路面的冻融与冻结课件.ppt

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1、抑制冻结(融冰雪)路面张春辉道路与铁道工程一、路面的冻融二、路面的冻结冻结：指流体（包括液体、气体）因为低温而凝固（成为固体）。冻融：在寒冷气候条件下，土壤或岩层中冻结的冰在白天融化，晚上冻结，或者夏季融化，冬季冻结。这种融化、冻结的过程称为冻融作用。1.冻土工程技术研究历史。2.我国冻土分布区域及特点。3.混凝土路面冻融破坏概况。4.混凝土路面破坏机理。5.冻融破坏的控制方法。路面的冻融冻土工程技术有着160多年的发展历史早在1891年,俄罗斯就修建了西伯利亚大铁路20世纪初,伴随着阿拉斯加和加拿大西北部采矿、伐木业的发展,美、加修建了最早的一批公路;17世纪后

2、期,人们就已经注意到冰冻作用下的冻胀现象,但随着人类活动足迹的延伸,直到20世纪才开始对冻融现象及其对建筑工程的影响开展研究。季冻区：年平均气温较低,冻结期较长,冻融作用对建筑工程的影响较严重的区域。特点：冬季寒冷干燥漫长。夏季高温多雨且短促。春秋两季气候多变。年平均气温较低。负温时间较长、温差大。冬季冰冻深度较大。夏季太阳辐射较强。裂缝、沉陷等病害,使用寿命短路面混泥土路面沥青路面材料概况混凝土的冻融破坏是道路工程老化的重要标志之一，也是我国混凝土工程最常见的病害之一。混凝土路面破坏机理盐溶液可冻水受冻结冰体积膨胀保水度达到或超过临界保水度混凝土受拉开裂冻融循环

3、开裂不断加剧破坏加剧混凝土是由硬化水泥浆体和骨料组成的含毛细孔的复合材料。混凝土：含水原因：为了获得混凝土所必要的和易性，其拌和水量总要多于水泥水化所需的水量，那部分多余水便以游离水的形式滞留于混凝土中，形成占有一定体积的连通毛细孔。这些连通毛细孔就是导致混凝土遭受冻害的主要原因。新拌水泥混凝土易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇灌、捣实等）并能获得质量均匀、成型密实的性能。也称混凝土的工作性。和易性一、膨胀压力。当混凝土中的毛细孔在某负温下发生物态变化，由水转化成冰时体积膨胀9%，因受毛细孔的约束产生拉应力；二、渗透压力。由于表面张力作用，混凝土中毛细孔水的冰点随

4、着孔径的减少而降低，因而在粗孔中的水结冰后，由冰与过冷水的饱和蒸汽气压差和过冷水之间盐分浓度差引起水分迁移而形成渗透压。过冷水迁移渗透结果必然会使毛细孔中冰的体积不断增大，从而形成更大的膨胀压力。主要破坏力一是混凝土必须接触水或混凝土中有一定的含水量。另一个必要条件是混凝土所处的环境必须存在反复交替的正负温度。冻融破坏的两个必要条件：一、材料对抗冻性的影响。二、配合比对抗冻性的影响。三、施工工艺对抗冻性的影响。冻融破坏的控制方法外加剂的影响掺合料的影响水泥品种的影响外加剂的影响引气剂微小气泡缓解压力减水剂木钙减水引气木钙（木质素磺酸钙）是一种多组分高分子聚合物阴离

5、子表面活性剂，外观为棕黄色粉末物质，略有芳香气味，具有很强的分散性、粘结性。目前木质素磺酸钙系列产品已被广泛用做水泥减水剂、耐火材料结合剂等。木钙搅拌时产生的大量细腻气泡，附着在水泥颗粒周围，使之表面包围了一层牢固而富有弹性的泡膜(类似肥皂膜)。若引气剂属离子系时，产生的气泡带电，彼此相斥，阻止了它们的聚集，因而增加了稳定性，同时将水排除在气泡之外，达到减水目的。引气剂为混凝土引进了大量微小且独立的气泡，这些球形气泡如滚珠一样，起着润滑作用，使混凝土的工作性大大改善。混凝土含气量增加，内部气泡间距变小是抵抗除冰盐剥蚀的有效措施。因此对于道路工程，采用掺引气剂的混凝

6、土对抗冻融是有利的。引气剂的作用原理：掺用粉煤灰。掺用硅粉。高活性高细度，因此促进水泥的二次水化，增加水化产物，使水化产物均匀分布，改善水泥与骨料结合面的状态。掺合料的影响在其他因素相同的情况下，不同水泥品种混凝土的抗冻性排列大致如下：硅酸盐水泥>普通硅酸盐水泥>矿渣硅酸盐水泥>火山灰质硅酸盐水泥>粉煤灰硅酸盐水泥.水泥品种的影响水灰比的影响骨灰比的影响混凝土的水灰比越大，毛细孔越多，密实度越差，而吸水率越大，在冻融过程中产生的冰胀压力和渗透压力也就越大，因此混凝土的抗冻性越差。水灰比的影响骨灰比是混凝土中砂石用量与水泥用量的比例。在水灰比相同的条件下，混凝土的抗

7、冻性随着骨灰比的增大而下降。骨灰比的影响拌和工艺的影响成型工艺的影响养护的影响准确地按设计配合比拌制出均匀的混凝土混合料是保证混凝土各项性能的基础，实践证明，现场机械搅拌混凝土明显优于商品混凝土。优越性拌和工艺的影响主要表现在以下几方面：1.含气量优于商品混凝土；2.更容易控制配合比、计量偏差、投料顺序、搅拌时间以及各种原材料合格等因素。3.由于现场搅拌缩短了运距，减少了混凝土的运输时间和转运的次数，使混凝土不宜发生分层、离析现象，同时可以确保混凝土在初凝前浇筑完毕，施工比较灵活。采用新工艺引起混凝土水灰比或含气量的变化。例如真空吸水成型工艺，将使混凝土拌合物中的

8、一部分水被