混凝土冻融破坏研究进展与新思考

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1、学兔兔www.xuetutu.com2013年第5期(总第283期)混凝土理论研究Number5in20l3(TotalNo．283)ConcreteTHEORETlCALRESEARCHdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2013．05005混凝土冻融破坏研究进展与新思考段桂珍。方从启(上海交通大学，上海200240)摘要：对混凝土冻融破坏的研究进展进行了全面总结，介绍了混凝土冻融破坏的机理，总结了混凝上冻融破坏后的力学性能的变化规律，分析了影响混凝土抗冻性的主要凶素，并对冻融破坏与其他因素耦合作用进行了归纳与探讨。此外，在已

2、有研究成果的基础上提出了一些新的建议。关键词：混凝土；冻融破坏；耐久性；耦合作用中图分类号：ru528．01文献标志码：A文章编号：1002．．3550(2013)05—0016--05Researchprogressandnewthinkingofdestructionofconcreteduetofreeze—thawcyclesDUANGui-zhen．4NGCong—qi(ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Theresearchprogressondestruc

3、tionofconcretecausedbyfreeze—thawcyclesistotallysummedup．Innoducedthedamagemechanismofconcreteduetofreeze-thawcycles，summarizedthevm'iationofconcretemechanicalprope~iesafterthefreeze．thawdestruc—tion，analyzedthemaininfluenceofconcretefrostresistance，andthecouplingeffectoffreez

4、e—thawdestructionandotherfactorsweresummarizedanddiscussed．Inaddition，ODthebasisoffheexistingresearchresults，somenewsuggestionwereputforward．Keywords：concrete；freeze—thawdestruction；durability；coupling1．1静水压理论(】引言混凝土在潮湿条件下，毛细孔会吸满水，在低温F，毛近几十年来，混凝土结构的耐久性问题已成为土木工细孔中的水冻结成冰，体积膨胀约9％

5、，如果混凝土毛细孔程研究中的热点，其对国民经济的社会效益和经济效益及中含水率超过某一临界值(91．7％)，孔壁将会受到很大的对工程安全的重要性愈来愈被人们所重视。对混凝土结构压力，进而在孔周围的微观结构中产生拉应力，导致裂缝破坏影响最严重的两个因素就是钢筋锈蚀和冻融破坏，尤的产生。其是在寒冷地区，冻融环境作用往往是导致混凝土破坏的1．2渗透压理论主要因素之一，所以，混凝土的抗冻融性能成为了混凝土由于表面张力的作用，水泥净浆毛细孔中水的冰点会耐久性的一项重要指标，同时也逐渐成为了混凝土耐久性随着孔径的减小而降低，从而在粗孔中的水结冰后，由冰研究工作的

6、重中之重。和过冷水(存在于较细孑L和胶凝孔中)的饱和蒸汽压差和1混凝土冻融破坏机理的研究l1-2]过冷水之间盐分的浓度差引起水分的迁移而形成渗透压。当混凝土内部空隙承受的这些力超过其抗拉强度时，就会混凝土的冻融破坏机理研究始于20世纪30年代，在混凝土的表面产生裂缝。1945年美国混凝土专家T．C．Powers等人从混凝土亚微观层次人手，分析了孔隙水对孔壁的作用，提出了静水压理2冻融破坏对混凝土力学性能的影响论和渗透压理论。T．C．Powers等人的研究工作为冻融破坏冻融破坏对混凝土的影响主要表现为对其力学性能机理奠定了理论基础。目前提出的混凝土在

7、冻融破坏机理的影响，如对抗压、抗拉和抗剪强度以及弹性模量、泊松比有以下几种：水的离析成层理论、静水压理论、渗透压理和剪切模量的影响，这些对于设计承受循环冻融的混凝土论、充水系数理论、临界饱水值理论、现象学理论等。目前，结构是非常重要和必须的。施士升[3]通过试验研究发现，抗关于混凝土冻融破坏的机理的研究仍在进行，并且有越来压、抗拉和抗剪强度以及弹性模量、泊松比和剪切模量等越多的学者对已有的理论提出质疑，但公认程度较高的，仍混凝土力学性能，会被冻融循环损伤，循环次数越多，损伤是静水压理论和渗透压理沦。越大；高强混凝土试件在经过90次冻融循环后与未冻混

8、凝收稿日期：2012—11-15基金项目：铁道部科技研究开发计~(J201IG003)；匡I家自然科学基金项目(51178