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1、第26卷第23期甘肃科技Vol.26No.232010年12月GansuScienceandTechnologyDec.2010浅析混凝土冻融破坏机理及防治对策窦鹏涛(兰州铁道设计院有限公司,甘肃兰州730000)摘要:混凝土冻融破坏是我国北方高寒地区混凝土结构产生的主要病害。通过对混凝土冻融过程中破坏机理分析,在此基础上提出了混凝土冻融破坏防治对策,并结合耐久性规范对冻融混凝土结构耐久性设计进行了归纳和总结。关键词:冻融破坏;机理;胶凝孔;毛细孔;破坏;耐久性中图分类号:TU528混凝土耐久性问题,是指结构在所使用的环境裂。在反复冻融循环后,混
2、凝土中的裂缝会相互贯下由于内部原因或外部原因引起结构的长期演变,通,其强度也会逐渐降低,甚至最后完全丧失,使混最终使混凝土丧失使用能力,即所谓的耐久性失效。凝土结构由表及里遭受破坏。耐久性失效的原因很多,有冻融失效、碱-集料反应关于混凝土早期受冻问题,归纳起来不外乎以失效、化学腐蚀失效、钢筋锈蚀造成结构破坏等。下两种情况。1.1混凝土凝固前受冻1混凝土冻融破坏机理这时的拌和水尚未参与水化反应。混凝土的冰混凝土是由水泥砂浆和粗骨料组成的毛细孔多冻作用类似于饱和粘土冻胀的情况,即拌和水结冰孔体。在拌制混凝土时为了得到必要的和易性,加使混凝土体积膨胀。
3、混凝土的凝结过程因拌和水结入的拌和水总要多于水泥的水化水。这部分多于的冰而中断,直到温度上升混凝土拌和水融化为止。水便以游离水的形式滞留于混凝土中形成连通的毛如此时重新振捣混凝土,则混凝土照常凝结硬化,对细孔,并占有一定的体积。这种毛细孔中的自由水其强度的增长不会产生不利影响。但如不重新振捣就是导致混凝土遭受冻害的主要因素。因为水遇冷密实,则混凝土中就会留下因水结冰而形成的大量结冰会发生体积膨胀,引起混凝土内部结构的破坏。空隙,使其强度大为降低。不过重新捣实这一方法但应指出,在正常情况下,毛细孔中的水结冰并不至只有在万不得已时才能采用,一般情况下
4、还是应该于使混凝土内部结构遭到破坏。因为混凝土中除了注意早期养护,尽量避免混凝土过早受冻。毛细孔之外还有一部分水泥水化后形成的胶凝孔和1.2混凝土凝结后但未取得足够强度时受冻其他原因形成的非毛细孔,这些空隙中常混有空气。此时受冻的混凝土其强度损失最大,因为与毛因此,当毛细孔中的水结冰膨胀时,这些气孔能起到细孔水结冰相关的膨胀使混凝土内部结构严重受缓冲调节作用,即能将一部分未结冰的水挤入胶凝损,造成不可恢复的强度损失。混凝土所取得的强孔,从而减少膨胀压力,避免混凝土内部结构破坏。度越低,其抵抗冻结破坏的能力就越差,因此时水泥但当处于饱和水状态时,情
5、况就完全两样了,此时毛尚未充分水化,起缓冲调节作用的胶凝孔尚未完全细孔中的水结冰,胶凝孔中的水处于过冷状态,因为形成,所以这种早期冻害对混凝土及钢筋混凝土结混凝土中水的冰点随孔径的减少而降低,胶凝孔中构的危害最大,应必须尽量避免。处于过冷状态的水分因为其蒸气压高于同温度下冰的蒸气压而向压力毛细孔中冰的边界面处渗透,于2冻融破坏的影响因素及防治对策是在毛细孔中又产生一种渗透压力。此外胶凝水向混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面脱毛细孔渗透的结构必然使毛细孔中的冰体积进一步落,严重时可以露出石子。混凝土的抗冻性能与混膨胀,由此可见,处于饱和状态的混
6、凝土受冻时,其凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关。孔越毛细孔壁同时承受膨胀压及渗透压两种压力。当这少越小,破坏作用越小,封闭气泡越多,抗冻性越好。两种压力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土就会开影响混凝土抗冻性的因素除了孔结构的含气量外,126甘肃科技第26卷还包括:混凝土的饱和度、水灰比、混凝土的龄期、集量、调整配合比用水量、严格控制混凝土配合比、计料的孔隙率及其间的含水率等。量准确、搅拌均匀、浇灌和振捣密实、避免过振和漏下面结合冻融破坏主要因素具体探讨一下混凝振现象、加强养护、保证养护期。土冻融破坏的防治对策。3耐久性设计2.1严格控制硬化温
7、度为了防治混凝土凝固前发生冻胀,各国混凝土混凝土结构的耐久性设计,需考虑到混凝土构施工规范对冬季施工混凝土有特殊的规定,严格控件开始暴露于环境作用时的不同龄期对耐久性的影制混凝土的硬化温度不得低于0e。响。应尽量设法延迟新浇混凝土开始与氯盐或遭受2.2控制水灰比冰冻的时间,如采用预制构件或提前在冰冻季节到水灰比的大小是决定混凝土密实性的主要因来前完成施工。素,它不但影响混凝土的强度,而且也严重影响混凝处于冻融环境下的混凝土一般需采取引气混凝土的耐久性,为了保证混凝土必要的耐久性,混凝土土,并按5混凝土结构耐久性设计规范6确定冻融环的最大水灰比和最
8、小水泥用量应符合现行规范的规境作用等级,满足5混凝土结构耐久性设计规范6中定。在混凝土能充分密实条件下,随着水灰比的降的最低强度等级和最
