一、混凝土抗冻融性能
- 什么是抗冻融性?
抗冻融性是混凝土在水饱和状态下 ,经受多次冻融循环作用,仍能保持强度和外观完整性的能力。
混凝土最常见的受冻形式是混凝土因水泥浆基体受反复冻融作用,逐渐膨胀引起的开裂和剥落。
2.混凝土冻融循环的体积变化
混凝土是多孔材料,若内部含有水分
(低温条件下)水在负温下结冰同时伴随约9%的体积膨胀,而水泥浆体和骨料在低温下收缩。
(高温条件下)融化时水的体积又将收缩,而水泥浆体和骨料则因升温而膨胀。
3. 混凝土冻融循环的力学变化
在冻融循环过程中,
(低温条件下):混凝土将同时受到(1)水结冰时产生的结晶压力,(2)结冰体积膨胀作用到周围水上的静水压力,(3)以及由未冰冻区向冰冻区迁移而产生的渗透压力。
(高温条件下):水泥浆体和骨料的膨胀引起的膨胀应力
当上述冻结过程中的水结冰引发的内应力 ,和融化过程中产生的膨胀应力 ,交替反复作用并超过混凝土的抗拉强度时,混凝土内部就会产生开裂。经过多次冻融循环后,裂缝就会不断扩展,直到破坏。
混凝土的密实度、孔隙结构和数量、及孔隙的充水程度被认定为是决定抗冻性能的重要因素。
二、混凝土冻融试验方法概述
- 混凝土的抗冻性试验主要分为**"慢冻法"和"快冻法"**两种。
这两种方法的主要区别在于冻融循环的时间长度 和试验条件 的不同,但都以试件所能承受的冻融交替次数来评估混凝土的抗冻性能。
2.慢冻法
- 冻融循环时间较长,一般每个循环包括在-20℃至-10℃下冻结4小时,然后在15℃至20℃的温水中融化4小时。
- 试验结果以试件在多次冻融循环后的强度损失率和质量损失率来判定。
3.快冻法
- 冻融循环时间较短,每个循环通常缩短为2至4小时。
- 试验结果除了考虑质量损失率外,还采用试件的动弹性模量百分率来评定。
4 .抗冻等级F50的含义
抗冻等级F50表示混凝土在按标准试验方法(无论是慢冻法还是快冻法,具体取决于试验标准)进行反复冻融循环时,能够同时满足强度损失率不超过一定值(有的标准中为25%,也有标准为20%)和质量损失率不超过5%的条件下,所能承受的最大冻融循环次数达到或超过50次。
三、 改善混凝土抗冻融性能方法
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降低水灰比:通过减少拌合用水或使用减水剂来降低水灰比,从而减少混凝土内部的孔隙,提高密实度和抗渗性,这是提升抗冻融性能的基础。
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掺用引气剂:在混凝土中掺入适量的引气剂,以产生微小气泡,阻断渗水通道,提高混凝土的抗冻胀能力和耐久性。
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选择合适的水泥和掺合料:选用抗冻性能好的水泥品种,并考虑掺入适量的矿物掺合料(如粉煤灰、硅灰等),以改善混凝土的微观结构,提高抗冻融性能。
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搅拌保证施工质量:确保混凝土在、浇筑、振捣等施工环节中的质量,以达到内实外光的标准,减少内部缺陷和孔隙,提高混凝土的密实度和抗冻融性能。