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简述混凝土谈混凝土抗冻性能影响因素与提高措施

收藏本文 2024-04-10 点赞:7659 浏览:24681 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在我国东北、西北和华北地区施工过程中,混凝土的抗冻性一直是施工技术人员关注的问题。随着近几年混凝土技术的提高和发展,以及施工过程中的使用各种保障措施。混凝土的动容破坏也随之减少。本文将深入的谈一下混凝土抗冻性能的影响因素及如何提高混凝土的抗冻性。
关键词:混凝土抗冻影响措施
前言
我国有相当大的部分处于严寒地带,致使不少建筑物发生了冻融破坏现象。尤其在东北严寒地区,兴建的水工混凝土建筑物,
几乎100%工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。除三北地区普遍发现混凝土的冻融破坏现象外,地处较为温和的华东地区的混凝土建筑物也发现有冻融现象。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,需要很大的代价来维修和重建,这已成为混凝土耐久性方面的主要问题之一。
混凝土抗冻性能的影响因素

1、含气量

含气量也是影响混凝土抗冻性的主要因素,尤其是加入引气剂形成的微小气孔对提高混凝土抗冻性史为重要。为使混凝土具有较好的抗冻性,其最佳含气量约为5%~6%。混凝土中加气与偶然截留的空气不同,加气的气泡直径的数量级为0.05mm,而偶然截留的空气一般都形成大得多的气泡。加气在水泥浆中形成彼此分离的孔隙,因此不会形成连通的透水孔道,这样就不会增加混凝土的渗透性。这些互不连通的微细气孔在混凝土受冻初期能使毛细孔中的静水压力减小,即起到减压作用。在混凝土受冻结冰过程中,这些孔隙可阻止或抑制水泥浆中微小冰体的生成。为使混凝土具有较好的抗冻性,还必须保证气孔在砂浆中分布均匀。 含气量测定是混凝土是否具有抗冻融性能的“传感器”。含气量增加,平均孔隙间距减小。在最佳含气量条件下,孔隙间距将会防止冻融造成的压力过大。

2、水灰比

水灰比大小是影响混凝土各种性能(强度、耐久性等)重要因素。在同样良好成型条件下,水灰比不同,混凝土密实程度、孔隙结构也不同。因此我们在考虑引气剂同时,必须考虑水灰比,在含气量相同时,气泡的半径随水灰比的降低而减少,孔隙结构得到改善,提高了混凝上的抗冻性。
当龄期和养护温度一定时,混凝上的强度取决于水灰比和密实度。在水泥水化过程中,水灰比对硬化水泥浆的孔隙率有直接的影响,而孔隙率的改变又影响了混凝上的密实度,从而影响混凝土的孔隙体积。因此,为提高混凝土的抗冻性,必须严格控制水灰比,必要时,甚至需人工干预,如加引气剂实施“人工造孔”。从提高混凝土材料抗冻性而言,主要有两个技术手段:一是提供冻胀破坏的缓冲空腔,加引气剂就是最重要的基本手段;二是增强材料本身的冻胀抵抗力,控制较小水灰比和较高的抗压强度。

3、混凝土的饱水状态

混凝土的冻害与其饱水程度有关。一般认为含水量小于孔隙总体积的91.7%就不会产生冻结膨胀压力,在混凝土完全保水状态下,其冻结膨胀压力最大。混凝土的饱水状态主要与混凝上结构的部位及其所处的自然环境有关。在大气中使用的混凝上结构,其含水量均达不到该值的极限,而处于潮湿环境的混凝土,其含水量要明显增大。最不利的部位是水位变化区,此处的混凝上经常处于干湿交替变化的条件下,受冻时极易破坏。此外由于混凝土表层的 含水率通常大于其内部的含水率,且受冻时表层的温度均低于其内部的温度,所以冻害往往是由表层开始逐步深入发展的。

4、混凝土的受冻龄期

混凝土的抗冻性随龄期的增长而提高。因为龄期越长水泥水化越充分,混凝土强度越高, 抵抗膨胀的能力越大,这一点对旱期受冻的混凝上史为重要。

5、水泥品种及集料质量

混凝土的抗冻性随水泥活性增高而提高。普通硅酸盆水泥混凝土的抗冻性优于混合水泥混凝土的抗冻性。这是由于混合水泥需大量水所致。
集料对混凝上抗冻性影响主要体现在集料吸水量的影响及集料木身抗冻性的影响。一般的碎石及卵石都能满足混凝上抗冻性的要求,坚固性差的集料才会影响混凝土的抗冻性。对在严寒地区或经常处于潮湿或干湿交替作用状态下的室外混凝土,则应注意优选集料。
冻结破坏的程度和范围取决于石料的密度。因此,为了保证抗冻性,必须改变混凝土的宏观结构。其原则是:应用小碎石混凝土。在有条件的情况下,完全不用大石料,向耐久的细粒式宏观结构过渡。为了提高耐久性,应选用抗折强度较高的混凝土。在被改变了宏观结构的混凝土中,细粒式混凝土抗折强度最大,重混凝土中小碎石混凝上抗折强度最大。

6、外加剂的影响

引气剂、减水剂及引气型减水剂、纤维等外加剂均能提高混凝土的抗冻性。引气剂能增加混凝土的含气量且使气泡均匀分布,而减水剂则能降低混凝土的水灰比,从而减少孔隙率,纤维提高混凝上的抗拉伸能力,最终都能提高混凝土的抗冻性。

二、提高混凝土抗冻性的措施

1.混凝土路面施工时必须掺入引气剂, 具体引入的含气量应由设计的抗冻性要求决定。在不撒盐的道路上, 混凝土应按300次抗冻融循环能力设计, 耐久性因数DF应大于等于0.6。而在撒盐的道路上, DF应大于等于0.8。
2.路面施工时, 应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。在水泥厂粉磨用的混合材不能选用作为惰性材料的石灰石粉, 因为石灰石粉会大大降低混凝土的抗冻性和抗盐冻剥蚀性。
3.由于在混凝土中引入合适级配及合适尺寸的微小气泡, 可使混凝土的抗折强度提高, 这对于道路混凝土是十分有利的, 此时根据这一特性去设计路用引气混凝土, 以使强度降低达到最小值。
4.应选用高质量引气剂。高质量引气剂引入的气泡平均孔径和气泡间距小, 且气泡稳定性好, 因此抗冻性能及抗盐冻性能都相对提高。
5.掺用引气剂或减水剂及引气型减水剂引气剂、减水剂及引气型减水剂等外加剂均能提高混凝土的抗冻性。引气剂能增加混凝土的含气量且使气泡均匀分布, 掺引气剂是提高混凝土抗冻性的主要措施。而减水剂则能降低混凝土的水灰比, 从而减少孔隙率, 最终能提高混凝土的抗冻性。

6.严格控制水灰比, 提高混凝土的密实性。

7.掺用纤维

纤维的选用也是很有必要

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的, 纤维能够均匀的分布在混凝土内部, 可以大幅度提高混凝土的强度和抗折性能, 当混凝土在受冻胀作用时, 纤维起到拉伸作用, 因此, 对混凝土有一定的抗冻融作用, 可以大大提高混凝土寿命。
8.加强早期养护或掺入防冻剂防止混凝土早期受冻混凝土早期冻害直接影响混凝土的正常硬化及强度增长, 因而冬季施工时必须对混凝土加强早期养护或适当加入早强剂或防冻剂, 严防混凝土早期受冻。
结语
多方面的寻找原因,并在施工中精细管理,这能较早发现混凝土冻融现象。通过调整混凝土的配合比,以及新技术的应用,北方混凝土的抗冻性将逐渐加强。
参考文献:
1、李金玉,曹建国.水工混凝土耐久性的研究和应用[M].中国电力出版社,2004.

2、王永祥.混凝土抗冻理论及应用.西北水力发电[J],2005(1).

3、杜天玲.提高混凝土抗冻耐久性技术的研究综述[M].中国水力工程出版社,2005.

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