冻融循环混凝土耐久性
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环的次数越多，混凝土的抗冻融循环能力越弱，耐久性 越差。
冻融循环后混凝土材料的纤维结构
影响因素二：水灰比
随着水灰比的降低和 混凝土等级强度的提 高，混凝土的抗冻循 环次数显著提高。
冻融循环对不同水灰比的混凝土耐久性产生影响的 原因： 低w/c混凝土微观结构密实,大量的孔隙以凝胶 孔形式存在,毛细孔含量少,因此毛细孔中可参与冻 融破坏的自由水量就少。此外,低w/c混凝土中的自 由水由水泥水化很快消耗完,内部产生自我干燥,而 且该混凝土非常密实,一旦硬化后,外部的水分也很 难进入,内部一直保持比较干燥状态,参与冻融破坏 的水量就少,这意味着冻融过程不足以破坏混凝土内 部结构。
物理侵蚀 冻融侵蚀
混凝土耐久性危机：
时间 第1 次 第2 次 第3 次 40年代 70年代 80年代 特点 盐冻 离析、泌水 早期热裂缝 措施 引气剂 低水胶比 综合
☞ 冻融循环对混凝土耐久性的破坏机理 ☞ 影响因素：
冻融循环次数
混凝土水灰比
孔结构
☞提高混凝土抗冻性的方法
冻融循环破坏机理：
目前提出的混凝土冻融破坏机理有五六种，其中 具有代表性的是静水压理论和渗透压理论。（P74）
影响因素三：孔结构
混凝土经过冻融循环后，混凝土的总孔隙率增加。
冻融循环过程中不仅对混凝土的大孔有破坏作用，同
时也造成小孔的破坏。使得小孔的数量减少，大孔数
量增加。对混凝土的耐久性造成破坏。但在混凝土中
存在的细微封闭气孔却能提高混凝土的耐久性，因为
细微封闭气孔不仅能起到缓冲作用，还能减小混凝土 的抗渗性，从而提高混凝土的抗冻性。
提高混凝土抗冻性（耐久性）的方法：
1、改善混凝土自身因素 ① 减少混凝土用水量和降低水灰比： 在混凝土中掺入高效减水剂和外掺料，从而降低混 凝土水化热，增加结构的致密性和稳定性。 ②提高水化物稳定性： 在混凝土中掺入高效活性矿物掺料，该掺料中含有 大量活性SiO2和活性Al2O3，增加水泥结构的致密性。
当混凝土处于饱水状态受冻时，其毛细孔壁同时承受 毛细孔冰晶膨胀压和凝胶孔渗透压两种压力，当两种压力 超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂；在反复冻融
循环后，混凝土中的裂缝由表及里相互贯通，其强度逐渐
降低，直至完全丧失使用性能。
影响因素：
混凝土的抗冻融性与其内部孔结构、水饱
和程度、受冻龄期和混凝土的强度等诸多因素
有关，其中主要的因素是孔结构，而混凝土的
孔结构是由混凝土的水灰比、添加剂和施工养
护方法等因素决定的。
接下来主要就冻融循环次数、水灰比、
孔结构对混凝土的抗冻融性（也就是耐久性）
进行阐述。
从图中可看出混凝土冻融 影响因素1：冻融循环次数循环次数越多，相对弹性模 量越小，质量损失越大。
相对动弹性模量：在动负荷作用下物体应力与应变 的比值。
2、外部因素：
①保证混凝土良好的养护条件；
②骨料的抗冻性：
选用抗冻骨料；细骨料宜选用色泽鲜艳、质地
坚硬、级配良好、质量合适的中砂，其含泥量不得
大于1.0％，粗骨料一选用经15次冻融值实验的合格
的坚实级配花岗岩等。
冻融循环开始阶段：质量有所增加，因为试件吸收水分，表 面掉渣少。
冻融循环质量损失增大阶段：冻融循环次数增加，混凝土内
部及表面出现微裂纹，使试件表面出现 掉渣现象；并且试件吸收水分的质量小 于混凝土表面剥落的质量，所以质量减 小。
随着冻融循环次数的增加，相对动弹性模量减小。
因为弹性模量是应力与应变的比值，所以经历的冻融循
成员：曾蕾 张倩 杨森林
冻融循环对混凝土耐久性的影响： 名词解释：
冻融循环：结构件表面和内部所含水分的冻结
和融化的交替进行。
耐久性：混凝土材料在长期使用过程中，抵抗 因服役环境外部因素和材料内部原因造成的侵
蚀和破坏，而保持其原有性能不变的能力。
（P6Fra Baidu bibliotek）
渗透性 混凝土耐久性： 化学侵蚀
碳化与钢筋锈蚀
冻融循环后混凝土材料的纤维结构
影响因素二：水灰比
随着水灰比的降低和 混凝土等级强度的提 高，混凝土的抗冻循 环次数显著提高。
冻融循环对不同水灰比的混凝土耐久性产生影响的 原因： 低w/c混凝土微观结构密实,大量的孔隙以凝胶 孔形式存在,毛细孔含量少,因此毛细孔中可参与冻 融破坏的自由水量就少。此外,低w/c混凝土中的自 由水由水泥水化很快消耗完,内部产生自我干燥,而 且该混凝土非常密实,一旦硬化后,外部的水分也很 难进入,内部一直保持比较干燥状态,参与冻融破坏 的水量就少,这意味着冻融过程不足以破坏混凝土内 部结构。
物理侵蚀 冻融侵蚀
混凝土耐久性危机：
时间 第1 次 第2 次 第3 次 40年代 70年代 80年代 特点 盐冻 离析、泌水 早期热裂缝 措施 引气剂 低水胶比 综合
☞ 冻融循环对混凝土耐久性的破坏机理 ☞ 影响因素：
冻融循环次数
混凝土水灰比
孔结构
☞提高混凝土抗冻性的方法
冻融循环破坏机理：
目前提出的混凝土冻融破坏机理有五六种，其中 具有代表性的是静水压理论和渗透压理论。（P74）
影响因素三：孔结构
混凝土经过冻融循环后，混凝土的总孔隙率增加。
冻融循环过程中不仅对混凝土的大孔有破坏作用，同
时也造成小孔的破坏。使得小孔的数量减少，大孔数
量增加。对混凝土的耐久性造成破坏。但在混凝土中
存在的细微封闭气孔却能提高混凝土的耐久性，因为
细微封闭气孔不仅能起到缓冲作用，还能减小混凝土 的抗渗性，从而提高混凝土的抗冻性。
提高混凝土抗冻性（耐久性）的方法：
1、改善混凝土自身因素 ① 减少混凝土用水量和降低水灰比： 在混凝土中掺入高效减水剂和外掺料，从而降低混 凝土水化热，增加结构的致密性和稳定性。 ②提高水化物稳定性： 在混凝土中掺入高效活性矿物掺料，该掺料中含有 大量活性SiO2和活性Al2O3，增加水泥结构的致密性。
当混凝土处于饱水状态受冻时，其毛细孔壁同时承受 毛细孔冰晶膨胀压和凝胶孔渗透压两种压力，当两种压力 超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂；在反复冻融
循环后，混凝土中的裂缝由表及里相互贯通，其强度逐渐
降低，直至完全丧失使用性能。
影响因素：
混凝土的抗冻融性与其内部孔结构、水饱
和程度、受冻龄期和混凝土的强度等诸多因素
有关，其中主要的因素是孔结构，而混凝土的
孔结构是由混凝土的水灰比、添加剂和施工养
护方法等因素决定的。
接下来主要就冻融循环次数、水灰比、
孔结构对混凝土的抗冻融性（也就是耐久性）
进行阐述。
从图中可看出混凝土冻融 影响因素1：冻融循环次数循环次数越多，相对弹性模 量越小，质量损失越大。
相对动弹性模量：在动负荷作用下物体应力与应变 的比值。
2、外部因素：
①保证混凝土良好的养护条件；
②骨料的抗冻性：
选用抗冻骨料；细骨料宜选用色泽鲜艳、质地
坚硬、级配良好、质量合适的中砂，其含泥量不得
大于1.0％，粗骨料一选用经15次冻融值实验的合格
的坚实级配花岗岩等。
冻融循环开始阶段：质量有所增加，因为试件吸收水分，表 面掉渣少。
冻融循环质量损失增大阶段：冻融循环次数增加，混凝土内
部及表面出现微裂纹，使试件表面出现 掉渣现象；并且试件吸收水分的质量小 于混凝土表面剥落的质量，所以质量减 小。
随着冻融循环次数的增加，相对动弹性模量减小。
因为弹性模量是应力与应变的比值，所以经历的冻融循
成员：曾蕾 张倩 杨森林
冻融循环对混凝土耐久性的影响： 名词解释：
冻融循环：结构件表面和内部所含水分的冻结
和融化的交替进行。
耐久性：混凝土材料在长期使用过程中，抵抗 因服役环境外部因素和材料内部原因造成的侵
蚀和破坏，而保持其原有性能不变的能力。
（P6Fra Baidu bibliotek）
渗透性 混凝土耐久性： 化学侵蚀
碳化与钢筋锈蚀