混凝土受凍機(jī)理及防凍外加劑的作用

摘要：本文綜合并分析了多年來關(guān)于混凝土受凍機(jī)理的敘述，并對防凍外加劑作用進(jìn)行研究。

前言

我國地域遼闊，在長江中下游、東北、華北、及內(nèi)蒙、青海、新疆等地，冬季氣溫都在- 5 ℃以下。低溫對混凝土十分不利，在這些地區(qū)的混凝土的破壞多數(shù)與凍融作用有關(guān)，混凝土在凍融循環(huán)作用下破壞是關(guān)系到建筑物使用壽命、工程質(zhì)量、安全等方面的重大問題。凍融破壞是混凝土水工建筑物損壞的主要形式之一，凍融破壞嚴(yán)重影響水工建筑的正常運(yùn)行，必須充分認(rèn)識它的嚴(yán)重性，了解其破壞原因，采取正確的設(shè)計(jì)、施工和管理措施以減輕凍融破壞對建筑物的影響，就此問題國內(nèi)外混凝土專家對混凝土抗凍問題的研究日益重視，各自理論不斷提出，各種方法不斷采用，都力圖通過對混凝土受凍機(jī)理研究而找到提高混凝土抗凍性能的更有效、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的方法。

1 國內(nèi)外關(guān)于混凝土受凍機(jī)理的研究狀況如下

1.1 水轉(zhuǎn)化為冰的相變過程

常溫下硬化混凝土是由未水化的水泥、水泥水化產(chǎn)物、集料、水、空氣共同組成的氣- 液- 固三相平衡體系，當(dāng)混凝土處于負(fù)溫下時(shí)，其內(nèi)部孔隙中的水分將發(fā)生從液相到固相的轉(zhuǎn)變。對混凝土受凍破壞的現(xiàn)象，人們最初僅僅是以水結(jié)冰時(shí)體積膨脹9 %這一自然現(xiàn)象來解釋，認(rèn)為這種現(xiàn)象和盛滿水的密閉容器受凍后脹裂的破壞情況類似。當(dāng)孔溶液體積超過91 %時(shí)，溶液結(jié)冰后產(chǎn)生膨脹壓力使混凝土結(jié)構(gòu)破壞。但這種過于簡單的觀點(diǎn)無法解釋復(fù)雜的混凝土受凍破壞的動(dòng)力學(xué)過程。而且試驗(yàn)表明水飽和度低于91 %時(shí)，混凝土也可能受凍破壞。這說明混凝土受凍破壞的機(jī)理遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這么簡單。大量的研究表明影響混凝土受凍破壞的原因很多，其機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜。但從本質(zhì)上說，混凝土受凍破壞主要取決于混凝土中水的存在形式。