气孔结构与抗冻性的关系
混凝土抗冻临界强度
混凝土抗冻临界强度混凝土抗冻临界强度是指混凝土在低温环境下能够承受的最大抗冻压力,也是评价混凝土耐寒性能的重要指标之一。
在寒冷地区,由于气温低、冰冻融化循环等因素的影响,混凝土易受到冻融损伤,从而导致结构的破坏。
因此,了解和掌握混凝土的抗冻临界强度对工程建设具有重要意义。
混凝土的抗冻临界强度受到多种因素的影响,主要包括水胶比、气孔结构、骨料性质、外部温度等。
首先,水胶比是指混凝土中水与水泥、粉煤灰等胶凝材料的比例。
水胶比越低,混凝土的抗冻性能越好,因为水胶比低可以降低混凝土内部的孔隙率,减少水分的渗透和冻融循环引起的损伤。
其次,气孔结构是指混凝土中的气体孔隙。
合理的气孔结构可以增加混凝土的透气性和抗冻性能,因为气孔可以吸收冻融过程中产生的体积变化,减少混凝土内部的应力集中。
而骨料的性质也会影响混凝土的抗冻临界强度,骨料的粒径、形状以及表面性质都会对混凝土的抗冻性能产生一定影响。
外部温度也是决定混凝土抗冻临界强度的重要因素之一。
当混凝土暴露在低温环境中时,水分会在冻结过程中形成冰晶,从而引起混凝土体积的膨胀。
当冰晶扩大时,会对混凝土内部施加巨大的压力,导致混凝土的破坏。
因此,在设计混凝土结构时,需要根据所在地区的气候条件和温度变化规律,合理选取混凝土的抗冻强度等级,以确保结构的安全性和耐久性。
为了提高混凝土的抗冻临界强度,可以采取一些措施。
首先,可以通过控制水胶比来降低混凝土的孔隙率,从而减少水分的渗透和冻融循环引起的损伤。
其次,可以通过添加适量的气泡剂等掺合材料来改善混凝土的气孔结构,增加混凝土的抗冻性能。
此外,合理选择骨料的类型和粒径,也可以改善混凝土的抗冻性能。
最后,合理控制施工过程中的温度和湿度,以及采取适当的保护措施,也是提高混凝土抗冻临界强度的有效方法。
混凝土的抗冻临界强度是评价混凝土耐寒性能的重要指标,对于寒冷地区的工程建设具有重要意义。
混凝土的抗冻临界强度受到多种因素的影响,包括水胶比、气孔结构、骨料性质和外部温度等。
混凝土抗冻性能:关键因素分析
混凝土抗冻性能:关键因素分析混凝土抗冻性能是指混凝土在低温环境下的稳定性和耐久性。
在寒冷的气候条件下,混凝土经常会面临冻融循环的影响,这会导致混凝土的抗压强度和耐久性下降。
为了确保混凝土在低温环境下的性能表现,理解和掌握关键因素是至关重要的。
在混凝土抗冻性能的分析中,有几个关键因素需要考虑,包括混凝土材料的配合比、掺合材料的使用、气孔结构、抗渗性能和覆冰厚度等。
下面将对这些因素进行探讨。
1. 混凝土材料的配合比:混凝土材料的配合比是指混凝土中水、水泥、骨料等成分的比例关系。
适当的配合比可以提高混凝土的抗冻性能。
通常情况下,水泥的用量适中,水的用量不宜过多,以避免混凝土的凝结时间过长和强度不足。
控制骨料的粒径分布也是提高混凝土抗冻性能的重要因素。
2. 掺合材料的使用:掺合材料指的是在混凝土中添加一些替代部分水泥的材料,例如矿渣粉、粉煤灰等。
掺合材料的使用可以改善混凝土的抗冻性能。
这是因为掺合材料具有较好的细度活性和胶凝性能,可以填充混凝土中的细孔隙,减少混凝土内部的浆凝体颗粒大小差异,提高混凝土的致密性。
3. 气孔结构:混凝土中的气孔结构是影响混凝土抗冻性能的重要因素之一。
孔隙结构的大小和分布对混凝土的抗冻性能有着重要的影响。
较大的气孔会导致水在冻融循环中膨胀,从而引起混凝土的开裂和破坏。
为了减少混凝土中的气孔数量和大小,需要采取措施来降低混凝土在浆凝和养护过程中的温度变化和内部应力。
4. 抗渗性能:混凝土的抗渗性能也与抗冻性能密切相关。
在冻融循环中,水可能通过混凝土中的微裂缝进入混凝土内部,并在冰的形成过程中引起体积膨胀。
提高混凝土的抗渗性能可以减少水的渗透,从而降低混凝土的开裂和破坏风险。
5. 覆冰厚度:覆冰厚度是指覆盖在混凝土表面的冰的厚度。
冰能够提供一定的保护层,有效降低混凝土受到低温的影响。
在设计和养护混凝土结构时,应根据当地气候条件和使用要求来确定合适的覆冰厚度。
总结回顾:混凝土抗冻性能的关键因素包括混凝土材料的配合比、掺合材料的使用、气孔结构、抗渗性能和覆冰厚度。
3个菠萝品种叶片气孔特征及其与抗寒性的关系
3个菠萝品种叶片气孔特征及其与抗寒性的关系李映晖;李润唐;吴钿;邹雪娟;叶昌辉【摘要】[Objective]The research aimed to study the relationship between stomata and cold rnrnresistance of pineapple. [ Method ] The cold damage grade of three rnrncultivars of pineapple( ' Comte de Paris', ' Australian cayenne' , ' rnrnTainong No. 17' ) in the experiment field of Guangdong ocean university, rnrnwhich suffered cold damage in 2009 -2010 was investigated, and their rnrnstomata was observed using scanning electron microscope after3 days of rnrn30,20,15,10 and 15 t treatment. [Result ] The cold damage grade of 'Comte rnrnde Paris' and 'Tainong No. 17' was in grade 1, and that of Australian rnrncayenne' was in grade 2. Stomatal density of Comte de Paris' was less than rnrnthat of ' Tainong No. 17', and stomatal density of Tainong No. 17' was rnrnless than that of Australian cayenne'. Stomatal area of Comte de Paris' rnrnwas larger than that of ' Tainong No. 17' ,and stomatal area of 'Tainong rnrnNo. 17' was larger than that of ' Australian cayenne' at 30 ℃. Stomatal rnrnarea of 3 eultivars declined in turn at 30,20 and 15 X., Stomatal area of rnrn'Tainong No. 17 ' and ' Australian cayenne' became larger at 10 and 5 ℃ rnrncompared with 15 ℃. Stomatal area of 'Comte de Paris' declined in turn rnrnat 10 and 5 ℃. [Conclusion] Pineapple cultivars with less stomatal rnrndensity and larger atotnat&l area possessed the traits with cold rnrnresistance.%[目的]为了研究菠萝叶片气孔与抗寒性的关系.[方法]对定植在广东海洋大学实验基地内遭受2009 ~2010年低温胁迫的台农17号、巴厘、澳大利亚卡因3个菠萝品种进行了寒害调查.利用人工气候室,以30℃处理为对照,3个菠萝品种在20、15、10、5℃低温胁迫处理3d后,用电镜观察各处理叶片气孔特征.[结果]巴厘和台农17号寒害等级为1级,澳大利亚卡因寒害等级为2级;气孔密度大小顺序为巴厘<台农17号<澳大利亚卡.在30℃条件下气孔面积大小顺序为巴厘>台农17号>澳大利亚卡因,3个品种从30℃到20、15℃气孔面积依次下降;与15℃相比,台农17号和澳大利亚卡因在10、5℃时气孔面积增加;巴厘在10、5℃气孔面积仍然依次减少.[结论]气孔密度小和单个气孔面积大的菠萝品种抗寒性强,反之则弱.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(041)001【总页数】3页(P1-3)【关键词】菠萝;气孔;抗寒性【作者】李映晖;李润唐;吴钿;邹雪娟;叶昌辉【作者单位】广东海洋大学农学院,广东湛江524088;广东海洋大学农学院,广东湛江524088;广东海洋大学农学院,广东湛江524088;广东海洋大学农学院,广东湛江524088;广东海洋大学农学院,广东湛江524088【正文语种】中文【中图分类】S668.3在菠萝寒害机理研究方面,主要集中在细胞膜脂的成分、丙二醛(MDA)、叶绿素含量、光合速率及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)等抗逆性酶系统等方面[2-4]。
混凝土中气泡形态对冻融性能的影响研究
混凝土中气泡形态对冻融性能的影响研究一、研究背景随着现代建筑工程的发展,混凝土已成为重要的建筑材料。
然而,混凝土在冬季容易受到冻融作用的影响,导致其力学性能下降,甚至出现裂缝等质量问题。
因此,研究混凝土中气泡形态对冻融性能的影响,对于提高混凝土的耐久性和抗冻性具有重要意义。
二、气泡形态对混凝土冻融性能的影响1. 气泡形态对混凝土抗冻性的影响气泡形态是指混凝土中的气孔形态,包括大小、分布和形状等。
研究表明,适当的气泡形态可以提高混凝土的抗冻性能。
具体来说,合适的气泡形态可以增加混凝土的弹性模量和抗拉强度,从而提高混凝土的抗冻性。
2. 气泡形态对混凝土渗透性的影响气泡形态还可以影响混凝土的渗透性。
研究表明,气泡形态与混凝土的渗透性呈负相关关系。
具体来说,气泡形态越合理,混凝土的渗透性越小,从而减少了混凝土中的冻融损害。
三、气泡形态的调控方法1. 掺加外加剂为了调控混凝土中的气泡形态,可以采用掺加外加剂的方法。
例如,掺加气泡剂可以形成均匀的小气泡,从而提高混凝土的抗冻性。
2. 调整混凝土的配合比混凝土的配合比也是影响气泡形态的重要因素。
研究表明,适当调整混凝土的配合比可以形成合适的气泡形态,从而提高混凝土的抗冻性和耐久性。
3. 优化施工工艺施工工艺也是影响混凝土气泡形态的重要因素。
例如,采用合适的振捣方法可以形成均匀的气泡,从而提高混凝土的抗冻性。
四、结论综上所述,混凝土中气泡形态对于提高混凝土的抗冻性和耐久性具有重要意义。
通过掺加外加剂、调整混凝土的配合比和优化施工工艺等方法可以有效地调控混凝土中的气泡形态,提高混凝土的抗冻性和耐久性。
未来的研究还应加强混凝土中气泡形态和混凝土性能之间的关系,以更好地指导混凝土的设计和施工。
混凝土的防冻原理与技术
混凝土的防冻原理与技术一、引言混凝土是目前最常用的建筑材料之一,但在寒冷地区,混凝土的抗冻性能往往成为影响其使用寿命的主要因素。
为了解决混凝土在冬季遇到的防冻问题,科学家们开发了各种防冻技术。
本文将探讨混凝土的防冻原理与技术。
二、混凝土的抗冻性能混凝土的抗冻性能是指混凝土在冰冻和解冻过程中的物理、化学性质的稳定性能。
混凝土的抗冻性能主要受以下因素的影响:2.1 水泥的种类和含量水泥是混凝土的重要组成部分,决定了混凝土的强度和抗冻性能。
一般来说,硅酸盐水泥比普通硬化水泥的抗冻性能更好。
此外,增加水泥的含量可以提高混凝土的抗冻性能。
2.2 混凝土中气孔的数量和分布混凝土中的气孔会影响混凝土的强度和抗冻性能。
较大的气孔会使混凝土易于结冰,从而降低抗冻性能。
因此,混凝土中的气孔应该尽可能小且分布均匀。
2.3 混凝土中的纤维添加纤维可以有效地提高混凝土的抗冻性能。
纤维可以增加混凝土的韧性,减少混凝土的裂缝,从而提高混凝土的抗冻性能。
三、混凝土的防冻原理3.1 结冰力学原理混凝土在冰冻过程中,水分会渗入混凝土内部并结冰。
当水分结冰时,会释放出大量的热量,从而导致温度降低。
随着温度的降低,混凝土中的水分会进一步结冰,形成冰晶。
冰晶的体积比水大,会对混凝土产生压力,从而导致混凝土的破坏。
3.2 盐的防冻原理在寒冷的冬季,很多地区会使用盐来防止道路结冰。
盐可以降低水的冰点,从而防止水分在道路上结冰。
类似地,混凝土中添加盐可以降低混凝土中水的冰点,从而提高混凝土的抗冻性能。
3.3 化学防冻原理化学防冻剂可以通过改变混凝土中水的物理和化学性质来提高混凝土的抗冻性能。
化学防冻剂可以在混凝土中形成复杂的物理和化学反应,从而减少混凝土中水分的结冰点。
此外,化学防冻剂还可以改善混凝土的流动性和减少混凝土的收缩和裂缝。
四、混凝土的防冻技术4.1 空气加热法空气加热法是一种常用的混凝土防冻技术。
该技术通过将空气加热并将其喷洒到混凝土表面来升高混凝土的温度,防止混凝土结冰。
孔结构对混凝土抗冻性的影响
孔结构对混凝土抗冻性的影响
张士萍;邓敏;吴建华;唐明述
【期刊名称】《武汉理工大学学报》
【年(卷),期】2008(30)6
【摘要】为研究孔结构对混凝土抗冻性能的影响,分析了建成2年且局部发生冻融破坏的某工程混凝土内部的孔结构特征,并钻取了混凝土芯样。
对混凝土芯样进行了抗冻性试验、压汞试验、气泡间距系数分析、岩相分析以及SEM分析,指出了孔结构参数中平均孔径、最可几孔径、孔隙率、孔径分布、孔形状均跟抗冻性有关,解释了引气剂改善抗冻性的机理。
从实际工程取回的芯样试验结果与试验室加速实验方法得出的结论一致,都表明混凝土抗冻性与孔结构的关系密切。
【总页数】4页(P56-59)
【关键词】孔结构;压汞法;气泡间距系数;抗冻性
【作者】张士萍;邓敏;吴建华;唐明述
【作者单位】南京工业大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.1
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硬化混凝土含气量和气孔结构与抗冻性的关系
硬化混凝土含气量和气孔结构与抗冻性的关系一、试验方案配制含气量为1%---7%的硬化混凝土,所用配合比见表3-1。
采用快速冻融法进行冻融试验,测定参数为相对动弹性模量和质量损失率,同时采用VISION208硬化混凝土检测仪测量硬化混凝土的气孔结构参数,所测定参数主要有气泡总个数、硬化混凝土含气量、气泡比表面积、气泡平均半径、气泡间距系数和气泡孔径分布。
通过VISION208硬化混凝土含气量检测仪获得的图片示例测定各组的气孔体系特征参数。
二、试验结果与分析1、混凝土含气量与抗冻性关系试验所测得的结果见表4-1和图4-1.从表4-1和图4-1知,未掺引气剂的基准混凝土抗冻融能力不到F150,其余的都达到F300,属于高抗冻等级的混凝土,从这一点也说明了引气对于高抗冻混凝土的重要性。
随着冻融次数的增加相对动弹性模量逐步降低,质量损失率增长。
不同含气量的混凝土抗冻融的能力是不一样的,含气量小的混凝土相对动弹性模量损失的较大一些,抗冻融能力稍差一些。
2、混凝土气孔参数与抗冻耐久性系数的关系混凝土气孔体系特征参数与抗冻耐久性系数的关系如表4-2和图4-2.以上试验结果表明:1. 在W /C相同的条件下,耐久性系数随硬化含气量增大而增大,随气泡间距系数的增大而减小。
2. 硬化含气量从3.58%增大到6.74%时,耐久性系数DF值从92.2%增大到98.7%,可见在本试验条件下,含气量大于3.58%时,耐久性系数就可以达到90%以上,符合高抗冻混凝土的要求。
3. 气泡间距系数从0.279mm减小到0.197mm时,耐久性系数从92.2%增大到98.7%,可见Powers提出的抗冻混凝土的<0.25mm的气泡间距准则是很保守的,本试验条件下,气泡间距系数可放宽到0.28mm.4. 硬化后含气量从1.74%增大到5.4%时,>1000μm孔径的孔所占的比例从6.19%减小到1.39%,耐久性系数从45.3%增大到98.1%,而含气量从5.4%继续增加到6.74%时,大孔所占的比例从1.39%增大到3.17%.耐久性系数只增加了0.6%。
混凝土抗冻试验报告
混凝土抗冻试验报告一、试验目的混凝土在低温环境中会出现抗冻性能下降的问题,为了保证混凝土在寒冷地区的施工使用质量,需要对混凝土的抗冻性进行试验研究。
本次试验的目的是通过对混凝土的抗冻试验,评估混凝土的抗冻性能,为工程设计提供参考。
二、试验原理混凝土的抗冻性能主要受到混凝土中水分和气孔结构的影响。
当水分在冰冻过程中转化为冰晶时,会引发体积膨胀,造成混凝土的开裂破坏。
因此,通过测定混凝土的几何性能指标和力学性能指标,可以评估混凝土的抗冻性能。
三、试验方法1.混凝土样品的制备:按照设计配合比制备混凝土试件,在模具中进行振捣、压实,保证试件的致密度。
2.混凝土试件的养护:试件脱模后,进行恒温水养护,温度保持在20±2℃,湿度保持在95%以上,养护时间为28天。
3.抗冻试验的实施:选取代表样品,进行抗冻试验。
试验条件为低温环境,温度控制在-20℃±2℃,在一定周期下进行冻融循环,观察试件的破坏情况。
四、试验结果与分析通过对混凝土试件的抗冻试验,得到以下结果:1.观察样品的颜色变化情况,如有明显裂缝或脱落现象,说明混凝土的抗冻性能较差。
2.进行样品的测长和测宽,比较试验前后的长度和宽度变化,计算出混凝土的线性收缩率。
3.经过冻融循环后,观察试件的重量变化情况,计算出混凝土的质量损失率。
4.观察试件的表面形态,如有破碎或鼓包等现象,说明混凝土的抗冻性能受到破坏。
根据试验结果进行分析后,得到混凝土的抗冻性能评价,通过评价分级来反映混凝土的抗冻性能等级,从而提供给设计施工等部门参考。
五、结果总结与建议根据试验结果,对混凝土的抗冻性能进行评估,可以得出混凝土的抗冻性能等级和抗冻能力,从而为混凝土在低温环境中的施工使用提供指导建议。
总之,混凝土抗冻试验是评估混凝土抗冻性能的重要手段,本次试验通过对混凝土试件的抗冻试验,评估混凝土的抗冻性能,为工程设计提供了参考依据。
在今后的混凝土工程施工中,应根据试验结果合理选择混凝土配合比,控制混凝土的抗冻性能,确保工程质量。
混凝土中气孔结构对耐久性的影响研究
混凝土中气孔结构对耐久性的影响研究一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑、道路、桥梁等建设领域的材料。
然而,混凝土耐久性的问题一直是制约其使用寿命的重要因素。
混凝土中的气孔结构是影响混凝土耐久性的重要因素之一。
因此,研究混凝土中气孔结构对耐久性的影响具有重要的意义。
二、混凝土中气孔结构的影响因素混凝土中气孔结构的形成是由于混凝土中的水泥浆体在硬化过程中释放出的气体无法完全排出,形成的孔隙。
混凝土中的气孔结构对混凝土的耐久性有着重要的影响。
混凝土中气孔结构的影响因素主要有以下几个方面:1.材料的选择混凝土中水泥的种类、砂子的粒度、石子的大小以及混凝土中添加的掺合料等都会影响混凝土中气孔结构的形成。
2.搅拌、浇筑和养护的方式混凝土的搅拌、浇筑和养护方式对混凝土中气孔结构的形成有着重要的影响。
3.环境条件环境条件对混凝土中气孔结构的形成也有着重要的影响。
例如,温度、湿度等环境条件都会影响混凝土中气孔结构的形成。
三、混凝土中气孔结构对耐久性的影响混凝土中气孔结构对混凝土的耐久性有着重要的影响。
具体表现在以下几个方面:1.抗渗性混凝土中气孔结构的存在会影响混凝土的抗渗性能。
气孔结构会使得混凝土的孔隙率增加,从而使得混凝土的渗透性增强,导致混凝土的耐久性下降。
2.抗压性混凝土中气孔结构的存在会影响混凝土的抗压性能。
气孔结构会使得混凝土内部的应力分布不均匀,导致混凝土的强度降低。
3.耐久性混凝土中气孔结构的存在会影响混凝土的耐久性。
气孔结构会使得混凝土的孔隙率增加,从而导致混凝土容易受到化学腐蚀和物理侵蚀的影响,进而导致混凝土的耐久性下降。
四、混凝土中气孔结构的控制方法为了提高混凝土的耐久性,需要控制混凝土中气孔结构的形成。
具体的控制方法如下:1.材料的选择选择合适的水泥、砂子、石子等材料,以及添加适当的掺合料,可以有效控制混凝土中气孔结构的形成。
2.搅拌、浇筑和养护的方式采用合适的搅拌、浇筑和养护方式,可以有效控制混凝土中气孔结构的形成。
混凝土抗冻性能的原理与测试
混凝土抗冻性能的原理与测试一、前言混凝土是建筑领域常用的一种材料,但由于混凝土在低温环境下易受冻害,因此需要考虑混凝土的抗冻性能。
本文将从混凝土的抗冻性能原理、影响因素和测试方法三个方面进行详细介绍。
二、混凝土抗冻性能原理混凝土的抗冻性能是指其在低温环境下的抗冻裂性能。
混凝土的抗冻性能与其内部结构和组成有关,主要包括以下几个方面:1.混凝土内部孔隙结构混凝土中的孔隙结构直接影响其抗冻性能。
如果混凝土中的孔隙较大,且分布较为集中,当水在低温下凝结时,孔隙中的水会膨胀,导致混凝土内部产生应力,从而引起冻裂。
因此,混凝土中的孔隙应尽可能小且分布均匀,以减少水的渗透和凝结。
2.混凝土中的水分混凝土中的水分对其抗冻性能有很大影响。
水分过多会导致混凝土内部结构疏松,孔隙较大,容易受到低温环境下水的凝结而引起冻裂。
而过少的水分则会导致混凝土的强度降低,从而影响其抗冻性能。
3.混凝土中的气孔气孔是混凝土中的一种孔隙,其对混凝土的抗冻性能有很大影响。
在低温环境下,气孔中的空气容易被水替代,从而引起冻胀,导致混凝土产生冻裂。
4.混凝土中的水泥熟料混凝土中的水泥熟料是混凝土中的主要水化产物,其对混凝土的抗冻性能也有很大影响。
水泥熟料的含量和品种不同,其水化程度和结晶形态也会发生改变,从而对混凝土的抗冻性能产生影响。
三、混凝土抗冻性能影响因素混凝土的抗冻性能受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1.温度混凝土的抗冻性能与环境温度密切相关。
当环境温度降低时,混凝土内部的水分容易凝固,从而引起冻胀和冻裂。
2.水胶比水胶比是混凝土中水和水泥的质量比,其大小直接影响混凝土的抗冻性能。
水胶比过大会导致混凝土中的孔隙较大,水分易受冻胀影响而导致冻裂;而水胶比过小则会导致混凝土内部结构密实,抗冻性能提高。
3.气孔率气孔率是混凝土中气孔的体积占总体积的百分比。
气孔率越大,混凝土的抗冻性能越差。
4.混凝土配合比混凝土配合比是指混凝土中各组成部分的比例,包括水、水泥、骨料和掺合料等。
混凝土抗冻性能的影响原理
混凝土抗冻性能的影响原理一、前言混凝土作为一种常用的建筑材料,其抗冻性能一直是工程设计和施工过程中需要考虑的重要问题。
在北方地区,冬季气温低,冰冻土层的出现给工程建设带来了很大的困难,因此,混凝土的抗冻性能对于保证工程的质量、延长使用寿命具有极其重要的作用。
本篇文章将从混凝土抗冻性能的影响原理进行详细阐述。
二、混凝土的抗冻性能混凝土的抗冻性能是指混凝土在冻融循环过程中的耐久性能,表现为混凝土在冻融循环过程中不发生裂缝、不脱落、不开裂等现象,从而保证混凝土的强度和稳定性能。
混凝土的抗冻性能与混凝土中的水分、孔隙度、气孔结构、成分、温度等因素有关。
三、混凝土中水分的影响水分过多时,在冻融循环过程中,水分会通过冻胀作用使混凝土发生开裂、脱落等现象。
而当混凝土中的水分过少时,混凝土的抗冻性能也会受到影响,因为水分过少会导致混凝土的强度和韧性降低,易发生裂缝和脱落。
四、混凝土中孔隙度的影响混凝土中的孔隙度是指混凝土中的气孔和水孔占总体积的比例。
孔隙度越大,混凝土的抗冻性能越差。
因为在冻融循环过程中,水分会通过气孔和水孔进入混凝土中,导致混凝土的体积膨胀。
当孔隙度较大时,混凝土中的水分和空气会相互作用,使混凝土发生裂缝和脱落现象。
五、混凝土中气孔结构的影响混凝土中的气孔结构是指混凝土中的气孔形状、大小和分布。
气孔结构的变化会影响混凝土的抗冻性能。
混凝土中气孔形状不规则、大小不一、分布不均匀时,冻融循环过程中,气孔会变形、变形、断裂,导致混凝土的强度和稳定性能下降。
六、混凝土成分的影响用的水泥、砂、石等材料具有不同的化学性质和物理性质,对混凝土的抗冻性能有不同的影响。
例如,当水泥中的C3A含量过高时,容易与石膏反应,产生硬化膨胀,导致混凝土开裂、脱落。
七、混凝土温度的影响混凝土的温度是影响混凝土抗冻性能的重要因素之一。
当混凝土的温度低于0℃时,混凝土中的水分会冻结成冰,冰的体积膨胀会引起混凝土的开裂、脱落等现象。
混凝土的抗冻性能标准
混凝土的抗冻性能标准混凝土的抗冻性能是指混凝土在低温环境下的耐久性能,其主要受到混凝土中水分含量、气孔结构、抗压强度等因素的影响。
为了保证混凝土在寒冷地区的使用寿命和安全性,国家制定了一系列的抗冻性能标准。
一、抗冻性能的分类1. 抗冻性级别:按照混凝土的抗冻性能可分为F50、F60、F70、F80、F90、F100六个级别,其中F100为最高级别。
2. 抗冻性指标:主要包括减少混凝土体积、减少抗拉强度、减少抗压强度、减少弯曲强度等指标。
其中,减少混凝土体积指标是最为重要的指标。
3. 抗冻性试验:主要包括冻融试验和低温冲击试验两种,其中冻融试验是最常用的试验方法。
二、抗冻性能的测试方法1. 冻融试验:冻融试验是评定混凝土抗冻性能的最常用方法。
试验过程是将混凝土试件放入低温环境中进行冻结,然后加热到常温,反复进行多次,观察试件的破坏情况。
2. 低温冲击试验:低温冲击试验是评估混凝土抗低温冲击性能的一种方法。
试验过程是将混凝土试件放入低温环境中,然后用锤子进行冲击,观察试件的破坏情况。
三、抗冻性能的检测标准1. GB/T 50082-2009混凝土抗冻性能评定标准:该标准规定了混凝土抗冻性能的分类、指标、检测方法等内容。
2. JGJ/T 70-2009建筑混凝土抗冻性能检测标准:该标准规定了建筑混凝土抗冻性能的检测方法、试验设备、试验程序等内容。
3. JTG E50-2006公路工程混凝土抗冻性能评定方法标准:该标准规定了公路工程混凝土抗冻性能的评定方法、试验程序、试样制备等内容。
四、混凝土抗冻性能的控制方法1.控制混凝土的水胶比:水胶比是混凝土中水分含量与水泥用量的比值,水胶比越小,混凝土的抗冻性能就越好。
2.控制混凝土的气孔结构:混凝土中的气孔结构是影响混凝土抗冻性能的重要因素。
通过合理的掺合料配合、减少混凝土中的气孔数量等方法可以控制混凝土的气孔结构。
3.控制混凝土的抗压强度:混凝土的抗压强度与其抗冻性能密切相关。
高性能混凝土抗冻性与孔结构的关系
高性能混凝土抗冻性与孔结构的关系1、混凝土配制:本文配制了强度等级为C60的高强混凝土作为对比基准,在此基础上配制了高性能混凝土。
混凝土配合比见表1。
在上述混凝土配合比中,D-60表示基准高强混凝土,H-60表示高性能混凝土,D-60水泥用量与H-60总胶结料用量相等。
2、混凝土抗压强度本文测试了一直到龄期90d的混凝土抗压强度,结果见表2。
3 冻融试验结果分析鉴于H-60的性能优势在后期,本文的冻融试验在试件标准养护56d后开始。
试验中测试混凝土试件的抗压强度损失率、抗折强度损失率、动弹性模量损失率。
试验中当抗压强度损失率大于25%或动弹性模量损失率大于40%(也就是说相对动弹性模量小于60%)时,即认为混凝土已破坏。
试验结果见图1~图3。
从图1~图3可以看出,在冻融循环过程中,H-60混凝土的抗压强度损失率、抗折强度损失率、动弹性模量损失率均显著低于基准混凝土D260,且H260与D260各项损失率的差距在冻融后期更为明显,这说明H-60混凝土耐久性劣化速度小于D-60混凝土。
D-60在冻融250次后动弹性模量损失率(39、2%)已接近40%,说明耐久性即将失效,此时抗压强度损失率(23、5%)也已接近于25%,所以D-60在盐溶液中耐冻融次数约250次。
在250次循环之后,D-60混凝土试件表面已出现明显裂纹,冻融至300次时,试件表面裂纹已发展为较宽的裂缝,且沿裂缝开始出现剥落。
而H-60直到300次循环时,试件外观也无明显变化,其抗压强度损失率、动弹性模量损失率均远小于破坏临界指标要求,由此可以认为,H-60在盐溶液中耐冻融次数大于300次,依此,相比于基准混凝土D-60,可视其为具有高抗冻性的高性能混凝土。
4 混凝土孔结构变化与冻融耐久性的关系孔结构是混凝土细观结构的重要内容,它直接影响混凝土的许多性能,如强度、变形性能及耐久性[4]。
本文选用光学显微镜测孔法和压汞法对混凝土孔结构进行测试。
混凝土抗冻设计原理
混凝土抗冻设计原理混凝土抗冻设计原理混凝土是一种常用的建筑材料,但在寒冷地区使用时,往往会受到冻融循环的影响,从而导致混凝土的破坏,严重影响建筑物的使用寿命和安全性。
因此,混凝土抗冻设计成为了建筑工程中非常重要的一部分。
本文将从混凝土抗冻设计的原理、影响因素和设计方法三个方面进行详细介绍。
一、混凝土抗冻设计原理混凝土抗冻设计的原理是通过控制混凝土的组成和结构,使其具有一定的抗冻性能,从而避免冻融循环所带来的破坏。
具体来说,混凝土抗冻设计需要考虑以下几个方面的因素。
1. 混凝土材料的选择混凝土材料的选择是混凝土抗冻设计的第一步。
一般来说,混凝土的抗冻性能与其含水率、水泥用量、骨料种类和强度等因素有关。
因此,在混凝土抗冻设计中,需要选择适当的水泥种类和用量,合适的骨料种类和粒径,以及适当的掺合材料,以提高混凝土的抗冻性能。
2. 混凝土的配合比设计混凝土的配合比设计是混凝土抗冻设计的重要环节。
在混凝土抗冻设计中,需要根据混凝土的使用环境和要求,设计合适的混凝土配合比。
一般来说,混凝土配合比中水灰比、骨料用量和掺合材料的种类和用量等因素对混凝土的抗冻性能有着重要的影响。
3. 混凝土的气孔结构设计混凝土的气孔结构对其抗冻性能有着重要影响。
因此,在混凝土抗冻设计中,需要控制混凝土的气孔结构,减少混凝土中的大气孔和连通孔,增加混凝土中的细孔和闭孔,以提高混凝土的抗冻性能。
4. 混凝土的加工工艺混凝土的加工工艺也对其抗冻性能有一定的影响。
在混凝土抗冻设计中,需要采取适当的加工工艺,控制混凝土的施工温度、浇注速度和震动时间等因素,以保证混凝土的密实性和均匀性,提高其抗冻性能。
二、影响混凝土抗冻性能的因素混凝土抗冻性能受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面。
1. 水泥品种和用量水泥是混凝土的主要胶凝材料,其品种和用量对混凝土的抗冻性能有着重要的影响。
一般而言,硬质水泥的抗冻性能优于普通水泥,而过量使用水泥会导致混凝土的裂缝和收缩,从而影响其抗冻性能。
孔结构对水泥混凝土抗冻性的影响
过研究混凝土宏观性能与微观结构 的相互关系 , 才能从 本质上 认 识混凝土耐久性劣化规律 J而孔结 构则 是混凝 土微观结构 中最 ,
重 要 的 内容 。
构变化如 图 2所示 。 可 以看 出 , 冻融前 , 硬化水泥 石和大骨料的结合 比较 紧密 ( 见
图 2 ) 。冻融后 , 泥石 结 构 变得 疏松 , a) 水 水泥 石 和大 骨 料脱 离
( 图2 )。 b )
所 以研究混凝土抗冻性 与混凝 土孔结构 的关系 , 分析{ 昆凝土 抗冻性劣化与孔结构变化 的关 系, 对改善混 凝土在 恶劣环境下 的
耐 久 性 有 着 十分 重 要 的意 义 。
1 试 验方 法 1 1 试 件制备 .
用新疆天 山水泥股份有 限公 司生产 的 P I3 . . 2 5级水泥 , I 细度
体 由密实结构向松散 结构发展 , 最后导致粗 骨料 与砂 浆分 离。
关键 词 : 化 水 泥 浆 体 , 硬 混凝 土 , 融 , 结 构 冻 孔 中 图分 类 号 :U 2 T 58 文献标识码 : A
0 引言
冻融循环作用是影响混凝土耐久性 的一个 十分 重要 的因素 ,
冻融前后水泥净浆 的微 观结 构如 图 1 示 。由图 1可以看 所 出, 冻融前 的净浆结构 比较致 密 , a O 含量 很多 ( C ( n)见图 1 ) 。 a )
模数为 2 5的天然 砂 , 集料 选用新 疆本 地产 的石灰 岩 碎石 ; . 粗 配
制硬化 水泥浆体 和混凝 土试件 。其 中水 泥浆体 水灰 比为 13 试 :, 件尺寸 为 4 mx 0m 0F 4 m×10mq; l i 6 l 混凝 土配 合 比为水 泥: : q 砂 石
混凝土的气孔结构及其影响因素原理
混凝土的气孔结构及其影响因素原理一、混凝土气孔的概念混凝土是由水泥、砂子、石子、水等材料拌和而成的一种人造石材,其特点是具有很高的强度、耐久性和耐久性。
混凝土中存在着许多气孔,而气孔是指混凝土中的空隙,又称为毛细孔或孔隙。
气孔的存在会影响混凝土的性能,并且会对混凝土的使用寿命产生影响。
二、混凝土气孔的结构混凝土气孔的结构是指气孔在混凝土中的排布方式,它可以分为两种类型:一种是单个气孔,一种是连通气孔。
单个气孔是指混凝土中独立存在的孔隙,而连通气孔则是指混凝土中相互连通的孔隙。
混凝土中的气孔可以分为两类,即大气孔和小气孔。
大气孔是指直径大于1毫米的孔隙,小气孔是指直径小于1毫米的孔隙。
三、混凝土气孔的形成原因混凝土中的气孔主要是由于以下几个因素引起的:1.混凝土的拌合方式不当:混凝土的拌合过程中如果加水过多,或者拌合不均匀,就会导致混凝土中产生过多的气泡。
2.混凝土的浇注方式不当:混凝土在浇注过程中如果不加控制的话,就会出现空隙和气泡,从而产生气孔。
3.混凝土的固结过程中水分的蒸发:混凝土在固结过程中,水分会逐渐蒸发,这个过程中如果没有采取措施,就会因为水分的蒸发而产生气孔。
4.混凝土的成分和材料不当:混凝土中的材料和成分不当,会导致混凝土中的气孔数量增多。
四、混凝土气孔的影响因素混凝土中气孔的存在会对混凝土的性能产生很大的影响,主要影响因素如下:1.混凝土的强度:混凝土中气孔的存在会降低混凝土的强度和承载能力。
2.混凝土的耐久性:混凝土中气孔的存在会影响混凝土的耐久性和防水性能。
3.混凝土的抗渗性:混凝土中气孔的存在会导致混凝土抗渗性能变差。
4.混凝土的抗冻性:混凝土中气孔的存在会影响混凝土的抗冻性能。
5.混凝土的热稳定性:混凝土中气孔的存在会影响混凝土的热稳定性。
五、混凝土气孔的控制方法为了控制混凝土中气孔的存在,需要采取以下措施:1.控制混凝土的拌合比例,减少过多的水分;2.控制混凝土的浇注方式,避免出现空隙和气泡;3.采取适当的固结措施,控制水分的蒸发;4.选择合适的混凝土成分和材料,减少气孔的产生。
气孔结构与抗冻性的关系
气孔结构与抗冻性的关系摘要硬化混凝土含气量对于建筑在高寒高盐度等地区的强度与寿命具有重要意义。
混凝土中的孔与抗冻性有着密切的了解,这可以从冻融破坏机理的角度来说明。
有两种假说来说明冻融破坏的机制:静水压假说和渗透压假说。
静水压假说混凝土中除了有凝胶孔和孔径大小不等的毛细孔外,还有在搅拌和成型过程中引入的空气,以及掺加引气剂或引气型减水剂人为引入的空气泡。
前者约占混凝土体积的1%,后者则根据外加剂掺量而不等(2%-7%)。
由于毛细孔力的作用,细的毛细孔先吸水,孔径较大的空气泡由于空气的压力,常压条件下不易吸满水。
粗孔中的水先结冰,在降温过程中,在水冻结成冰膨胀的推动下,细孔中未冻结水向粗孔渗透,形成静水压力,这是冻融破坏的动力。
当由冻结产生的水压力超过混凝土强度能承受的程度,混凝土即破坏。
这是静水压假说。
采用VISION208混凝土含气量检测仪来测定硬化混凝土的气孔体系参数,所测定参数主要有气泡总个数、硬化后混凝土含气量、气泡比表面积、气泡平均半径、气泡间距系数和气泡孔径分布。
通过VISION208硬化混凝土含气量检测仪获得的图片示例G.Fagerlundr为了更形象地说明静水压力的影响因素,假定了一个模型,图1-2所示。
假设混凝土中某两个空气泡之间的距离为d,两空气泡之间的毛细孔吸水饱和并部分结冰。
在空气泡之间的某点A,距空气泡为x,由于结冰生成的水压力为P。
由D'Arcy定律知,水的流量与水压力梯度成正比,见式(1-1)冰水混合物的流量即厚度为x薄片混凝土中单位时间内由于结冰产生的体积增量,见式(1-2):将(1-2)式代入(1-1)式,积分得到A点的水压力P A,见式(1-3)该处的水压力计算式为在厚度d的范围内,最大水压力在x=d2式(1-4)从式(1- 4)可知:毛细孔水饱和时,结冰产生的最大静水压力与材料渗透系数成反比,又与结冰量的增加速率和空气泡的平均间距的平方成正比,而结冰量的增加速率又与毛细孔水的含量(与水灰比、混凝土的水化程度有关)和降温速度成正比。
混凝土中气孔结构与性能的关联性分析
混凝土中气孔结构与性能的关联性分析一、研究背景混凝土作为一种重要的建筑材料,在建筑、桥梁、水利、道路等各个领域都有着广泛的应用。
混凝土的性能直接影响着工程的质量和使用寿命,而混凝土中气孔的结构对混凝土的性能有着重要的影响。
因此,深入研究混凝土中气孔结构与性能的关联性,对提高混凝土的性能、延长其使用寿命具有重要意义。
二、混凝土中的气孔结构1、气孔的分类根据气孔的形状和大小,气孔可分为微气孔、细气孔、中气孔和粗气孔四种类型。
2、气孔的形成机理混凝土中的气孔主要来源于混凝土中的水泥石收缩、气体释放和机械振捣等因素。
3、气孔的分布规律混凝土中的气孔分布不均匀,主要集中在混凝土的表层和内部缺陷处。
三、气孔结构对混凝土性能的影响1、气孔对混凝土的强度影响气孔的存在会影响混凝土的强度,当气孔的体积占混凝土总体积的比例超过一定范围时,混凝土强度会明显下降。
2、气孔对混凝土的抗渗性影响混凝土中的气孔会导致混凝土的孔隙度增大,从而影响混凝土的抗渗性能。
3、气孔对混凝土的冻融性能影响气孔会导致混凝土中的水分在冻融循环中膨胀和收缩,从而引起混凝土的龟裂和损坏。
4、气孔对混凝土的耐久性影响混凝土中的气孔会影响混凝土的耐久性,使混凝土易受到氯离子、酸碱等腐蚀物的侵蚀。
四、混凝土中气孔结构与性能的关联性分析1、气孔体积与混凝土强度的关系气孔体积与混凝土强度呈现负相关关系,当气孔体积占混凝土总体积的比例超过一定范围时,混凝土的强度会明显下降。
2、气孔分布与混凝土抗渗性的关系气孔的分布状态和孔隙度对混凝土的抗渗性能有着重要的影响,气孔分布不均匀和孔隙度过大会导致混凝土的抗渗性能下降。
3、气孔形态与混凝土冻融性能的关系孔隙度大、形态不规则的气孔会导致混凝土在冻融循环中易产生龟裂和损坏,从而影响混凝土的冻融性能。
4、气孔分布与混凝土耐久性的关系混凝土中的气孔会导致混凝土易受到氯离子、酸碱等腐蚀物的侵蚀,从而影响混凝土的耐久性。
五、结论综上所述,混凝土中气孔结构与混凝土的性能密切相关,气孔体积、分布状态和形态对混凝土的强度、抗渗性、冻融性和耐久性均有着显著的影响。
混凝土中气孔结构的特征及其对力学性能的影响
混凝土中气孔结构的特征及其对力学性能的影响一、引言混凝土是建筑工业中最为普遍的建筑材料之一,它具有高强度、耐久性好、保温隔热等优点。
混凝土的力学性能对于建筑结构的安全和稳定性有着至关重要的影响。
混凝土中的气孔结构是影响混凝土力学性能的重要因素之一,因此深入研究混凝土中气孔结构的特征及其对力学性能的影响具有重要的理论和实际意义。
二、混凝土中气孔结构的特征混凝土中的气孔结构包括两种类型,一种是气泡,另一种是孔隙。
气泡是指混凝土中形成的闭合的气体空间,它们通常是由混凝土中的气体或混凝土中添加的发泡剂所产生的。
孔隙是混凝土中的开放性空间,它们通常是由于混凝土中的骨料粒度不均匀或混凝土配比不合理所造成的。
气孔结构对混凝土的力学性能有着显著的影响。
气孔结构的存在会使混凝土的密度降低,强度降低,但同时也会使混凝土的可塑性增强。
气孔结构还会影响混凝土的耐久性和抗冻性能。
三、气孔结构对混凝土力学性能的影响1.气孔结构对混凝土强度的影响气孔结构是影响混凝土强度的重要因素之一。
当混凝土中的气孔结构增多时,混凝土的密度会降低,强度也会随之降低。
因此,在混凝土的制备过程中,需要根据具体的使用要求来选择适当的气孔结构。
2.气孔结构对混凝土的耐久性的影响气孔结构也会影响混凝土的耐久性能。
在混凝土中存在气孔结构时,混凝土的渗透性会增加,这会导致混凝土的耐久性下降。
此外,气孔结构还会影响混凝土的氯离子渗透性,从而影响混凝土的抗盐雾性能和抗冻性能。
3.气孔结构对混凝土可塑性的影响气孔结构还会影响混凝土的可塑性。
当混凝土中的气孔结构增多时,混凝土的可塑性会增强。
这是因为气孔的存在会使混凝土的内部产生应力集中,从而促进混凝土的塑性变形。
四、气孔结构的控制方法1.控制混凝土配合比混凝土的配合比是影响混凝土中气孔结构的重要因素之一。
在混凝土的制备过程中,需要根据具体要求来控制混凝土的配合比,以达到适当的气孔结构。
2.控制混凝土的振捣混凝土的振捣是混凝土制备过程中一个重要的工艺环节。
混凝土抗冻性能评估规范
混凝土抗冻性能评估规范混凝土抗冻性能评估规范序号:1混凝土是一种常见的建筑材料,广泛用于各种工程中。
然而,在寒冷的气候条件下,混凝土的抗冻性能可能会受到影响。
为了确保混凝土在低温环境下的可靠性和耐久性,抗冻性能评估规范被广泛运用。
本文将深入探讨混凝土抗冻性能评估规范的重要性、评估方法和相关内容。
序号:2混凝土抗冻性能评估规范的制定是为了解决混凝土在低温环境下出现的问题。
当混凝土暴露在低温环境中时,冻融循环将导致混凝土的力学性能下降,甚至引起严重的结构破坏。
评估混凝土的抗冻性能对于确保工程质量和延长混凝土的使用寿命至关重要。
序号:3在混凝土抗冻性能评估规范中,广度和深度是评估的两个主要标准。
广度指的是评估的内容范围,包括混凝土的材料性能、结构形式、施工工艺等多个方面。
而深度则指评估各个方面时的详细程度和全面性。
序号:4混凝土抗冻性能评估规范的第一步是对混凝土材料的性能进行评估。
这包括混凝土的抗冻性指标、抗冻剂的使用方法和效果等方面。
在此基础上,还需要考虑混凝土的强度、渗透性、气孔结构等对抗冻性能的影响。
通过广泛的试验和数据分析,可以了解混凝土在低温条件下的性能特点。
序号:5除了材料性能的评估外,混凝土抗冻性能评估规范还需要考虑结构形式和施工工艺对抗冻性能的影响。
针对不同类型的工程结构,可以制定相应的设计和施工要求,以确保混凝土结构在低温环境下的稳定性和耐久性。
在桥梁工程中,可能会采用防冻混凝土、保温措施和结构防护措施等方法来提高混凝土的抗冻性能。
序号:6总结回顾性的内容对于混凝土抗冻性能评估规范的理解至关重要。
通过对评估结果的总结和回顾,可以加深我们对混凝土抗冻性能的认识,并发现评估过程中可能存在的问题和局限性。
总结回顾还有助于我们对混凝土在低温环境下的应用进行更全面、深刻和灵活的理解。
序号:7在本文中,我认为混凝土抗冻性能评估规范在确保工程质量和延长混凝土使用寿命方面发挥了重要作用。
通过广度和深度的评估,可以全面了解混凝土在低温环境下的性能特点,并采取相应的设计和施工措施来提高抗冻性能。
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气孔结构与抗冻性的关系
摘要
硬化混凝土含气量对于建筑在高寒高盐度等地区的强度与寿命具有重要意义。
混凝土中的孔与抗冻性有着密切的联系,这可以从冻融破坏机理的角度来说明。
有两种假说来说明冻融破坏的机制:静水压假说和渗透压假说。
静水压假说
混凝土中除了有凝胶孔和孔径大小不等的毛细孔外,还有在搅拌和成型过程中引入的空气,以及掺加引气剂或引气型减水剂人为引入的空气泡。
前者约占混凝土体积的1%,后者则根据外加剂掺量而不等(2%-7%)。
由于毛细孔力的作用,细的毛细孔先吸水,孔径较大的空气泡由于空气的压力,常压条件下不易吸满水。
粗孔中的水先结冰,在降温过程中,在水冻结成冰膨胀的推动下,细孔中未冻结水向粗孔渗透,形成静水压力,这是冻融破坏的动力。
当由冻结产生的水压力超过混凝土强度能承受的程度,混凝土即破坏。
这是静水压假说。
采用VISION208混凝土含气量检测仪来测定硬化混凝土的气孔体系参数,所测定参数主要有气泡总个数、硬化后混凝土含气量、气泡比表面积、气泡平均半径、气泡间距系数和气泡孔径分布。
通过VISION208硬化混凝土含气量检测仪获得的图片示例
G.Fagerlundr为了更形象地说明静水压力的影响因素,假定了一个模型,图1-2所示。
假设混凝土中某两个空气泡之间的距离为d,两空气泡之间的毛细孔吸水饱和并部分结冰。
在空气泡之间的某点A,距空气泡为x,由于结冰生成的水压力为P。
由D'Arcy定律知,水的流量与水压力梯度成正比,见式(1-1)
冰水混合物的流量即厚度为x薄片混凝土中单位时间内由于结冰产生的体积增量,见式(1-2):
将(1-2)式代入(1-1)式,积分得到A点的水压力P A,见式(1-3)
该处的水压力计算式为在厚度d的范围内,最大水压力在x=d
2
式(1-4)
从式(1- 4)可知:毛细孔水饱和时,结冰产生的最大静水压力与材料渗透系数成反比,又与结冰量的增加速率和空气泡的平均间距的平方成正比,而结冰量的增加速率又与毛细孔水的含量(与水灰比、混凝土的水化程度有关)和降温速度成正比。
渗透压假说
渗透压假说是指由于孔内冰与未冻水两相的自由能之差造成渗透压使冰附近尚未冻结的水向冻结区迁移,并在该冻结区转变为冰。
此外,混凝土中的水含有各种盐类(环境中的盐、水泥水化产生的可溶盐和外加剂带入的盐),冻结区水结冰后,未冻溶液中盐的浓度增大,与周围液相中盐的浓度的差别也产生一个渗透压。
因此作为施于混凝土的破坏力的渗透压是冰水蒸气压以及盐浓度差两者引气的。
在渗透压假说中,毛细孔的弧形界面即毛细孔壁受到的压力可以抵消一部分渗透压,此外,毛细孔水向未吸满水的空气泡迁移,失水的毛细孔壁受到的压力也可以抵消一部分渗透压。
这个毛细孔压力不仅不使水泥浆体膨胀,还能使其收缩。
这一部分毛细孔壁所受到的压力又与空气泡间距有关,间距越小,失水收缩越大,也就是说起到抵消渗透压的作用越大。
由此可见,气泡对静水压和渗透压都是一个卸压因素,特别是静水压力。
综上述,空气泡间距系数是混凝土材料抗冻性的一个重要参数。
而空气泡间距决定于混凝土中引入的气泡数量和气泡平均直径。
引入气泡越多,气泡越细,则毛细孔结冰有足够的容许膨胀空间。
因此,采用引气剂引入足够量的小空气泡,己成为提高混凝土抗冻耐久性的基本措施。
例如,我国水工混凝土有关标准规程早己规定无论南方北方混凝土都必须引气。
北美、欧洲等发达国家的混凝土大部分是引气的。
而在日本,不论混凝土的使用环境和部位,包括建筑用混凝土,
都必须引气,非引气混凝土在日本属于特种混凝土。
鉴于发达国家的经验,我国的有些混凝土专家也向政府主管部门提出建议将使用优质引气剂的措施纳入施工规范,使该有益混凝土工程耐久性的措施见之实施。
对于气泡间距系数与抗冻性的关系的研究国内外学者己作过很多的工作。
有研究表明[61:平均气泡间距是决定混凝土抗冻性的最主要的因素。
一般认为对高耐久性混凝土,平均气泡间距应小于
0.25mm,因为大于0.25mm -0.30mm时,抗冻性急剧下降。
但也有资料表明:对于抗冻耐久性系数为90%的普通混凝土和粉煤灰混凝土,对于不同的强度等级,其气泡间距可在0.35mm-0.55mm(普通混凝土)、0.33mm-0.55mm(粉煤灰混凝土)之间变化。
陈联荣研究表明:混凝土抗冻性是平均气泡间距和水灰比两个参数的函数,也就是说:平均气泡间距和水灰比两者是决定混凝土的最主要因素。
水灰比通过两个途径影响抗冻性,水灰比影响可冻结水的含量,同时水灰比又决定了强度,而这两者又都影响混凝土的抗冻性。
一般情况下,水灰比越低,一方面,水泥石中孔的体积较小,孔中存留的可冻结水较少:另一方面,由于水灰比的降低,混凝土的密实度、强度得以提高,相应地提高了混凝土的抗渗透性和抵抗破坏的能力。
一般认为,混凝土的碳化速度与水灰比成正比,而与混凝土的抗压强度成反比。
但对混凝土抗冻性而台,有资料表明:如果混凝土中引入足够的含气量,则水灰比的影响不大。
往往低强度等级的引气混凝土较高强度等级的非引气混凝土抗冻性还好。
但当混凝土强度等级超过
C80时,有较高的抗冻性。
北京水科院[191的试验表明,超高强混凝土不引气抗冻性标号能达到1000次。
其原因可能是如此低的水灰比,水化后毛细孔量很少,毛细孔吸水饱和度很小。