除冰盐浓度对混凝土盐冻影响
哈尔滨地区混凝土路面抗盐冻破坏措施
哈 尔 滨 地 区 混 凝 土 路 面 抗 盐 冻 破 坏 措 施
修 昱
（ 鸡西 大学 理工系 ， 龙江 鸡西 黑 １８ ０ ） ５ １０
摘 要 ： 尔 滨地 区路 面 除 冰 盐 的 使 用 ， 哈 引起 混 凝 土 路 面 的严 重 剥蚀 开 裂 和 钢 筋锈 蚀 。 主 要 论 述 了 影 响 混凝 土路 面抗 盐 冻 性 的 主 要 因素 及 提 高 混 凝 土路 面 抗 盐 冻 性 的措 施 。 关 键 词 ： 路 混 凝 土 ； 盐 冻 道 抗 中 图分 类 号 ：Ｕ ５ ． Ｔ ７５７ 文献标识码 ： Ａ
面就 会 加 剧 破 坏 。 ３ 水 灰 比及 含 气 。 ．
２ 破坏是 从表 面逐层 向 内部 发展 ， ． 表层 砂浆层 经过 几 次 冻 融 循 环 逐 渐 剥 落 ， 料 暴 露 ， 道 路 表 面 凸 凹 不 骨 使 平。 ３ 在 受 除 冰 盐 侵 蚀 的混 凝 土 底 部 出 现 白 色 Ｎ Ｃ 结 ． ａ１ 晶， 并且 Ｎ Ｃ 结 晶经过 遇湿 受潮 再结 晶而不 断 聚集 ， ａ１ 因 此 即使 停止使用除冰盐 ， 这种结 晶压 还会 产生 盐冻 剥蚀 破坏， 直至混凝土层破坏 为止。 二 除 冰 盐 破 坏 机 理 １ 混凝 土孑 隙 中水 结冰 体 积膨 胀 ９ 造 成结 冰 压。 ． Ｌ ％ 因为盐 具有保水性和 吸湿性 ， 凝 土的初 始饱 水度 在使 混 用 除 冰 盐 时 明 显 提 高 ， 而 含 有 更 多 的可 冻 水 。受 冻 时 ， 从 混凝 土会产生更高的结冰压 。 ２ 混 凝 土 冻 结 时 ， 毛 细 孑 中 水 的 离 子 浓 度 随 着 水 ． 大 Ｌ 的结冰 而提 高 ， 而蒸汽压却下 降 ， 这时小毛 细孔 中未 结冰 的水 就会向大毛细孔 中渗透 而形 成渗 透压 ， 当渗透 压大 于混凝 土的抗拉强度时 ， 混凝 土就会开裂破坏 。 当使用 除冰盐时 ， 受冻 时盐 溶液 浓度 差引起 更 高的 渗 透 压 。 如 果 水 中溶 解 有 盐 ， 当孔 隙 内 的 水 开 始 结 冰 ， 孔 内的盐 浓度就会升高 ， 盐浓 度在 整个 水泥 石 中的均衡 分 布被 打破 ， 这时为 了降低 盐浓 度 ， 建立新 的平 衡 ， 更小 的 毛 细 孔 中未 结 冰 的 自 由 水 就 会 流 向 此 处 ， 而 产 生 不 断 从 增 加 的 渗透 压 力 ， 致 水 泥 浆 体 的 内 部 开 裂 ， 成 了 混 凝 导 造 土 最 终 的盐 冻破 坏 。 ３ 混 凝 土 的温 度 由 于 除 冰 盐 融 化 冰 雪 的 过 程 中 吸 收 ． 大量热而急剧 降低 ， 造成过冷水 ， 对混凝土 引起低温 冲击 应 力 ， 剧 混 凝 土 的冻 融 破 坏 。 加 ４ 使用 除冰盐 会使 混凝 土 内部盐浓 度分 布不 均匀 ， ． 那 么 各 层 的结 冰程 度 也 就 存 在 差 异 ， 混 凝 土 层 层 结 冰 当 时形成应力 差导致 出现渗 透压 ， 而 引起 内部应力 。这 从 样 的结冰现象在 某些情 况下 还可 能会 阻断水 的渗 流 ， 在
除冰盐
除冰盐大家看一下除冰盐对混凝土的影响：1 洒除冰盐对混凝土的剥蚀破坏特征从混凝土盐冻破坏试验来看，除冰盐导致混凝土表现剥落破坏的特征主要表现如下几个方面：(1)表面裂纹扩展迅速，破坏速度加快，一般情况下，耐水冻破坏100次冻融循环的普通混凝土，耐盐冻不到20次，且表面均成斑状剥落。
(2)破坏逐层发展，暴露骨料。
经过10次左右冻融循环的普通混凝土，开始从砂浆层剥落，露出骨料后逐步向内部发展，造成一层层疏松层，导致表面凸凹不平。
(3)剥蚀出现在表层，NaCl结晶聚集在混凝土底部，遇湿或受潮后NaCl溶解再度进入混凝土，干燥后又重新结晶，此产生的结晶压要远远大于混凝土中的骨料与水泥砂浆界面层的粘结力，如此反复，即使停止使用除冰盐，盐冻剥蚀破坏仍将产生，直至受盐污染的混凝土层破坏为止。
这一点，对北方的市政工程如立交桥、道路混凝土等是极为不利的。
2 除冰盐对混凝土的破坏机理(1)提高混凝土饱水度。
众所周知，盐(NaCl或CaCl)可以降低水冰点，可将水冻结时的冰膨胀率降低到9%以下，但它却提高了混凝土饱水度，当混凝土饱水度达到或超过临界饱水度(理论上为91%)时，混凝土就受到拉应力作用，并因冻融循环增加而不断加剧，直到混凝土开裂和破坏。
同济大学杨全兵、朱蓓蓉、黄士元等学者，通过毛细管吸水试验证明。
试件中盐含量愈高，达到平衡时间愈短，饱水愈快，并得出结论。
当使用除冰盐时，由于盐吸湿性和保水性，含盐混凝土中的初始饱水度明显比不加入除冰盐的高，因此，当混凝土受冻时，混凝土中就会产生比无除冰盐中高出几倍甚至几十倍的结冰压.(2)产生高渗透压。
由于除冰盐在洒落时是不均匀的，2001－2003年哈尔滨市洒落的除冰盐为堆状、岛状，然后靠车轮碾压与带走而摊开。
这就导致在雪水中盐的浓度不均匀而产生浓度差，受冻时混凝土中将产生更高的渗透压，以及因分层结冰而产生更大的压力差，造成叠加破坏，此种破坏的拉应力将是均匀冻胀中的几十倍，而加剧混凝土剥落。
除冰盐对混凝土的破坏、特征及防护措施
在冬季，告诉公路和城市道路为防止因结冰和积雪使汽车打滑造成交通事故，通常在路面撒盐以降低冰点去除冰雪。
近年来，国内外交通行业和学术界越来越注意到除冰盐对混凝土路面和桥面造成的严重破坏，事实证明盐冻剥蚀破坏是最严重的冻融破坏形式，在工程应用中发现除冰盐不仅加速了冻害，且渗入混凝土中的氯盐又导致严重的钢筋锈蚀。
一、破坏机理
1、渗透压增大导致混凝土空隙饱和吸水度提高，结冰压增大。
2、盐的结晶压力
3、盐的浓度梯度使受冻时因分层结冰产生应力
4、除静水压外，还存在盐溶液的渗透压
5、盐冻的产生加剧了冻害。
二、破坏特征
1、破坏从表面开始，逐渐向内部发展，表面砂浆剥落，骨料暴漏。
2、剥落层内部的混凝土保持坚硬完好。
3、这种破坏非常快，少则一冬，多则数冬，就可产生严重剥蚀伤
害。
4、干燥时侵蚀表面及裂纹内可见白色粉末晶体。
三、主要预防措施
1、混凝土必须引气，含气量应在5%左右。
2、要使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
3、掺粉煤灰、矿渣时注意降低水胶比，但提倡掺硅灰。
4、适当增加保护层厚度。
四、提高混凝土抗冻性的措施
1、降低混凝土水胶比，降低空隙率
2、掺加引气剂，保持含气量在4%~5%
3、提高混凝土强度，在相同含气量的情况下，混凝土强度越高，
抗冻性越好。
4、尽量使用粒径比较小的粗骨料，避免使用吸水率大、4~5um孔
比较多的骨料。
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水泥混凝土路面受除冰盐破坏的研究
文章编号:1004—5716(2002)05—160—03中图分类号:U41816 文献标识码:B 水泥混凝土路面受除冰盐破坏的研究李一兵,王 玲,黄志远(河北工业大学建筑设计研究院,天津300132)摘 要:论述了混凝土受除冰盐剥蚀破坏的特征、破坏的物理及化学机理和混凝土盐冻破坏的防治措施;并且研制了一种水泥混凝土路面快速修补材料。
关键词:冻融循环;除冰盐;高性能混凝土;机理 随着国民经济的发展,公路建设取得了长足的发展,尤其近几年来高速公路建设方兴未艾,而一些病害问题也逐渐暴露出来,寒冷地区冬季下雪时为了保证交通舒畅,采用撒盐或盐水在路面上,以使冰雪迅速融化。
除冰盐对混凝土路面及其附属设施的破坏造成的维修费用迅猛增加,已经日益引起人们的关注。
混凝土除冰盐剥蚀破坏指在有冻融循环的条件下,使用除冰盐引起的混凝土剥蚀破坏,其破坏速度远快于普通冻融循环引起的破坏及其它原因引起的破坏,从而严重影响水泥混凝土路面的使用寿命。
据悉,北京市每年在立交桥和主干道上撒盐400～600t,建于20世纪70年代中期的西直门立交桥,腐蚀并开始修补工作,在我国东北地区,哈大公路上使用除冰盐不到两个冬季就出现了严重的盐剥蚀破坏[1]。
早年国外曾大量使用除冰盐,造成了以桥梁为主的建筑物的严重腐蚀破坏,经济损失巨大。
据国外调查表明[1],凡使用除冰盐的桥梁,15年左右表现出腐蚀破坏,英国为修复因除冰盐腐蚀破坏的桥梁,已花费62亿英镑,德国每年花费4亿马克,加拿大及北欧等国,均有受“盐害”损失记录。
1 混凝土受除冰盐侵蚀破坏的调查与分析诊断水泥混凝土路面的盐冻破坏可以从混凝土发生盐冻破坏的外界条件和破坏形态特征等方面入手。
1999年冬秦皇岛市持续低温,频繁降雪,严重影响了城市的交通舒畅,有关部门采用人工撒盐的办法进行除雪,然而随着积雪的渐渐融化,除冰盐的使用引起部分路面层出现了不同程度的破坏。
现场调查对新、旧路段和撒盐与不撒盐路段的破坏情况进行了对比分析,同时了解了撒盐除雪的实际情况,发现近两年竣工的新路比竣工多年的老路破坏严重,原因是老路由于多年行车的作用,表面磨损层已基本消失,路面混凝土随龄期增加,混凝土抗冻性能得到提高。
水泥混凝土路面的抗冻性与抗盐冻性研究
第一届全国公路科技创新高层论坛论文集公路设计与施工卷水泥混凝土路面抗冻性与抗盐冻性研究郭荣泰黑龙江省交通厅摘要本文对寒冷地区水泥混凝土路面在冻融和除冰盐剥蚀环境中出现早期破坏现象的机理和改善措施进行了研究分析,并对提高水泥混凝土路面使用耐久性进行了工程实践总结。
关键词寒冷地区水泥混凝土路面早期破损；引气混凝土路面抗冻耐久性。
一、寒冷地区水泥混凝土路面发生部分早期破坏，令人不解和焦虑不安近十年以来，随着国民经济的快速发展，我省修建高等级公路5000多公里，其中2/3是水泥混凝土路面，由于其刚度大，稳定性好，承载能力强，使用寿命长，养护费用低和施工简易方便等特点，在我省发展很快，1997年高峰期，年峻工里程达1100公里。
我省地处祖国的最北方，每年冬季达六个月以上，哈尔滨最低气温-35℃，该地区夏季高温和冬季低温温差达70℃。
而且降雨降雪量也比较大，我省的水泥混凝土路面常年经受反复冻融、干湿交替、路基冻胀、超载严重等非常严酷的条件。
89年修筑的哈阿公路30公里，仅使用八年就出现大面积严重破坏，不得已重新铺筑15厘米厚沥青混凝土。
在其它一些路段上也陆续出现早期破坏，断板、错台、损边、掉角、沉陷、板下脱空、面层剥落、坑洞等，而采用撒除冰盐的哈绥公路近20公里，仅一个冬季之后，就出现严重的大面积剥蚀破坏。
水泥混凝土路面在使用不到10年时间就出现大面积大段落的早期破坏，在工程技术界和领导干部中产生了强烈的反响，深刻反思在路面设计、施工和养护管理中的有关问题，虽然都存在一些需要改进和注意的问题，但都没有违规行为，综合各方面存在的问题，都不至于使水泥混凝土路面发生如此严重地如此过早地破坏。
设计使用年限20年或30年，为什么在不到设计年限的1/2或1/3时间内就出现严重破坏，水泥混凝土路面的耐久性哪儿去了！实在令人不解。
我们已经修筑了3500多公里水泥混凝土路面，而且每年还在继续修筑300-400公里，如此下去，实在令人焦虑不安。
除冰盐对混凝土路面侵蚀破坏机理与预防措施
H IGHWAY现代公路水泥混凝土由于价格低廉、强度较高等特性，已成为应用最为广泛的基础建设材料。
然而，对于北方冬季寒冷地区，冬季冰雪天气频繁且昼夜温差较大，室外温度正负交替情况时常出现。
使得该类地区的水泥混凝土路面所处环境较为恶劣，既受到交通荷载的反复作用，同时还受到温度变化、干湿交替、冻融循环、离子侵蚀等环境作用。
由于降雪量大，路面积雪较厚，出于交通运输安全的考虑，该类地区常使用除冰盐对道路积雪进行处理，导致冰雪融水中氯离子含量急剧增大。
在冻融破坏耦合作用之后，导致混凝土发生盐冻破坏，使得部分水泥混凝土路面侵蚀严重，结构部位出现不同程度剥裂和腐蚀破坏、达不到使用寿命的现象。
这不仅需要投入大量的资金进行养护、维修和改造，给国家造成巨大的经济损失，而且带来交通不便、造成不良的社会影响、破坏了自然环境。
所以，分析道路水泥混凝土盐冻破坏机理及预防措施，对提高水泥混凝土路面耐久性具有重要意义。
混凝土除冰盐剥蚀破坏特征破坏是从表层逐步向内部发展，使表面砂浆层剥落，骨料暴露，导致表面凹凸不平，但在剥蚀层下的混凝土层依然保持坚硬完好。
因此，采取常规钻芯取样测定强度的分析方法不能查出该类破坏的原因。
在混凝土遭受破坏的截面上，可清楚看到分层剥蚀的痕迹。
在出现剥蚀的表面，特别是在桥梁板的底部，往往能清楚看到白色的N a C l结晶体（我国除冰盐大多为NaCl）。
由于进入混凝土内的除冰盐很难排出，并不断富集。
因此即使在不结冰时也会产生盐结晶挤压破坏。
此外，即使停止使用除冰盐，盐冻剥蚀破坏仍将产生，直至受盐污染的混凝土层破坏为止。
破坏发展迅速，对没有采取防治除冰盐破坏措施的普通混凝土，往往经过1～2个冬季就会出现剥蚀破坏，远快于其他种类的破坏。
除冰盐破坏机理分析混凝土中盐份迁移过程分析北方冬季寒冷，降雪较多，所以多使用除冰盐对降雪路面进行除冰处理。
使用除冰盐是为了形成冰点比普通水低的盐水，使其周围的冰雪融化，从而起到使路面积雪消融的作用。
浅析除冰盐对沥青混凝土性能影响
浅析除冰盐对沥青混凝土性能影响摘要：目前使用较多的除冰盐有：醋酸钾、氯化钠、氯化钙、氯化镁等工业盐。
本文首先对除冰盐融雪除冰的机理进行分析，又阐述了除冰盐对沥青混凝土破坏机理。
然后从三个方面分别解析了除冰盐对沥青、集料以及混合料的性能影响分析，最后得出结论。
关键词：除冰盐；沥青；集料；性能abstract: at present, the use of more deicing salt: acetic acid potassium, sodium chloride, calcium chloride, magnesium chloride industrial salt. this paper first to the salt removing ice melting snow ice, the mechanism for analysis, and expounds the deicing salt damage mechanism of asphalt concrete. then from three aspects respectively analyzes the deicing salt on the asphalt, aggregate and mixture performance impact analysis, the final conclusions.keywords: deicing salt; asphalt; aggregate; performance中图分类号：tf526文献标识码： a 文章编号：众所周知，中国北方地区冬季气温低，冰冻持续时间长，因此造成的不良路面给交通带来极大的不便，为了保证交通顺畅和行驶安全，许多道路工程采用撒盐快速除冰融雪的办法解决交通堵塞和预防路面继续冰冻的问题。
目前使用较多的除冰盐有：醋酸钾、氯化钠、氯化钙、氯化镁等工业盐。
但不少国家注意到每年使用大量的工业盐和尿素除冰雪，由此带来的负面效应非常严重：工业盐侵蚀路面桥面，渗透混凝土锈蚀桥梁等结构物中的钢筋，造成安全隐患，腐蚀车辆底盘影响其寿命；工业盐还会导致水体土壤盐碱化，城市绿化植物枯死；大量撒布除冰盐可能会改变数公里河水化学构成，导致水质劣化，地下水受污染严重；甚至城市喷洒除冰盐融化冰雪还会破坏臭氧层。
浅析两例受冻破坏的混凝土工程
任何问题 （ ） 图２ 。
这是一起典 型的除冰盐破坏现 象， 破坏机理有多篇文献 其 进行过阐述” ， 过去通常认 为其破坏除了一般的抗冻破坏外，
还受盐结晶和化学腐蚀； 近期杨全兵 的研究认 为除冰盐会显著 提高混凝土 的吸湿性 能． 从而加快混凝 土的饱 水程度和超过临
界饱 水度的时间， 进而加速混凝 土受冻损坏 。因此 当气温低于
含 除冰盐溶液的冰点， 就会造 成比较 严重的盐冻破坏 。 不同种 类的除冰盐都会引起混凝土剥蚀破坏 ， 且冰点降低越多和吸湿 性 越强的除冰盐 ． 混凝 土的破坏 越严重 ， 对 与盐引起的盐冻破
坏相比． 盐对混凝土造成的化学腐蚀破坏很小。 这个案例告诉 我们， 未来除 冰盐的使 用会更 广泛 ， 今后在 设 计混 凝土路面和其他道路 混凝 土构 件时． 一定要 考虑盐冻破
了不同程度的冻害． 笔者参与 了其 中一些＿ 程的处理 丁作， １ ： ： 现择
比较典型的两例＿ 程介绍给读者， Ｔ 供参考。
１混凝 土 路 面盐 冻破 坏
某物流配送公司的混凝土路面， Ｔ于２ ０ 年８ 路面结 施 ０ ９ 月，
构为３ ７ ： 灰土基层 ， ０ ｒｍ ２ ０ 厚商品混凝土路面 ， ａ 浇筑路 面混凝 土
２ ０ 年冬 季， 国华北地 区普遍遭 到严寒袭 击． 多地 区 பைடு நூலகம்９ 我 很 部 出现多年未遇 的持续低 温天气， 一些混凝土 丁程 也因此 Ｉ现 叶 Ｉ
施 工记 录显示 ， 面浇筑时用振动棒 振捣密实， 路 并用 铁辊筒反 复滚压至表面泛浆 ， 用电动抹光机 抹平压实， 混凝土初凝前用电
前对基层进行 了充分 的清 理和洒水湿润 ， 分格浇筑 混凝 土， 混
ｌ 撤 盐的路 而 冬Ｉ Ｉ
低危害除冰盐对水泥混凝土盐冻破坏的影响及其机理
建筑材料学报 JOURNAL OF BUILDING MATERIALS
Vol. 23,No. 2 Apr. ,2020
文章编号：1007-9629（2020）02-0317-06
低危害除冰盐对水泥混凝土盐冻破坏的影响及其机理
吴鹏程1,杨全兵1,徐俊辉2,韩俊甜彳
（1.同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海201804； 2.中盐金坛盐化有限责任公司，江苏常州213200）
摘要：研究了低危害除冰盐对水泥混凝土表面剥蚀破坏、盐溶液结冰压、混凝土饱水度和混凝土-
冰黏结抗折强度的影响.结果表明：掺入添加剂的低危窖除冰盐能够明显降低混凝土的盐冻剥蚀
破坏；与质量分数为4. 00%的NaCl溶液相比，添加剂对盐溶液的结冰压无明显影响，但可以明显
降低混凝土-冰的黏结抗折强度和较为明显地降低混凝土的饱水度；基于这些实测数据可以较好地
318ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
建筑材料学报
第23卷
破坏的所有现象,一般是根据具体情况，依据各种理 论来进行综合分析.饱水度被认为是混凝土冻融破 坏的一个重要参数冲心］.研究发现，因冷冻过程中 混凝土孔隙内的过冷溶液和空气收缩将形成负压， 产生低温泵吸水效应，从而使外部水分加速进入混 凝土，这是冻融循环过程中混凝土饱水度上升的主
在冰雪天气时，高速公路、桥梁和机场等场所都 会大量使用除冰盐来清除混凝土路面上的冰雪.然 而，在盐和冻融的共同作用下，混凝土路面的耐久性 会下降，尤其是引起严重的表面剥蚀,使得路面的服 役寿命大大降低,造成巨大的经济损失.国内外众多 学者对混凝土盐冻破坏的机理开展了大量的现场调 研和实验室研究.混凝土盐冻破坏有以下特点:
收稿 a 期，2018-11-22;修订 0 期，2019-02-02 第一作者:吴鹏程（1994—［，男，安徽望江人，同济大学硕士生.E-mail: wupengcheng2019@ 163. com 通讯作者:杨全兵（1964—），男，福建邵武人，同济大学研究员，博士生导师，博士. E-mail:qbyang@tongji. edu. cn
化冰盐对混凝土桥梁的危害及应对措施
化冰盐对混凝土桥梁的危害及应对措施作者：李振平来源：《科技风》2018年第10期摘要：描述了化冰盐对桥梁混凝土结构危害的种类和形式，剖析了氯离子侵蚀和冻融循环的破坏机理，明确了影响两种破坏形式的因素，给出解决化冰盐危害的应对措施，对桥梁的设计、施工、检测及维修加固均有一定的参考价值。
关键词：化冰盐；桥梁；混凝土冬季，我国北方地区道路上的大量积雪若不及时清除，将严重影响道路畅通及行车安全，对此问题我们普遍采用的方法是撒布除冰盐。
采用除冰盐除雪，成果是短暂的。
在公路工程中桥梁结构仍是以钢筋混凝土结构为主，仅从辽宁省内高速公路桥梁来看，凡除冰盐侵蚀到的部位，结构缺损已相当严重。
能诱发钢筋锈蚀的除冰盐是现阶段桥梁耐久性的元凶，在其长期侵蚀下，桥梁结构往往远达不到设计寿命混凝土就出现严重的剥落、钢筋锈蚀，甚至承载能力不足等不良后果，需要投入大量资金进行检测、维修和改造，造成巨大的经济损失和不良的社会影响。
所以，分析和研究化冰盐对桥梁的危害，并提出应对措施，对公路工程有重要意义。
1 化冰盐对桥梁的危害根据国内外的研究成果，化冰盐对桥梁结构的危害主要有两个方面：氯离子侵蚀和冻融破坏。
由于北方冬季有较大的昼夜温差，这两种破坏形式往往以盐溶液条件下的冻融耦合破坏而存在。
（1）氯离子侵蚀的危害。
氯离子侵蚀直接造成钢筋锈蚀，导致钢筋强度下降，极限延伸率会大幅度降低。
钢筋锈蚀的产物是一层结构疏松的氧化物，在钢筋与混凝土之间形成一层隔离层，降低了钢筋与混凝土之间的粘结作用。
而且锈层膨胀产生巨大的径向力，该力达到一定程度就会使混凝土开裂。
带肋钢筋锈蚀后，其肋基本退化、脱落，严重时钢筋与混凝土之间的机械咬合力基本消失。
（2）冻融破坏的危害。
冻融破坏会导致混凝土抗压强度、抗拉强度、弹性模量、变形特征等基本力学性能和变形性能降低，从而影响混凝土结构的使用性能和承载能力，甚至影响到桥梁工程的安全运行。
2 化冰盐破坏机理分析2.1 氯离子侵蚀机理从外界进入混凝土中的氯离子，只有极少数可被固化成难容的化合物，其余大多数都以自由氯离子存在，当起浓度达到0.2%时就很可能引起钢筋锈蚀。
除冰盐对混凝土的早期破坏机理及防治
王子明等：混凝土防冻剂配制新思路
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混凝土防冻剂配制新思路
王子明1 ， 潘科峰2
（1. 北京工业大学材料学院， 北京 100022； 2. 北京科峰建材厂， 北京 100022）
【 摘 要】 目前国内混凝土防冻剂（ 液体）生产技术很难满足无氯、低碱、环保和高性能的社会需求，迫切需
要新思路和新技术突破。改性三聚氰胺高效减水剂具有使混凝土负温下强度发展快，工作性能好，无氯、低碱，低
温下稳定性好等优点，是配制混凝土防冻剂的理想成份。改性三聚氰胺高效减水剂通过复合适量引气剂和防冻成
研究表明，在同 样 条 件 下，蒸 汽 养 护 预 制 混 凝 土 的 抗 盐 冻性能明显降低，且随着蒸汽养护温度的提高，以及预养静 置时间的缩短 而 加 剧。因 此，在 使 用 除 冰 盐 的 环 境 中，最 好 不要采用蒸汽养护预制混凝土构件。新疆某高速公路道沿 使用蒸汽养护预制混凝土时。由于冬季使用除冰盐，不到两 年已破损严重，而紧挨着的沥青混合料路面毫无受损。如果 因条件限制要使用预制块时，建议在生产中尽可能采用低蒸 汽养护温度和较长的静置时间，并同时掺适量引气剂［8］。 2. 6 施工质量
水灰比增大时混凝土的抗盐冻性下降，且随冻融循环次 数的增多更为明显。与一般混凝土的抗冻性类似，水灰比对 混凝土抗盐冻性的不利影响主要体现在其对平均气泡间距、 可冻水含量和混凝土强度的负面影响上，但水灰比对混凝土 抗盐冻性的影响比引气剂小。
根据我国条件，配 制 高 抗 盐 冻 性 混 凝 土，建 议 水 灰 比 控 制在 0. 45 内，最好小于 0. 40。水灰比减小能提高混凝土抗 剥蚀性能同时也有利于钢筋阻锈作用和抑制混凝土的碳化。 2. 3 掺合料
图 1 CaCI 对砂浆膨胀率的影响
除冰盐盐冻环境下CFRP加固混凝土性能试验研究
除冰盐盐冻环境下CFRP加固混凝土性能试验研究钢筋混凝土结构常用于桥梁建设,大部分桥梁在使用多年以后破损严重,需要进行加固处理。
在寒冷地区冬季使用除冰盐,含氯离子的盐水会顺着梁板连接缝流淌,并直接深入桥墩盖梁、梁板端部和桥台台帽及耳墙等部位,造成不同程度的破坏。
本文主要针对在除冰盐(氯盐)与冻融循环双重作用下的CFRP加固混凝土结构的性能进行研究,对实际工程提供一定的指导和借鉴。
本文通过CFRP片材拉伸性能试验、CFRP-混凝土双剪试验以及CFRP加固混凝土棱柱体的抗压试验,研究了除冰盐侵蚀与冻融循环双重作用下,碳纤维布加固混凝土的力学性能。
将试件的养护环境分为三组,分别为常温、水中冻融和氯盐溶液中冻融。
分别经过25、50、75、100次冻融循环后,分析CFRP片材在氯盐侵蚀以及冻融环境中的耐久性能,CFRP-混凝土双剪试件的粘结界面破坏界面特征、抗拉承载力、不同粘结位置应变变化规律,以及CFRP加固混凝土柱的强度变化规律。
得到以下结论:1.经过单一冻融循环与盐冻循环后的CFRP试件,其抗拉强度与伸长率均无明显变化,CFRP试件在氯盐盐冻环境中有较好的耐久性。
2.实验室实际制作的CFRP片材,其力学性能,并不能达到厂家的标定值。
这说明CFRP片材的抗拉性能与制作现场的环境以及制作工艺有一定关联。
在将其应用到实际工程中时,要进行进场检验,并根据检测数据进行施工。
3.在北方地区应尽量减少使用碳纤维布对梁板结构进行加固。
(1)CFRP加固混凝土粘结界面受到剪切力时,其主要破坏形态为粘贴碳纤维布一侧的混凝土层破坏。
盐冻侵蚀造成粘结界面的混凝土强度降低是CFRP-混凝土界面粘结性能下降的主要因素,胶层退化属于次要原因。
随着冻融循环以及氯盐侵蚀时间的增加,破坏界面有向胶层转移的趋势。
(2)通过对τ的相对值变化幅度θ的计算,经过50、75、100次水中冻融后的双剪试件,对比常温养护试件,剪切粘结性能分别下降了3.08%、15.38%、30.31%。
除冰盐对路面材料的影响
除冰盐对路面材料的影响除冰盐对路面材料的影响：介绍和最新发展摘要：使用除冰剂对水泥混凝土和沥青混凝土路面以及机场路面进行冬季维护会对路面造成影响，本文公布了对这些影响研究报告。
传统的和较新的除冰剂均被纳入本研究报告，例如氯化钠、氯化镁、氯化钙、醋酸钙、镁、醋酸钾、甲酸钾、醋酸钠和甲酸钠。
除冰剂对水泥混凝土的不利影响主要通过以下三个途径产生：1）在盐的作用下起皮引起的物理破坏，2）除冰剂与水泥间的化学反应（特别是在氯化镁和氯化钙的存在的情况下的阳离子化进程）3）除冰剂的存在使碱-骨料反应加重(如在氯化物、醋酸盐和酸影响碱-骨料反应活性时的阴离子进程和氯化钙、氯化镁影响碱碳酸盐反应活性时的阳离子进程)。
在近些年醋酸盐和酸性除冰剂被用于路面除冰以前，除冰剂对沥青混凝土路面的影响是相对轻微的。
所造成的损害机制，似乎是乳化反应、蒸馏、以及沥青混凝土中产生的附加应力的组合反应。
1.引言在气候寒冷的地区，冰雪控制工作对于保证公路经受寒冷和降雪天气是至关重要的。
随着除冰剂越来越多的使用，它对汽车、交通运输基础设施和环境的影响，已引起人们高度重视。
氯型除冰剂对（钢筋）混凝土结构的有害影响是众所周知的。
除冰剂也可能通过其与水泥石或骨料的反应对混凝土基础设施造成不利影响，从而减少混凝土的完整性和强度，这反过来又可以促进水分、氧气和其他有害物质侵略入钢筋表面并且腐蚀钢筋。
本文献回顾并提出了各种常用除冰剂对水泥、沥青路面所造成的综合影响，并分别、详细的介绍了引发破坏的各种机制。
以下各节阐明了氯化钠（NaCl）、氯化钙（CaCl2）和氯化镁（MgCl2）对路面材料的影响，并同它们的替代品做了比较，如醋酸盐（CMA）、醋酸钾（KAc）、钾甲酸（KFM）、醋酸钠（NaAc）、和甲酸钠（NaFm）。
2.除冰盐对硅酸盐水泥混凝土的作用以往对于除冰剂/混凝土相互作用的研究主要集中在除冰剂解决方案的研究。
交通运输集合基金研究调查了氯化钠，氯化钙，氯化镁的混合盐水对水泥混凝土（PCC）的不利影响，并得出当混凝土暴露在冻融循环条件和除冰剂环境下时会同时发生物理和化学反应的结论。
除冰盐环境下混凝土冻融损伤深度的试验研究
自 然 灾 害 学 报
２０２０年 ２月
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＴＵＲＡＬＤＩＳＡＳＴＥＲＳ
Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０２０
文章编号：１００４－４５７４（２０２０）０１－００４９－０８
ＤＯＩ牶１０．１３５７７／ｊ．ｊｎｄ．２０２０．０１０５
除冰盐环境下混凝土冻融损伤深度的试验研究
杨晓明，孙国君
（辽宁工程技术大学 土木工程学院，辽宁 阜新 １２３０００）
摘 要：文章对除冰盐环境下混凝土的冻融损伤进行了试验研究，通过对比混凝土外观变化规律、超 声设备检测结果以及混凝土触水面渗透情况来获得不同冻融循环次数下混凝土的损伤深度情况。 研究结果表明，当经历 ２０次冻融循环后，混凝土冻融损伤开始向混凝土内部扩展。当经历 ３０次冻 融循环后，混凝土冻融损伤深度向下快速发展。当经历 ７０次冻融循环后，混凝土冻融损伤向下发展 变慢。这是由于前期冻融循环造成混凝土试件顶部产生大量微裂缝足以排出由于结冰产生的开裂 应力，从而减弱冻融损伤向下发展的趋势。而在实际混凝土桥梁表面由于磨损存在，冻融损伤会不 断向内扩展，值得桥梁管理人员注意。另外，在 ９０次冻融循环后，最大渗透深度达到 ２５ｍｍ，即细观 裂缝已经接近普通钢筋混凝土结构中钢筋的位置，容易引发钢筋锈蚀问题。本试验研究结果可以为 北方寒冷地区混凝土桥梁的抗锈蚀设计提供依据。 关键词：混凝土；冻融循环；损伤深度；超声检测；渗透 中图分类号：ＴＵ４；ＴＵ３９９；Ｘ９ 文献标志码：Ａ
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自 然 灾 害 学 报键节点，长期暴露在自然环境中，不断承受自然条件和外部荷载的 劣化作用，对其耐久性提出了考验。在我国北方地区，由于冬季气温低于零度，加之除冰盐的大量使用，使冻 融破坏成为影响混凝土桥梁耐久性的主要因素之一［１－２］。除冰盐的使用一方面缩短了冻融循环周期，另一 方面会引发钢筋锈蚀，严重地影响桥梁的承载能力，甚至引发桥梁倒塌事故［３］。因此，除冰盐环境下混凝土 的冻融损伤对桥梁产生的破坏不容忽视。
除冰盐对水泥混凝土路面的危害及防治
除冰盐对水泥混凝土路面的危害及防治罗辉;杨仕教;杨建明【摘要】本文针对南方地区冰雪灾害天气使用除冰盐而造成的水泥混凝土路面的损坏现象,分析了除冰盐剥蚀破坏机理及路面受冻破坏的主要因素.并针对南方地区提出了控制除冰盐危害的具体措施,从而为高效抗冰救灾减少除冰盐的破坏提供相关经验.【期刊名称】《浙江交通职业技术学院学报》【年(卷),期】2008(009)003【总页数】5页(P9-12,17)【关键词】除冰盐;剥蚀破坏;水泥混凝土路面;氯离子【作者】罗辉;杨仕教;杨建明【作者单位】南华大学,核资源与安全工程学院,湖南,衡阳,421001;南华大学,核资源与安全工程学院,湖南,衡阳,421001;南华大学,核资源与安全工程学院,湖南,衡阳,421001【正文语种】中文【中图分类】U416.2161 除冰盐的除冰机理分析2008年初，我国南方地区出现了五十年一遇的冰冻灾害天气，冰冻发展速度快，持续时间长，造成了高速公路和城市道路的严重堵塞，很多地方的交通基本处于瘫痪状态。
为此，大多数道路工程采用撒盐快速除冰法解决交通堵塞和预防路面继续冰冻的问题。
具不完全统计，在2008年初的冰冻灾害期间京珠高速公路撒盐量多达2～3 t/km。
除冰盐对路面的除冰机理是：当盐在水中溶解后，形成盐水，盐水比水的冰点低，会使其周围的冰雪融化，融化的雪水又使盐水增多，这些盐水又使周围更多的冰雪融化，这一过程不断进行直到冰雪完全融化或盐水被稀释到不能继续融化冰雪为止。
使用较多的除冰盐有:氯化钠、氯化钙、氯化镁等工业盐，表1列出了常见的除冰盐冰点降低实验数值[1]。
在现有的除冰盐中，氯化钠是最便宜的，氯化钠融化冰雪的能力与温度有关，在零下1℃时，1kg氯化钠能融化46.3 kg冰或雪，但在零下18℃时，1kg氯化钠仅能融化3.7 kg冰或雪。
如温度从零下1℃降到零下9℃，氯化钠的融化能力会降低86%，这时仅用氯化钠一种除冰剂就不够了。
除冰液对机场道面混凝土的破坏机理研究
除冰液对机场道面混凝土的破坏机理研究刘文博;袁捷;杨全兵【摘要】Aiming at the salt freezing damage phenomenon of the airport cement concrete road surface in China, this paper carried out the statistical analysis of the concrete scaling mass of different concentrations potassium acetate deicing fluid by the one side immersion freeze-thaw cycle test. Results showed that the salt freezing damage of concrete in low concentration of potassium acetate solution was the most serious. By exploring of potassium acetate solution freezing behavior and concrete solution absorption, it determined that the higher con-centration of potassium acetate, the larger solution of concrete inhaling and the faster the suction rate. It also proved that the lower freezing and expansion rate made the freezing time longer. The most severe salt freezing damage occurred in the low concentration solution due to the concrete solution suction ,suction rate and solution freezing expansion rate.%针对我国机场水泥混凝土道面盐冻破坏现象,采用混凝土单面浸入冻融循环试验,对混凝土在不同浓度醋酸钾除冰液下的剥落量进行统计,得出在中低浓度醋酸钾溶液中混凝土发生的盐冻破坏最严重.通过对醋酸钾溶液结冰特性和混凝土吸入溶液量测定得出,醋酸钾溶液浓度越高,混凝土吸入的溶液量越大,吸入速率越快,但同时也降低了溶液的结冰体积膨胀率,增加了冰冻所需要的时间.混凝土溶液吸入量、吸入速率和溶液结冰体积膨胀率这几个因素共同导致中低浓度的溶液发生最严重的盐冻破坏.【期刊名称】《华东交通大学学报》【年(卷),期】2016(033)005【总页数】6页(P1-6)【关键词】机场道面混凝土;盐冻破坏;醋酸钾除冰液;剥落量;机理分析【作者】刘文博;袁捷;杨全兵【作者单位】上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司,上海 200092;同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海 201804;同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海 201804【正文语种】中文【中图分类】U416.216;V351.11我国北方冬季常有雨雪天气，各大城市的最低月平均气温都低于0℃，在这种环境条件下机场道面会出现积雪结冰现象。
浅析新疆冬季水泥混凝土道路的盐侵蚀机理.
浅析新疆冬季水泥混凝土道路的盐侵蚀机理3 结束语另外，道路除冰盐在冰雪融化这个物理变化过程中，会间接地从水泥混凝土表面吸收大量热量，使得冰雪覆盖层下的水泥混凝土温度骤降，引起低温冲击作用，产生温度应力，加剧水泥混凝土的冻融破坏。
3.1 新疆冬季道路水泥混凝土构造物盐侵蚀现象较严重。
若水泥混凝土拌和物中，氯离子含量只要有水泥重量的0.035％，就足以使水泥混凝土中的钢筋局部钝化。
产生水泥混凝土中钢筋腐蚀的氯离子浓度临界值与pH值临界值间存在一定的关系。
3.3 盐溶液浓度差的出现，会造成水泥混凝土内部不同层面在受冰冻影响时，结冰膨胀程度的差异，从而在某层面出现应力集中的情况，造成水泥混凝土破坏。
我们认为，提高水泥混凝土抗盐腐蚀的关键是隔断盐侵蚀的途径，即有效减少水泥混凝土的外部开口空隙。
为此，应从提高水泥混凝土的密实性以及表面涂覆涂层材料方面采取措施。
调查发现，新疆地区冬季公路水泥混凝土构造物盐腐蚀现象十分普遍，轻者使各种构造物的功能受到影响，重者严重威胁到公路交通的安全。
综上所述，可以得出如下结论：2.3 自由Cl-(氯离子)的影响并非水泥混凝土中的所有氯离子都会引起钢筋的腐蚀破坏，只有自由Cl-(氯离子)才能对钢筋起到破坏作用。
在碱性或中性溶液中，钢筋一般比较容易钝化，而氯盐离子的存在则能缓解或者防止钝化的出现。
钢筋水泥混凝土硬化后，外界氯离子通过渗透作用从水泥混凝土毛细孔中进人。
透过水泥混凝土保护层渗透进入的氯离子尽管一般不改变钢筋周围的碱性环境，但它被吸附在钢筋阳极区的钝化膜上，与钝化膜氧化铁中的铁离子结合，生成为易溶的二价铁与氯化物的复合物(绿锈)。
绿锈可向钝化膜外渗出，遇到含氧较多的介质时，又分解为铁的氢氧化物(褐锈)，再放出氯离子，而重新放出的氯离子又从钢筋阳极区带出更多的二价铁离子。
所以氯盐对钢筋去钝化起到促进催化作用，但并不改变锈蚀产物的组成。
失去钝化膜的保护作用，钢筋极易发生腐蚀。
除冰盐对混凝土路面破坏机理及预防措施的研究的开题报告
除冰盐对混凝土路面破坏机理及预防措施的研究的开题报告一、选题的背景和意义冬季路面结冰是城市道路交通管理中的一个普遍且严峻的问题。
因此，除冰工作非常重要。
在许多情况下，除冰盐被广泛用于除冰作业。
然而，除冰盐的使用可能对路面混凝土和水泥路面造成不可逆的损害，这种损害不仅影响路面的寿命和整体表现，而且会对行车安全产生影响。
因此，对除冰盐对混凝土路面破坏机理及其预防措施进行研究具有重要的实际意义，也是当前道路交通管理工作中的一个热点领域。
二、研究的主要内容和方法1. 研究除冰盐对混凝土路面破坏的机理和影响因素2. 探讨混凝土路面相对于不同类型除冰盐（如碳酸钠和氯化钠）的破坏特点3. 研究不同预防措施对于降低混凝土路面对除冰盐的破坏效应4. 通过实验和数值模拟分析等方法，确定最佳的预防措施三、研究的预期目标和成果1. 研究除冰盐对混凝土路面的破坏机理和影响因素，探究不同类型除冰盐对混凝土路面的破坏特点2. 探索不同预防措施对于降低混凝土路面对除冰盐的破坏效应，提出切实可行的预防措施3. 开发一系列混凝土路面除冰盐的替代方案，为道路交通管理提供参考4. 得出结论并根据研究结果提出有针对性的建议，为道路交通管理和冬季除冰作业提供指导和参考四、可行性分析混凝土路面除冰盐的研究已经成为交通建设领域中的热点问题，并且在国内外各大学和研究机构也取得了很多有关的研究成果。
通过对前人的研究成果进行深入地分析和整合，本研究具有一定的可行性。
同时，本研究将采用实验和数值模拟等方法进行深入研究，预计可以得出较为客观和准确的结论。
五、研究的意义和价值1. 提高混凝土路面结构的安全性和寿命，减少维护成本2. 促进路面材料及其工程建设科学化和规范化3. 为混凝土路面除冰盐的替代方案研究提供参考4. 为路面结构分析和设计提供依据，提升交通建设质量和水平。
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关于混凝土受冻破坏机理各国学者进行了很多 研究，并提出众多学说如静水压理论、渗透压理论以 及 Setzer 的微冰晶模型理论。
在国内，同 济 大 学 的 杨 全 兵［4］ 从 混 凝 土 饱 水
收稿日期： 2012-06-05 基金项目： 上海市自然科学基金（ 09ZR1422200） 作者简介： 周志云（ 1966-） ，女，安徽人，工学博士，副教授，硕士生导师，主要从事混凝土结构的基本理论、耐久性方面的
在混凝土盐剥离破坏过程中，除冰盐浓度对混 凝土盐冻剥蚀破坏［1 － 3］的影响一直是国内外学者关
注的焦点： 在除冰盐使用过程中，发现并不是除冰盐 浓度越高，对混凝土造成的破坏就越严重，只有中低 浓度时，才会使混凝土产生最严重的破坏。本文在 胶剥落机 理 论 的 基 础 上，对 浓 度 为 0% 、1% 、3% 、 5% 和 7% 的传统除冰盐 NaCl 溶液冻结形成的盐水 冰进行单轴无侧限加载破坏试验，以及 40 × 40 × 160 的混凝土试块不同浓度及次数盐冻循环后的力 学性能的测试，实验对比改善后的胶剥落理论来解 释除冰盐浓度对混凝土盐冻剥蚀破坏的影响。
凝土产生的盐冻剥蚀破坏最为严重的现象给出了合理解释。
关键词： 道路工程； 混凝土盐冻剥蚀； 盐水冰； 除冰盐浓度
中图分类号： TV698． 26
文献标识码： A
文章编号： 1672-643X（ 2012） 05-0102-04
Reserch on the effect of concentration of de-icing salt on concrete salt-sacling
摘 要： 为研究除冰盐浓度对混凝土盐冻破坏的影响，对浓度分别为 0% 、1% 、3% 、5% 和 7% 的 NaCl 除冰盐溶液冻
结形成的盐水冰进行单轴无侧限抗压破坏以及混凝土 0% 、3% 的 NaCl 溶液慢冻循环试验，得出盐水冰的浓度与弹性
模量的关系以及混凝土随冻融次数增加力学性能的变化，通过改善后的胶剥落理论，对除冰盐溶液在中等浓度时混
Abstract： To study the effects of concentration of de-icing salt on salt sacling，two groups of tests were conducted to research the relationship between the concentration of brine ice and the elastic modulus as well as the changes of concrete mechanical properties with the increase of freeze-thaw times． The first group of test was conducted on brine ice which were frozen from NaCL de-icing solution at the concentration of 0% ，1% ， 3% ，5% and 7% ，respectively under uni － axial unconfined compressive load； while the other groups were conducted on concrete speciment with NaCL de-icing solution at the concentration of 0% and 3% freezing and thawing cycle test． Based on the test results，a reasonable explanation is discovered for the phenomenon that when the concentration of de-icing salt is moderate，the most serious salt scaling will occur． Key words： road engineering； concrete icer-frost scaling； brine ice； concentration of de-icing salt
第23 卷 第5 期 2 0 1 2 年 10 月
水资源与水工程学报 Journal of Water Resources ＆ Water Engineering
Vol． 23 No． 5 Oct ． ，2 0 1 2
除冰盐浓度对混凝土盐冻影响的研究
周志云，史晓婉，李 强，张晶磊
（ 上海理工大学 环境与建筑学院，上海 200093）
ZHOU Zhiyun，SHI Xiaowan，LI Qiang，ZHANG Jinglei
（ School of Environment and Architecture，University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China）
研究工作。
第5 期
周志云，等：除等方面对混凝土盐冻
破坏进行了研究，认为 NaCl 的存在，其不利的作用
是显著提高了混凝土的饱水度及增长速率，有利的
1 研究背景
1991 年 Mehta 教授在第二届国际混凝土耐久 性会议上主旨 为“混 凝 土 耐 久 性———五 十 年 进 展 ” 的报告中指出： 在现今世界范围，混凝土破坏原因， 按重要程度依次是： 钢筋锈蚀、冻害、物理化学作用。 除了钢筋被氯盐腐蚀以外，冻融破坏是对混凝土结 构耐久性的影响最重要的因素，尤其在北方方寒冷 地区，雪后冬季为了保持交通畅通，普遍采取在立交 桥、道路和机场跑道撒除冰盐的方式清除路面积雪。 除冰盐的应用方便了交通，但同时在冻融循环和除 冰盐的共同作用下，导致了混凝土的内部微观开裂 和外部表面剥落的双重破坏，耐久性明显降低。