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内蒙古水利
2012年第5期(总第141期
混凝土
混凝土冻融破坏机理及影响混凝土抗冻性能的主要因素
房志华,谢殿华,白金
内蒙古辽河工程局股份有限公司,内蒙古翁牛特024005
摘要〕混凝土冻融循环破坏会降低混凝土建筑物的使用寿命,造成经济损失甚至发生安全事
故。文章从分析混凝土冻融破坏机理入手,找出了影响混凝土抗冻性能的主要因素,为提高混凝土的
抗冻性提供了技术途径。
〔关键词〕混凝土冻融破坏机理;保证抗冻性;技术措施
中图分类号:TV43文章标识码:B文章编号:1009-0088(2012)05-0156-01
1混凝士冻融破坏机理
必要条件之一。另一必要条件是外界气温的正负变
化,能使混凝土毛细孔中的水发生反复的冻融循环。
混凝土是一种由水泥砂浆和粗骨料组成的含毛细这两个必要条件,决定了混凝土的冻融破坏是从表面
孔的复合材料。为了获得浇筑混凝土时所需要的和易开始的层层剥蚀破坏。
性,混凝土中加入的拌和水总要多于水泥所需的水化
冻融对水工混凝土结构的破坏作用的大小,取决
用水。这部分多余水便以游离水的形式滞留于混凝土于混凝土的抗冻性能强弱、饱水程度高低、最低环境气
中,形成占有一定体积的连通毛细孔。这些连通的毛温、冻融速率、最大冻深和年冻融循环次数等因素。影
细孔就是导致混凝土遭受冻害的主要原因。
响混凝土抗冻性能强弱的主要因素有:混凝土的水灰
目前学术界比较公认的混凝土冻融破坏机理是美比、含气量、水泥品种、骨料质量、外加剂和掺合料等。
国学者T.C. Powers提出的膨胀压和渗透压理论。该
理论认为:吸水饱和的混凝土在冻融过程中,遭受的酸2影响混凝土抗冻性的主要因素
坏应力主要由两部分组成。其一是当混凝土中的毛细2.1混凝土含气量对其抗冻性的影响
孔水在某负温下发生物态变化,由水转变成冰时,体积2.1.1含气量定义
膨胀9%,因受毛细孔壁约束而产生膨胀压力,从而在
《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/TS0476一
毛细孔周围的微观结构中产生拉应力。其二是当毛细2008)给出的定义是:混凝土中气泡体积与混凝土总
孔水冻结成冰时,由凝胶孔中过冷水在混凝土微观结体积的比值。对于采用引气工艺的混凝土,气泡体积
构中的迁移和重分布而产生的渗透压。由于表面张力包括掺入引气剂后形成的气泡体积和混凝土拌合过程
的作用,混凝土毛细孔隙中水的冰点随着孔径的减小中挾带的空气体积。
而降低。凝胶孔水形成冰核的温度在-78℃以下,因2.1.2含气量标准
而由冰和过冷水的饱和蒸汽压差和过冷水之间的盐分
含气量标准是指国家或行业对不同抗冻标号、不
浓度差引起水分迁移而形成渗透压。另外,凝胶孔水同级配、不同环境条件下的混凝土所规定的含气量下
向毛细孔渗透的结果,必然会使毛细孔中冰的体积不限值。
断增大,形成更大的膨胀压力。当混凝土受冻时,这两
《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476一
种压力会损伤混凝土的微观结构。当然,一次作用造2008)对混凝土含气量作了相应规定。含气量必须通
成的损伤远不足以使混凝土的宏观力学性能发生可以过试验确定。在混凝土配比单上注明。
觉察的变化,只有当经过反复多次的冻融循环后,损伤2.1.3含气量检测方法
(微裂缝)逐步积累,不断扩大,发展成互相连通的大
《混凝土结构耐久性设计规范》(GB/T50476
裂缝,使混凝土的强度逐渐降低,最后甚至完全丧失。2008)规定:①含气量从运至施工现场的新拌混凝士
如果混凝土的含水量小于其饱和含水量的91.中取样用含气量测定仪(气压法)测定,允许绝对误差
7%,那么当混凝土受冻时,毛细孔水的结冰膨胀可被为±1.0%,测定方法应符合现行国家标准《普通混凝
非含水孔体吸收,不会形成损伤混凝土微观结构的膨土拌合物性能试验方法标准》CB/TS0080;②气泡间隔
胀压。因此,饱水状态是混凝土遭受冻融剥蚀破坏的系数为从硬化混凝土中取样(芯)测得的数值,用直线
泵送施工中温度裂缝的有效控制刘亚男
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滉土
泵送混凝土施工中温度裂缝的有效控制
刘亚男
(天津市海拓水利工程有限公司,天津300480
〔摘要〕文章分析了混凝土施工中温度裂缝的产生原因,针对不同情况提出处理方法。
〔关键词〕泵送混凝土;温度裂缝;控制
中图分类号:TV523文章标识码:B文章编号:1009-0088(2012)05-0157-02
0前言
过混凝土的抗拉强度极限时,混凝士表面就会产生裂
缝,这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土
随着建筑技术的不断发展,泵送混凝土施工技术的施飞中,当温差变化较大,或者是混凝土受到寒潮的
得到普及和应用。泵送混凝土不仅能改善混凝士的施袭击时,会导致混凝土表面温度急剧下降,而产生收
工性能,对薄壁密筋结构少振捣或不振捣施工,具有提缩,表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束,将产生很
高抗渗性、改善耐久性的特点。同时,泵送混凝土骨料大的拉应力而产生裂缝,这种裂缝通常只在混凝土表
级配的限制,胶凝材料的大量使用,产生大量的水化面较浅的范围内产生。
热,造成温度裂缝普遍存在,在一定程度上影响结构的
温度裂缝的走向通常无一定规律,大面积结构裂
抗渗性和耐久性,应当引起足够的重视。
缝常纵横交错。梁板类长度尺寸较大的结构,裂缝多
温度裂缝产生机理及特征
平行于短边。深人和贯穿性的温度裂缝一般与短边方
向平行或接近平行,裂缝沿着长边分段出现,中间较
混凝土浇筑后,在硬化过程中,水泥水化产生大量密。裂缝宽度大小不一,受温度变化影响较为明显,冬
的水化热。由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚季较宽,夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝
积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,通常是中间粗、两端细,而冷缩裂缝的粗细变化不太明
而混凝土表面散热较快,使得混凝土结构內外出现较显,此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀,混凝土的磯
大的温差,这些温差造成内部与外部热胀冷缩的程度化,降低混邂土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
不同,使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超
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导线法测定,根据抛光混凝土截面上气泡面积推算
时间对混凝土含气量的影响不大。③在相同的振捣时
维气泡平均间隔,推算方法可按国家现行标准《水工间下,混凝士受振捣的频率越高,含气量越低。⑨随着
混凝土试验规程》DI∠/TS150的规定执行
混凝土温度的提高,其含气量会显著降低。
混凝土含气量通过专门仪器一一含气量测定仪进2.2混凝土水灰比对其抗冻性的影响
行检测。
引气混凝土的抗冻性能随着水灰比的加大而降
2.1.4含气量的影响因素
低。规范对不同抗冻指标的混凝土规定了不同的水灰
①引气剂掺量越大,混凝土的含气量也越大。(②比的上限值
在引气剂品种和掺量相同时,硅酸盐水泥混凝土的含2.3混凝土中粉煤灰掺量对其抗冻性的影响
气量高于火山灰水泥混凝土的含气量。③在引气剂掺
混凝土的抗冻性随着粉煤灰掺量的增加而降低。
量相同时,含有大量0.3-0.6mm颗粒的砂样拌制的规范对不同抗冻标号的混凝土规定了粉煤灰掺量的上
混凝土含气量较大。④在同骨灰比、同水灰比时,含气限值。
编校;郭宝丽)
量随砂率的增大而提高。⑤水泥