冰冻对水工混凝土破坏原因研究和解决措施

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1、冰冻对水工混凝土破坏原因研究和解决措施　　【摘要】本文对于水工混凝土受到冰冻损坏的情况进行了讲解，给出了其原因，并针对这些原因给出了一些防护措施和解决办法。【关键词】水工混凝土；冰冻破坏；原因；防治混凝土材料其有着吸水性，加上周围的环境长期都是水，所有材料内部的水分含量比较高，如果在低温的条件下，就容易产生冰，冰的体积要大于水的体积，因此就会膨胀。当膨胀的作用力超过了混凝土的应力承受范围就会破坏混凝土结构，产生裂缝，吸水性就会提升，周而复始的就会导致混凝土最终的损坏。混凝土冰冻破坏的情况在我国的北部地区属

2、于常见情况，各大、中、小混凝土工程中都有着不同程度的冰冻破坏情况。1.冰冻对水工混凝土建筑物的破坏水工混凝土建筑产生冰冻破坏，表面酥松，呈现片层脱落，建筑强度降低，影响其正常的使用。7混凝土是由水泥浆砂以及骨料组成，他们都是具有微细毛孔的多孔体。进行混凝土搅拌的时候，需要保证期和易性，因此需要加入一些拌合水，其总量要大于水泥的水化水。这些多出来的水，就会滞留在混凝土中，在连通的毛细孔中，占据了一些体积。这些毛细孔水就是混凝土受到冻害的主要内因。水在液体和固体的两个状态下，体积存在差异，水遇冷变成固体的时候

3、，其体积要增加，因此产生膨胀，导致内部结构受到破坏。混凝土处于保水状态时，当毛细孔中的水结冰，胶凝孔中的水就处于过冷状态。因为混凝土孔隙中形成冰核的温度在-78℃以下。胶凝孔中处于过冷状态的水分因为其蒸汽压高于同温度下冰的蒸汽压而向毛细孔中冰的界面处渗透。于是在毛细孔中又产生一种渗透压力。而且，胶凝水往毛细孔渗透的时候受到两种压力，当他们超过了混凝土抗拉强度的时候，混凝土就出现裂痕，长期如此就会不断的扩大化，最终形成了破坏。2.影响混凝土抗冻性的主要因素混凝土抗冻性跟混凝土的内部结构、水饱和情况、受冻期限

4、、强度等等均有联系。混凝土的强度又是受到水灰比的影响，以及外加剂和养护措施的关联。2.1水灰比水灰比是对混凝土孔隙和结构产生影响的最直接因素。水灰比的不断提升，其水饱和孔体积就会增加，平均孔径也会增加，混凝土就具有较低的抗冻性。国内外对于不同环境下的混凝土最大水灰比和最小水泥用量都有详细的规定。2.2含气量7含气量是对混凝土抗冻性产生影响的主要因素，尤其是在添加引气剂后产生的微细孔洞，对抗冻性具有非常大的提升。这些细微的气孔相互没有连通性，在毛细孔的水受冻的时候，能够缓解期静水压力，起到降压的目的。混凝土

5、受冻结冰的时候，孔隙具有抑制水泥浆产生微小冰体的作用。2.3混凝土的饱水状态饱水程度也是混凝土冻害的关键因素。通常来说，含水量低于总孔隙体积的91.7%就不会形成冻结膨胀压力，这个是最大的饱水度。混凝土完全饱水的时候，是其冻结膨胀压力最大的时候。混凝土的饱水度和当地的环境以及气候还有混凝土结构有关系。2.4混凝土受冻龄期混凝土的抗冻性会随着龄期的增长而提升，混凝土的龄期越长，其水泥水化程度就越高，强度就越大，所有对于膨胀的抵抗力就越大。2.5水泥品种及集料质量水泥活性越大，混凝土的抗冻性就越好。普通硅酸盐

6、水泥混凝土抗冻性比混合水泥混凝土的抗冻性要强。混凝土集料对混凝土抗冻性的影响主要是集料自身的抗冻性。2.6外加剂及掺合料的影响7减水剂、引气剂及引气减水剂等外加剂具有高山混凝土抗冻性的作用。引气剂是增加混凝土含气量，减水剂是降低水灰比，让孔隙数量可以少一些，都是可以提升混凝土抗冻性的物质。3.冰冻对水工建筑物的破坏形式水工建筑受到冰冻破坏的类型因为不同因素而产生了以下几种类型：3.1冰推破坏当水位的变化不大时，冰层膨胀时产生的静冰压力吧土坝的护坡给推起来，形成了破坏。我国的东北、西北等等寒冷地区的水库就比

7、较容易出现这样的冻坏。冰推破坏程度受坡土的冻胀压力大小以及坡土结构有联系。当冰层的冰推力要大于抗冰推强度的时候，就会出现破坏现象。当坝坡的抗冰推力大于冰层间的冰推力的时候，就会形成冻结面剪开的情况，这样护坡不会受到严重的破坏。3.2冰拨破坏冰层和护坡破坏在一起，库水位上升时，护坡板（块）、齿墙等被拔起，旋转或松动。库水位下降时，因冰块与护坡冻结在一起，护坡受到向冰面下降的弯矩，故护坡板翘起，齿墙向库内倾斜。库水位下降愈快，冰拔现象愈严重，特别是当护坡板（块）尺寸很小时，表面粗糙或整体性差的预制板、块石护坡

8、等，其冰拔破坏更为严重。3.3冻冰冲击破坏7主要发生在初春解冻时，库内冻裂成块，在风力与水力作用下向坝坡涌进，大量冰块补推上坝坡甚至超过坝顶，导致坝坡及防浪墙被冲击破坏。4.水工建筑物冻害的防治措施水工建筑物受冰害的主要部位有护坡、溢洪道闸门，输水，泄水建筑物的进水口闸门，拦栅及支架，以及进口两侧的导墙等。除在结构上采取防冻加强措施外，对已建工程可以采用其它必要的防冰冻措施。通过几年的工作，积累总结以下防治措施：4.1掺用引气