路面的凍融與凍結課件.ppt

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1、抑制凍結(融冰雪)路面張春輝道路與鐵道工程一、路面的凍融二、路面的凍結凍結：指流體（包括液體、氣體）因為低溫而凝固（成為固體）。凍融：在寒冷氣候條件下，土壤或巖層中凍結的冰在白天融化，晚上凍結，或者夏季融化，冬季凍結。這種融化、凍結的過程稱為凍融作用。1.凍土工程技術研究歷史。2.我國凍土分布區(qū)域及特點。3.混凝土路面凍融破壞概況。4.混凝土路面破壞機理。5.凍融破壞的控制方法。路面的凍融凍土工程技術有著160多年的發(fā)展歷史早在1891年,俄羅斯就修建了西伯利亞大鐵路20世紀初,伴隨著阿拉斯加和加拿大西北部采礦、伐木業(yè)的發(fā)展,美、加修建了最早的一批公路;17世紀后

2、期,人們就已經(jīng)注意到冰凍作用下的凍脹現(xiàn)象,但隨著人類活動足跡的延伸,直到20世紀才開始對凍融現(xiàn)象及其對建筑工程的影響開展研究。季凍區(qū)：年平均氣溫較低,凍結期較長,凍融作用對建筑工程的影響較嚴重的區(qū)域。特點：冬季寒冷干燥漫長。夏季高溫多雨且短促。春秋兩季氣候多變。年平均氣溫較低。負溫時間較長、溫差大。冬季冰凍深度較大。夏季太陽輻射較強。裂縫、沉陷等病害,使用壽命短路面混泥土路面瀝青路面材料概況混凝土的凍融破壞是道路工程老化的重要標志之一，也是我國混凝土工程最常見的病害之一。混凝土路面破壞機理鹽溶液可凍水受凍結冰體積膨脹保水度達到或超過臨界保水度混凝土受拉開裂凍融循環(huán)

3、開裂不斷加劇破壞加劇混凝土是由硬化水泥漿體和骨料組成的含毛細孔的復合材料?；炷粒汉颍簽榱双@得混凝土所必要的和易性，其拌和水量總要多于水泥水化所需的水量，那部分多余水便以游離水的形式滯留于混凝土中，形成占有一定體積的連通毛細孔。這些連通毛細孔就是導致混凝土遭受凍害的主要原因。新拌水泥混凝土易于各工序施工操作（攪拌、運輸、澆灌、搗實等）并能獲得質量均勻、成型密實的性能。也稱混凝土的工作性。和易性一、膨脹壓力。當混凝土中的毛細孔在某負溫下發(fā)生物態(tài)變化，由水轉化成冰時體積膨脹9%，因受毛細孔的約束產(chǎn)生拉應力；二、滲透壓力。由于表面張力作用，混凝土中毛細孔水的冰點隨

4、著孔徑的減少而降低，因而在粗孔中的水結冰后，由冰與過冷水的飽和蒸汽氣壓差和過冷水之間鹽分濃度差引起水分遷移而形成滲透壓。過冷水遷移滲透結果必然會使毛細孔中冰的體積不斷增大，從而形成更大的膨脹壓力。主要破壞力一是混凝土必須接觸水或混凝土中有一定的含水量。另一個必要條件是混凝土所處的環(huán)境必須存在反復交替的正負溫度。凍融破壞的兩個必要條件：一、材料對抗凍性的影響。二、配合比對抗凍性的影響。三、施工工藝對抗凍性的影響。凍融破壞的控制方法外加劑的影響摻合料的影響水泥品種的影響外加劑的影響引氣劑微小氣泡緩解壓力減水劑木鈣減水引氣木鈣（木質素磺酸鈣）是一種多組分高分子聚合物陰離

5、子表面活性劑，外觀為棕黃色粉末物質，略有芳香氣味，具有很強的分散性、粘結性。目前木質素磺酸鈣系列產(chǎn)品已被廣泛用做水泥減水劑、耐火材料結合劑等。木鈣攪拌時產(chǎn)生的大量細膩氣泡，附著在水泥顆粒周圍，使之表面包圍了一層牢固而富有彈性的泡膜(類似肥皂膜)。若引氣劑屬離子系時，產(chǎn)生的氣泡帶電，彼此相斥，阻止了它們的聚集，因而增加了穩(wěn)定性，同時將水排除在氣泡之外，達到減水目的。引氣劑為混凝土引進了大量微小且獨立的氣泡，這些球形氣泡如滾珠一樣，起著潤滑作用，使混凝土的工作性大大改善?；炷梁瑲饬吭黾樱瑑炔繗馀蓍g距變小是抵抗除冰鹽剝蝕的有效措施。因此對于道路工程，采用摻引氣劑的混凝

6、土對抗凍融是有利的。引氣劑的作用原理：摻用粉煤灰。摻用硅粉。高活性高細度，因此促進水泥的二次水化，增加水化產(chǎn)物，使水化產(chǎn)物均勻分布，改善水泥與骨料結合面的狀態(tài)。摻合料的影響在其他因素相同的情況下，不同水泥品種混凝土的抗凍性排列大致如下：硅酸鹽水泥>普通硅酸鹽水泥>礦渣硅酸鹽水泥>火山灰質硅酸鹽水泥>粉煤灰硅酸鹽水泥.水泥品種的影響水灰比的影響骨灰比的影響混凝土的水灰比越大，毛細孔越多，密實度越差，而吸水率越大，在凍融過程中產(chǎn)生的冰脹壓力和滲透壓力也就越大，因此混凝土的抗凍性越差。水灰比的影響骨灰比是混凝土中砂石用量與水泥用量的比例。在水灰比相同的條件下，混凝土的抗

7、凍性隨著骨灰比的增大而下降。骨灰比的影響拌和工藝的影響成型工藝的影響?zhàn)B護的影響準確地按設計配合比拌制出均勻的混凝土混合料是保證混凝土各項性能的基礎，實踐證明，現(xiàn)場機械攪拌混凝土明顯優(yōu)于商品混凝土。優(yōu)越性拌和工藝的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面：1.含氣量優(yōu)于商品混凝土；2.更容易控制配合比、計量偏差、投料順序、攪拌時間以及各種原材料合格等因素。3.由于現(xiàn)場攪拌縮短了運距，減少了混凝土的運輸時間和轉運的次數(shù)，使混凝土不宜發(fā)生分層、離析現(xiàn)象，同時可以確?；炷猎诔跄皾仓戤?，施工比較靈活。采用新工藝引起混凝土水灰比或含氣量的變化。例如真空吸水成型工藝，將使混凝土拌合物中的

8、一部分水被