凍融循環(huán)對混凝土耐久性的影響

凍融循環(huán)對混凝土耐久性的影響

《混凝土工藝學》

凍融循環(huán)冷庫溫度在0℃以上的時間較長，使結(jié)構(gòu)體表面的冰霜融化成水滴，水分將沿著結(jié)構(gòu)表面的孔隙或毛細孔通路向結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲透；當庫溫降低為0℃以下時，其中的水分結(jié)成冰，產(chǎn)生膨脹，膨脹應力較大時，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。結(jié)構(gòu)件表面和內(nèi)部所含水分的凍結(jié)和融化的交替出現(xiàn)，稱為凍融循環(huán)。

凍融循環(huán)的影響凍融循環(huán)的反復出現(xiàn)，造成建筑構(gòu)造的嚴重破壞。而只凍結(jié)不融化也會造成凍脹破壞，致使墻身開裂。抹灰成片脫落，重者可使墻身完全失去承載力和保溫性能，凍融循環(huán)可以造成建筑構(gòu)造內(nèi)部的嚴重風化，失去耐久性。

混凝土的耐久性混凝土抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全、正常使用的能力稱為耐久性。

混凝土材料的耐久性指標一般包括：抗?jié)B性抗凍性抗侵蝕性混凝土的碳化（中性化）堿骨料反應

混凝土耐久性的重要性保證混凝土構(gòu)筑物運行的安全性延長混凝土構(gòu)筑物的服役壽命節(jié)約混凝土構(gòu)筑物維護成本節(jié)約自然資源，減少消耗改善人類居住的環(huán)境條件

典型混凝土的凍融破壞當結(jié)構(gòu)處于冰點以下環(huán)境時，部分混凝土孔隙中的水將結(jié)冰，產(chǎn)生體積膨脹，過冷的水發(fā)生遷移形成各種壓力達到一定程度時，導致混凝土的破壞?；炷涟l(fā)生凍融破壞的最顯著的特征是表面剝落，嚴重時可以露出石子。

混凝土的凍融破壞一般發(fā)生于寒冷地區(qū)，經(jīng)常與水接觸的混凝土結(jié)構(gòu)物，如水池、發(fā)電站、冷卻塔以及與水接觸部位的道路、建筑物等。在我國東北、華北和西北地區(qū)的水利大壩，尤其是東北嚴寒地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)物，幾乎100%的工程局部或大面積地遭受不同程度的凍融破壞，如豐滿壩、云峰壩等，有的工程在施工過程中或竣工后不久即發(fā)現(xiàn)嚴重的凍害。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，混凝土凍融破壞不僅在“三北”地區(qū)存在，而且在長江以北、黃河以南的中部地區(qū)，混凝土結(jié)構(gòu)物的凍融破壞現(xiàn)象也廣泛存在。由此可見，混凝土的抗凍性是混凝土耐久性中最重要的問題。

鋼筋混凝土橋梁的損毀

防止混凝土凍融破壞的措施一、用外加劑改善抗凍耐久性

（1）引氣劑

（2）減水劑

（1）加入引氣劑

引氣劑是具有增水作用的表面活性物質(zhì)，它可以明顯的降低混凝土拌合水的表面張力和表面能，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的微小穩(wěn)定的封閉氣泡。這些氣泡切斷了部分毛細管通路能使混凝土結(jié)冰時產(chǎn)生的膨脹壓力得到緩解，不使混凝土遭到破壞，起到緩沖減壓作用，并且使外界水分不易侵入，減少了混凝土的滲透性。同時大量的氣泡還能起到潤滑作用，改善混凝土和易性。因此，大大提高了混凝土的抗凍耐久性。摻引氣劑前摻引氣劑后可抗凍性提高（2）減水劑

目前，減水劑的應用也成為混凝土不可缺少的組分，使用減水劑可以大幅度降低混凝土的水灰比，提高混凝土的強度和致密性，使混凝土抵抗凍融破壞的能力提高，從而提高混凝土的抗凍耐久性。

二、用活性礦物摻合料改善混凝土抗凍耐久性

普通水泥混凝土的水泥石料中水化物穩(wěn)定性的不足，是混凝土不能抗凍耐久的另一主要因素。在普通混凝土中摻入活性礦物的目的，在于改善混凝土中水泥石的膠凝物質(zhì)的組成。

1、摻入硅粉2、摻入礦渣3、摻入粉煤灰修補措施1、表面修補法

表面修補法是一種簡單、常見的修補方法，它主要適用于防滲層仍大致平整，無較大錯位，裂縫較小的情況的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

新型混凝土橋梁專用修補材料成功用于北京環(huán)線橋梁修復

2、灌漿、嵌縫封堵法灌漿法是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。

3、混凝土置換法

混凝土置換法是處理嚴重損壞混