劑等(1)水灰比根據同本福岡大學的試驗研究表明：當水灰比在0.45〜0.85范圍內變化時，不摻引氣劑的混凝土的抗凍性並沒有太大的變化，而當混凝土的水灰比小於0.45以後，混凝土的抗凍性才隨水灰比降低而明顯提高，具體實驗數據如下所示:表一：300次凍融循環後混凝土的耐久性水灰比0.250.350.450.55耐久性系數98824735孔隙體積（）2.323.535

5、.936.49（2）混凝土內部孔結構根據Powers的相關理論，其將混凝土內部的氣泡間距的一半定義為氣泡間隔系數£,當混凝土的平均氣泡間隔系數£小於某個臨界值時，混凝土內部的毛細孔靜水壓或滲透壓不會超過自身的抗拉強度，該類混凝土的抗凍性較好，反之則抗凍性較差。相關的公式如下所示:其中：一一氣泡平均半徑——混凝土內水泥漿體的體積百分數（不包括空氣泡）——混凝土中的含氣量（體積百分數）根據上式可以看出，混凝土內部的水泥漿含量越大，氣泡平均半徑越大，含氣量越小，則平均氣泡間隔系數越大，而導致混凝土的抗凍性下降（3）混凝土構成材料

6、的性質混凝土構成材料的性質直接影響混凝土的抗凍性，例如在整個混凝土的原材料中占有70%——93%比例的石子和砂，這些骨料質量的好壞直接影響混凝土的抗凍性，而骨料的質量主要包括骨料的風化程度、堅實性、雜質含量、粘土含量等。除瞭骨料本身的質量外，骨料的吸濕性、滲透性對於混凝土的抗凍性也有影響，這主要是因為由於混凝土內部骨料濕度和強度的變化，引起含針狀物巖石體積的變化，致使已硬化的水泥砂漿和混凝土表面産生損壞(1)外加劑許多混凝土外加劑均能在不同程度上影響混凝土的抗凍性，其中對混凝土抗凍性有顯著影響的就是引氣劑，由於在混凝土施工

7、過程中摻入引氣劑，能夠改善混凝土的內部孔隙結構，加混凝土的含氣量且能使氣泡均勻分佈，以緩沖混凝土產生的凍脹作用,大大降低凍脹的應力，以此提高混凝土的抗凍性能(2)外部環境混凝土所處的外部環境，對其自身的抗凍性也具有一定程度的影響。這裡所指的外部環境條件主要包括混凝土所處環境的凍結齡期、最低凍結溫度、降溫速率等三、提高混凝土凍融性措施從上述對於混凝土的抗凍性影響因素分析，得知混凝土的外部環境、內部孔結構、原材料、外加劑等均能在一定程度上改善混凝土的抗凍性能，具體相關的提高混凝土抗凍性的措施，如下所示：(1)作為構成混凝土的原

8、材料，其質量和性質直接影響混凝土的抗凍性高低，因此，在配制混凝土時，應合理選擇原材料。而這其中作為混凝土原材料主要組成部分的水泥和骨料，其選擇更應謹慎(1)嚴格控制水灰比水灰比是影響混凝土抗凍性能的另一主要因素，同時它也是是決定混凝土組織致密性，即是決定孔結構特性的基本因素。根據相關試驗結果顯示，較低的