對(duì)提高混凝土抗凍性能的探討

　　一、前言
　　
　　混凝土的耐久性是混凝土抵抗氣候變化、化學(xué)侵蝕、磨損或任何其它破壞過(guò)程的能力，當(dāng)在暴露的環(huán)境中，能耐久的混凝土應(yīng)保持其形態(tài)、質(zhì)量和使用功能。
　　我國(guó)有相當(dāng)大的部分處于嚴(yán)寒地帶，致使不少建筑物發(fā)生了凍融破壞現(xiàn)象。尤其在東北嚴(yán)寒地區(qū)，興建的水工混凝土建筑物，幾乎100%工程局部或大面積地遭受不同程度的凍融破壞。除三北地區(qū)普遍發(fā)現(xiàn)混凝土的凍融破壞現(xiàn)象外，地處較為溫和的華東地區(qū)的混凝土建筑物也發(fā)現(xiàn)有凍融現(xiàn)象。
　　因此，混凝土的凍融破壞是我國(guó)建筑物老化病害的主要問(wèn)題之一，嚴(yán)重影響了建筑物的長(zhǎng)期使用和安全運(yùn)行，為使這些工程繼續(xù)發(fā)揮作用和效益，需要很大的代價(jià)來(lái)維修和重建，這已成為混凝土耐久性方面的主要問(wèn)題之一。
　　
　　二、混凝土凍融機(jī)理
　　
　　混凝土的凍融破壞，是國(guó)內(nèi)外研究較早、較深入的課題，但大部分是從純物理的模型出發(fā)，經(jīng)假設(shè)和推導(dǎo)而得出的，有些是以水泥凈漿或砂漿試件通過(guò)部分試驗(yàn)得出的，因此迄今為止，對(duì)混凝土的凍融破壞機(jī)理，國(guó)內(nèi)外尚未得到統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)和結(jié)論。
　　一般認(rèn)為，吸水飽和的混凝土在其凍融的過(guò)程中，遭受的破壞應(yīng)力主要由兩部分組成。其一是當(dāng)混凝土中的毛細(xì)孔水在某負(fù)溫下發(fā)生物態(tài)變化，由水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因受毛細(xì)孔壁約束形成膨脹壓力，從而在孔周?chē)奈⒂^結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生拉應(yīng)力；其二是當(dāng)毛細(xì)孔水結(jié)成冰時(shí)，由凝膠孔中過(guò)冷水在混凝土微觀結(jié)構(gòu)中的遷移和重分布引起的滲管壓。由于表面張力的作用，混凝土毛細(xì)孔隙中水的冰點(diǎn)隨著孔徑的減小而降低。凝膠孔水形成冰核的溫度在－78℃以下，因而由冰與過(guò)冷水的飽和蒸汽壓差和過(guò)冷水之間的鹽分濃度差引起水分遷移而形成滲透壓力。
　　當(dāng)混凝土受凍時(shí)，這兩種壓力會(huì)損傷混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的凍融循環(huán)以后，損傷逐步積累不斷擴(kuò)大，發(fā)展成互相連通的裂縫，使混凝土的強(qiáng)度逐步降低，最后甚至完全喪失。從實(shí)際中不難看出，處在干燥條件的混凝土顯然不存在凍融破壞的問(wèn)題，所以飽水狀態(tài)是混凝土發(fā)生凍融破壞的必要條件之一，另一必要條件是外界氣溫正負(fù)變化，使混凝土孔隙中的水反復(fù)發(fā)生凍融循環(huán)，這兩個(gè)必要條件，決定了混凝土凍融破壞是從混凝土表面開(kāi)始的層層剝蝕破壞。
　　
　　三、改善混凝土抗凍耐久性的主要措施
　　
　?。ㄒ唬┩饧觿┑氖褂?br/>　　1、引氣劑。長(zhǎng)期的工程實(shí)踐與室內(nèi)研究資料表明：提高混凝土抗凍耐久性的一個(gè)十分重要而有效的措施是在混凝土拌合物中摻入一定量的引氣劑。引氣劑是具有4JCSMGGQwwQkVGxhEkeUtxeSnBsuzE++SN19OJrabyw=憎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，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的微小穩(wěn)定的封閉氣泡。這些氣泡由于具有彈性，能使混凝土結(jié)冰時(shí)產(chǎn)生的膨脹壓力得到緩解，起到緩沖減壓