混凝土抗冻耐久性.doc

浅谈混凝土抗冻耐久性摘要:本文根据混凝土受冻害损伤的有关原因,并结合国内外的研究成果,通过对混凝土抗冻性能的各种影响因素的综合分析,提出了混凝土抗冻耐久性在工程中的应用。关键字:混凝土耐久性抗冻工程应用 、化学侵蚀、磨损或任何其它破坏过程的能力,当在暴露的环境中,能耐久的混凝土应保持其形态、质量和使用功能。混凝土的耐久性研究内容包括: 钢筋锈蚀、化学腐蚀、冻融破坏、碱集料破坏。混凝土的抗冻性作为混凝土耐久性的一个重要内容,在北方寒冷地区工程中是急待解决的重要问题之一。[1]我国有相当大的部分处于严寒地带,致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。因此, 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,严重影响了建筑物的长期使用和安全运行,为使这些工程继续发挥作用和效益,各部门每年都耗费巨额的维修费用。国外也不例外,美国在对其桥考察后发现,每年为桥梁锈蚀将花费 83亿美元。[2]2. 混凝土受冻害损伤有关原因 新拌水泥混凝土的受冻害损伤的原因新拌混凝土的强度低、空隙率高、含水多,极易发生冻胀破坏。冻胀破坏的外观特征是材料体内出现若干的冰夹层,彼此平行而垂直于热流方向。[3]其过程为: 结构物表面降温冷却时,冷流向材料体内延伸,在深处某水平位置开始冻结,一般从较粗大孔穴中水分开始,冰晶形成后从间隙吸水,发育增长,且是不可逆转的过程,水分从材料未冻水或从外部水源补给,并进行宏观规模的移动。第一层孔穴中冰冻后,在冰晶生长的过程中,材料质体受到拉应力σt ,如果超过抗拉强度即破坏。[4] 成熟混凝土受冻害损伤有关原因混凝土构件中的孔径分为三个范畴,即凝胶孔、毛细孔及气泡,在某一固定负温下混凝土构件中水分只有一部分是可冻水,可冻水产生多余体积直接衡量冰冻破坏威力。综合为两个阶段: 第一阶段毛细孔中始发的冰冻,向所有方向产生的水压力,引起内应力;第二阶段较大毛细孔中水分首先生成冰晶,可从小孔中吸引未冻结水使自身增长,产生静应力。[5] 3. 控制混凝土抗冻性能的主要因素混凝土抗冻性能主要受以下因素的影响: 混凝土拌和物的流变特性新拌混凝土的流变学模型属于不典型的宾汉姆体,兼具粘性和塑性的特征。其凝结硬化过程表现为混凝土拌和物从粘、塑性向粘、弹性的演变。拌和物的流变学特性在实际应用中集中表现为其工作性能。粘聚性、保水性和流动性是混凝土工作性能的具体体现。工作性能良好的混凝土流变学上具有内聚作用较大、内摩擦较小的特点。[6] ,。有利于提高混凝土的抗冻性能。坍落度是混凝土流动性的常用指标。从掺引气刑及减水剂的混凝土坍落度与含气量的关系图 l可以图1坍落度与含气量关系曲线看出,含气量随着混凝土坍落度增大而增加,含气量达到峰值后,坍落度若继续增大,引气效果反而下降。这是因为混凝土流动度太大时分子间范德华力变弱, 致使拌和物粘度下降,气泡容易逸出。干硬性混凝土由于流动性差,引气困难, 与常规混凝土相比,要获得同样的引气效果,引气剂的掺量要增加几倍。[7] 混凝土组成材料 水泥品种的选择选用适当的水泥品种也是控制混凝土抗冻性不可忽视的重要因素之一。通过抗冻性试验,得到各种水泥混凝土加气和不加气的抗冻性递减次序如下: