混凝土抗冻融性能试验与研究
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1、 “结冰压力”作用： 水结冰时体积膨胀 静水压力 2、 “温度应力”作用： 骨料与胶凝体的热膨胀变形不同 应力
温度
DK
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
三、试验方法
1、试验设备： 快速冻融试验机，动弹模量测试仪 试件尺寸为100 mm×100 mm×400 mm。
冻融温度分别控制在-17±2℃和8±2℃。
混凝土抗冻融性能 试验研究
DK
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一、研究背景和意义
混凝土的抗冻融性能指混凝土抵抗冻融破坏的能 力，是混凝土耐久性的一项重要指标。调查资料 显示：在严寒地区，几乎100%的水工混凝土建筑 物局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏，严 重影响建筑物的长期使用和安全运行，每年都耗 费巨额的维修费用。 研究混凝土冻融破坏的机理、影响因素以及提高 混凝土抗冻融性能的有效措施具有重大的社会意 义和经济意义。
DK
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一、关于混凝土抗冻融的疑问？
水结冰是造成混凝土抗冻融破坏的主要因 素？
骨料与胶凝体热胀系数不同造成抗冻融破 坏？ 含气量对混凝土抗冻融性能的影响？ 是否可以通过提高混凝土的标号达到抗冻 融的要求？
DK
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二、冻融破坏的机理假设
A2,注防冻液，温度应力 A1,注水，结冰压力和温度应力，F75
75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 冻融次数
“结冰压力”是导致混凝土冻融循环破坏的主要原因。 “温度应力”单独作用不能导致混凝土冻融循环破坏。
普通混凝土的抗冻融性能较差。
DK
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五、冻融次数—动弹模量曲线
120.00% 100.00% D1 D2 D3 E1 E2
相对动弹性模量
80.00% 60.00% 40.00% 20.00% 0.00% 0 25 50
E1
E3 B B30 D30
冻融次数为150次
75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 冻融次数
三、试验方法
f 相对动弹性模量 Pn 100% f f 0为初始频率， f n 为冻融n次后的频率
2 n 2 0
G0 Gn 质量损失率 Wn 100% G0 G0为初始质量，Gn 为冻融n次后的质量
DK
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四、试验设计
1、验证是水冻胀破坏与温度应力破坏试验
编号
C1 C2 C3 编号 E1
D2
D3
2322
2257
4.9
7.4
55.2
46
E2
E3
2350
2278
4.7
7.0
53.4
46.3
DK
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五、150次循环不同引气剂对抗冻融 影响
150次冻融循环（掉渣少） 150 次冻融循环（掉渣增多） 150 次冻融循环（掉渣少）
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四、试验结果
50次冻融循环（表面掉渣，麻面）
75次冻融循环（掉渣增多）
250次冻融循环（完全疏松）
DK
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五、引气剂种类和含气量影响试验
试验采用C50混凝土，选用BCDE四种不同引气剂，调整掺量，控制混凝 土含气量在3%，5%，7%，对比含气量及引气剂的品种对混凝土抗冻融 性能的影响。
DK
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四、试验目的
1、通过A1试件饱水冻融——验证结冰压力破坏 2、通过A2试件置于防冻液中冻融——验证温度应力破坏 3、通过A1试件验证普通C50混凝土的抗冻融性能
DK
Baidu Nhomakorabea
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四、试验结果
140.00%
相对动弹性模量
120.00% 100.00% 80.00% 60.00% 40.00% 20.00% 0.00% 0 25 50
150次冻融循环
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五、 150次冻融循环同种引气剂比较
DK
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五、250次循环破坏
不掺引气剂和两种3%含气量引气剂的混凝土
DK
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五、冻融次数—动弹模量曲线
140.00% 120.00% 100.00%
A2 C1
A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3
相对动弹性模量
80.00% 60.00%
B1
40.00% 20.00% 0.00% 0
冻融次数为200次
A1
冻融次数为75次
25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 冻融次数
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三、试验方法
2、试验方法： 《水工混凝土试验规程》 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》 3、测试指标： 相对动弹性模量和质量损失率。
相对动弹性模量下降至60%或质量损失率达到5% 时，以相应的冻融循环次数作为抗冻等级。
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含气量及引气剂品种的影响 编号 B1 B2 B3 编号 D1 容重 kg/m3 2377 2313 2213 容重 kg/m3 2372 含气量 % 2.8 5.25 8.8 含气量 % 3.1 R28 /MPa 57.1 47.9 34.3 R28 /MPa 63.5 容重 kg/m3 2377 2320 2291 容重 kg/m3 2386 含气量 % 2.92 4.76 6.1 含气量 % 2.8 R28 /MPa 53.9 51.6 47.3 R28 /MPa 60.2
编号 A1 A2 水泥 kg/m3 400 400 粉煤灰 kg/m3 80 80 砂 kg/m3 720 720 石子 kg/m3 1040 1040 水 kg/m3 180 180 DK-3 kg/m3 13.44 13.44 水胶比 0.375 0.375 备注 注水 注防冻液
基本性能
编号 A1 A2 容重 kg/m3 2391 2391 含气量 % 2.12 2.36 R3 /MPa 42.5 42.3 R7 /MPa 50.4 49.9 R28 /MPa 58.4 55.2
温度
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三、试验方法
1、试验设备： 快速冻融试验机，动弹模量测试仪 试件尺寸为100 mm×100 mm×400 mm。
冻融温度分别控制在-17±2℃和8±2℃。
混凝土抗冻融性能 试验研究
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一、研究背景和意义
混凝土的抗冻融性能指混凝土抵抗冻融破坏的能 力，是混凝土耐久性的一项重要指标。调查资料 显示：在严寒地区，几乎100%的水工混凝土建筑 物局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏，严 重影响建筑物的长期使用和安全运行，每年都耗 费巨额的维修费用。 研究混凝土冻融破坏的机理、影响因素以及提高 混凝土抗冻融性能的有效措施具有重大的社会意 义和经济意义。
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一、关于混凝土抗冻融的疑问？
水结冰是造成混凝土抗冻融破坏的主要因 素？
骨料与胶凝体热胀系数不同造成抗冻融破 坏？ 含气量对混凝土抗冻融性能的影响？ 是否可以通过提高混凝土的标号达到抗冻 融的要求？
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二、冻融破坏的机理假设
A2,注防冻液，温度应力 A1,注水，结冰压力和温度应力，F75
75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 冻融次数
“结冰压力”是导致混凝土冻融循环破坏的主要原因。 “温度应力”单独作用不能导致混凝土冻融循环破坏。
普通混凝土的抗冻融性能较差。
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五、冻融次数—动弹模量曲线
120.00% 100.00% D1 D2 D3 E1 E2
相对动弹性模量
80.00% 60.00% 40.00% 20.00% 0.00% 0 25 50
E1
E3 B B30 D30
冻融次数为150次
75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 冻融次数
三、试验方法
f 相对动弹性模量 Pn 100% f f 0为初始频率， f n 为冻融n次后的频率
2 n 2 0
G0 Gn 质量损失率 Wn 100% G0 G0为初始质量，Gn 为冻融n次后的质量
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四、试验设计
1、验证是水冻胀破坏与温度应力破坏试验
编号
C1 C2 C3 编号 E1
D2
D3
2322
2257
4.9
7.4
55.2
46
E2
E3
2350
2278
4.7
7.0
53.4
46.3
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五、150次循环不同引气剂对抗冻融 影响
150次冻融循环（掉渣少） 150 次冻融循环（掉渣增多） 150 次冻融循环（掉渣少）
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四、试验结果
50次冻融循环（表面掉渣，麻面）
75次冻融循环（掉渣增多）
250次冻融循环（完全疏松）
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五、引气剂种类和含气量影响试验
试验采用C50混凝土，选用BCDE四种不同引气剂，调整掺量，控制混凝 土含气量在3%，5%，7%，对比含气量及引气剂的品种对混凝土抗冻融 性能的影响。
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四、试验目的
1、通过A1试件饱水冻融——验证结冰压力破坏 2、通过A2试件置于防冻液中冻融——验证温度应力破坏 3、通过A1试件验证普通C50混凝土的抗冻融性能
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四、试验结果
140.00%
相对动弹性模量
120.00% 100.00% 80.00% 60.00% 40.00% 20.00% 0.00% 0 25 50
150次冻融循环
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五、 150次冻融循环同种引气剂比较
DK
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五、250次循环破坏
不掺引气剂和两种3%含气量引气剂的混凝土
DK
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五、冻融次数—动弹模量曲线
140.00% 120.00% 100.00%
A2 C1
A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3
相对动弹性模量
80.00% 60.00%
B1
40.00% 20.00% 0.00% 0
冻融次数为200次
A1
冻融次数为75次
25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 冻融次数
DK
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三、试验方法
2、试验方法： 《水工混凝土试验规程》 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》 3、测试指标： 相对动弹性模量和质量损失率。
相对动弹性模量下降至60%或质量损失率达到5% 时，以相应的冻融循环次数作为抗冻等级。
DK
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含气量及引气剂品种的影响 编号 B1 B2 B3 编号 D1 容重 kg/m3 2377 2313 2213 容重 kg/m3 2372 含气量 % 2.8 5.25 8.8 含气量 % 3.1 R28 /MPa 57.1 47.9 34.3 R28 /MPa 63.5 容重 kg/m3 2377 2320 2291 容重 kg/m3 2386 含气量 % 2.92 4.76 6.1 含气量 % 2.8 R28 /MPa 53.9 51.6 47.3 R28 /MPa 60.2
编号 A1 A2 水泥 kg/m3 400 400 粉煤灰 kg/m3 80 80 砂 kg/m3 720 720 石子 kg/m3 1040 1040 水 kg/m3 180 180 DK-3 kg/m3 13.44 13.44 水胶比 0.375 0.375 备注 注水 注防冻液
基本性能
编号 A1 A2 容重 kg/m3 2391 2391 含气量 % 2.12 2.36 R3 /MPa 42.5 42.3 R7 /MPa 50.4 49.9 R28 /MPa 58.4 55.2