外加劑對(duì)混凝土抗凍性能的改善

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摘　要：論述了混凝土抗凍性的影響因素及外加劑對(duì)混凝土抗凍性能的改善，并簡(jiǎn)單介紹了ld 型緩凝減水劑的技術(shù)效果。

前　言

混凝土是用量最大、用途最廣的一種建筑材料，雖然已有一百多年的發(fā)展歷史，但卻經(jīng)久不衰，仍以旺盛的生命力向前發(fā)展，新理論、新工藝、新品種不斷涌現(xiàn)，應(yīng)用面也越來(lái)越廣。在混凝土中摻用外加劑可獲得提高強(qiáng)度、改善性能、節(jié)省水泥、加快施工進(jìn)度、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等多種效益，因而工業(yè)發(fā)達(dá)的一些國(guó)家早已大量應(yīng)用外加劑?；炷量茖W(xué)技術(shù)近期發(fā)展的主要方向是節(jié)能、耐久、高強(qiáng)、輕質(zhì)、快硬和高流態(tài)，這些都與外加劑的應(yīng)用緊密相關(guān)。

道路與橋梁工程中，混凝土必須滿足工作性、強(qiáng)度、耐久性要求。就耐久性而言，對(duì)于道路與橋梁建筑混凝土，由于無(wú)遮蓋裸露于大氣中，在受到酸、堿等物理、化學(xué)的侵蝕作用而破壞的同時(shí)，風(fēng)霜雨雪的侵蝕更為嚴(yán)重。因此，耐久性的首要要求是抗凍性。由于黑龍江省一月份平均氣溫低于-10 ℃，屬于寒冷地區(qū)，因此對(duì)抗凍性的要求更顯重要。

1 　混凝土抗凍性

抗凍性表示混凝土抵抗凍融循環(huán)作用的能力，是評(píng)價(jià)嚴(yán)寒地區(qū)混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要指標(biāo)之一。

寒冷地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常接觸水的部位，當(dāng)氣溫下降至混凝土中水的冰點(diǎn)以下時(shí)，水就會(huì)結(jié)冰，體積增加約9% ，當(dāng)水充滿混凝土的孔隙時(shí)，水結(jié)冰過(guò)程中由于體積的增大會(huì)對(duì)孔壁產(chǎn)生很大的壓力，使混凝土發(fā)生微小裂縫。一般夏秋浸水，冬天結(jié)冰，春天融化，反復(fù)循環(huán)，使冰凍的破壞作用不斷向深度發(fā)展。

混凝土的抗凍性與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、水飽和程度、受凍齡期、混凝土的強(qiáng)度等許多因素有關(guān)，其中主要因素是水泥漿的飽和程度及孔隙結(jié)構(gòu)。

(1) 水灰比及孔隙結(jié)構(gòu)混凝土中水與水泥的比例為水灰比。齡期一定和養(yǎng)護(hù)一定的混凝土強(qiáng)度很大程度上取決于水灰比和密實(shí)度。在水泥水化的任何階段，水灰比都決定了硬化水泥漿的孔隙率，因而水灰比影響著混凝土的空隙體積。隨著水灰比的增大，不僅可使飽水的開孔孔隙增加，而且平均孔徑也增大，因而混凝土抗凍性必然降低。水灰比大的混凝土中毛細(xì)孔孔徑也大，且形成連通的毛細(xì)孔體系，因而其中起緩沖作用的儲(chǔ)備孔很少，受凍后極易產(chǎn)生較大的膨脹壓力，反復(fù)循環(huán)后必然使混凝土結(jié)構(gòu)遭受破壞。因此，抗凍性要求高的混凝土必須嚴(yán)格控制水灰比，必要時(shí)還要加入引氣劑及新型抗凍劑。

(2) 混凝土的飽水狀態(tài)

混凝土有無(wú)凍害與其孔隙的飽水程度有關(guān)，一般認(rèn)為含水量小于孔隙體積的91.7%就不會(huì)產(chǎn)生凍結(jié)膨脹壓力，該數(shù)值被稱為極限飽水度。在混凝土完全飽水狀態(tài)下，其凍結(jié)膨脹壓力最大，混凝土的飽水狀態(tài)主要與混凝土結(jié)構(gòu)的部位及其所處自然環(huán)境有關(guān)，在大氣中使用的混凝土結(jié)構(gòu)其含水量均達(dá)不到該值的極限，而處于潮濕環(huán)境的混凝土其含水量要明顯增大，最不利的部位是水位變化區(qū)，此處的混凝土經(jīng)常處于干濕交替變化條件下，受凍時(shí)極易破壞。此外，由于混凝土表層的含水率，通常大于其內(nèi)部的含水率且受凍時(shí)表層的溫度均低于其內(nèi)部的溫度，所以凍害往往是由表層開始，逐步深入發(fā)展的。