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1、2010年第31卷第1期混凝土凍融損傷與防治袁瑞軍，朱迪(內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市公路管理處，赤峰024000)摘要：根據(jù)近年發(fā)表的國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)，綜述了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于混凝土抗凍性問(wèn)題展開(kāi)的研究活動(dòng)，對(duì)混凝土凍融破壞的形式、機(jī)理進(jìn)行了分析和歸納。對(duì)提高混凝土抗凍性的方法和措施進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞：混凝土；抗凍性；機(jī)理；改善方法FrostDamageandPreventionofConcreteYUANRui-jun，ZHUDi(ChifengHighwayAdministrationofInnerMongolia，Chifeng024000，
2、China)Abstract：Basedonrelevantreferencespublishedinrecentlyyearswhichwerecarriedout80manyresearchactivitiesonthefrostresistanceofconcrete，thisarticleanalyzedandsummarizedthemechanismofthefrostresistanceofconcreteandpropoundedsomemethodsandmeasurestoimprovethefrostresist
3、anceofconcrete．Keywords：ooncrete；fretresistance；mechanism；improvementmeasllresMehta教授在1991年召開(kāi)的第二屆國(guó)際混凝土耐久性會(huì)議上的主旨報(bào)告“混凝土耐久性一50年進(jìn)展”中指出：“當(dāng)今世界混凝土破壞原因，按重要性遞減順序排列是：鋼筋銹蝕、凍害、物理化學(xué)作用?！眱龊κ怯绊懟炷两Y(jié)構(gòu)耐久性的重要因素之一。在社會(huì)的建設(shè)過(guò)程中，我國(guó)興建了大量的混凝土結(jié)構(gòu)。隨著結(jié)構(gòu)的運(yùn)行使用，其自身受到了一定程度的破壞，其中凍融破壞占很大的比例，這不僅影響了正常的生產(chǎn)和工作，甚
4、至危及到結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行。這就對(duì)混凝土的抗凍性能提出了新的要求，尤其是處于嚴(yán)寒環(huán)境中的混凝土。1混凝土凍融破壞機(jī)理混凝土凍融破壞的評(píng)價(jià)方法。是建立在對(duì)混凝土凍融循環(huán)過(guò)程和受凍融破壞機(jī)理的不同理解之上。目前混凝土凍融破壞機(jī)理主要有2種學(xué)說(shuō)：1．1PowerS靜水壓理論學(xué)說(shuō)?Powers提出的靜水壓理論學(xué)說(shuō)主要由以下幾個(gè)要點(diǎn)組成：1)溫度降低時(shí)，降溫從混凝土表面開(kāi)始，凍結(jié)首先在混凝土外表面上形成，并將混凝土封閉。2)由于表層水結(jié)冰將混凝土表面封閉，水結(jié)冰體積膨脹，將未凍結(jié)的水分通過(guò)毛細(xì)孔道壓入飽和度較小的內(nèi)部。3)隨著溫度繼續(xù)降低，冰體積不
5、斷增大，繼續(xù)壓迫未凍水，混凝土內(nèi)部沒(méi)有足夠的空間來(lái)容納未凍水分或水分得不到轉(zhuǎn)移，于是在毛細(xì)孔內(nèi)產(chǎn)生逐漸升高的壓力，使水泥石內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。4)水壓產(chǎn)生的拉應(yīng)力達(dá)到一定程度(混凝土抗拉強(qiáng)度極限)時(shí)，會(huì)使混凝土逐漸受到破壞。1．2Powers和Helmuth滲透壓理論舊J在提出了靜水壓力學(xué)說(shuō)后，Powers在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，水泥石中的水在凍結(jié)時(shí)是向著冷源移動(dòng)的，于是他和同事Helmuth又提出了新的混凝土凍融破壞理論——滲透壓理論。該理論認(rèn)為：在負(fù)溫條件下，大孔及毛細(xì)孑L溶液中的水先部分凍結(jié)成冰，由于溶液中的水被凍結(jié)出來(lái)。使得溶液的濃度變大，
6、從而在毛細(xì)孔與凝膠孔內(nèi)溶液之間存在著濃度差，這引起了離子從凝膠孔向毛細(xì)孔的擴(kuò)散，形成了滲透壓，從而對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力作用。332010年第31卷第1期2混凝土的凍融破壞形式·普通混凝土凍融破壞有2種基本形式，凍脹開(kāi)裂和凍融剝蝕。凍脹開(kāi)裂的特征是混凝土產(chǎn)生裂縫，裂縫在表面連接的同時(shí)向內(nèi)部擴(kuò)展延伸。混凝土構(gòu)件是非勻質(zhì)密實(shí)構(gòu)件，其內(nèi)部存在各種空隙，當(dāng)吸水飽和狀態(tài)的混凝土溫度低于0℃時(shí)，內(nèi)部水分凍結(jié)，水凍結(jié)成冰后體積膨脹9％，使混凝土因膨脹而產(chǎn)生拉應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。溫度低于O℃和混凝土吸水飽和，是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。凍融剝蝕為混凝土表
7、面由于反復(fù)受凍而出現(xiàn)的混凝土表層酥松剝落，往往帶有鹽凍剝蝕破壞的形式，其主要特征為[3J：1)破壞發(fā)展迅速，對(duì)沒(méi)有采取除冰鹽保護(hù)措施的普通混凝土，往往經(jīng)過(guò)1--2個(gè)冬季就會(huì)出現(xiàn)剝蝕破壞，其速度遠(yuǎn)大于其它耐久性破壞的速度。2)破壞從表面逐步向內(nèi)部發(fā)展，使表面砂漿層剝落，集料暴露，但剝蝕層以?xún)?nèi)的混凝土依然保持堅(jiān)硬完好。3)在混凝土遭受破壞的截面上，可清楚看到分層剝蝕的痕跡，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)還伴隨有鋼筋銹蝕和順筋裂紋。3混凝土抗凍性的最新研究由于凍融循環(huán)對(duì)混凝土的巨大破壞性，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)混凝土凍融破壞領(lǐng)域進(jìn)行了許多的研究，取得了較多的研究成果
8、。清華大學(xué)的CaiH等L4J用電導(dǎo)率的方法對(duì)混凝土凍融性能進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在普通混凝土受凍過(guò)程中，大部分孔溶液在一10℃以上就凍結(jié)成冰，在一10℃以下所受的凍害可以忽略不計(jì)。譚克鋒等r．5]研究發(fā)現(xiàn)混凝土w／c越低，其抗凍
