混凝土抗冻融性能试验研究
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融的要求？
DK 大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
二、冻融破坏的机理假设
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
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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℃。
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。
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
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 大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
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四、试验结果
相对动弹性模量
140.00% 120.00%
A2,注防冻液，温度应力
100.00%
80.00% 60.00%
A1,注水，结冰压力和温度应力，F75
40.00%
20.00%
0.00% 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450
150次冻融循环
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
五、 150次冻融循环同种引气剂比较
DK 大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
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
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五、冻融次数—动弹模量曲线
相对动弹性模量
140.00%
120.00% 100.00%
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。
含气量及引气剂品种的影响
编号
容重 kg/m3
含气量 %
R28 /MPa
编号
容重 kg/m3
含气量 %
R28 /MPa
B1 2377
DK 大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
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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三、试验方法
相对动弹性模量
Pn
fn2 f02
100%
f f 0 为初始频率， n 为冻融n次后的频率
质量损失率
Wn
G0 Gn G0
100%
ຫໍສະໝຸດ Baidu
G G 0 为初始质量， n 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
水泥 kg/m3
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相对动弹性模量
五、冻融次数—动弹模量曲线
120.00%
D1
D2 100.00%
D3
80.00%
E1
60.00%
E2
40.00%
E3
E1
20.00% 0.00%
B
冻融次数为150次
B30
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350
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
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。
D30
冻融次数
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质量损失率
五、冻融次数—质量损失曲线
6.00%
A1
5.00%
A2
4.00%
2.12 2.36
R3 /MPa
42.5
42.3
R7 /MPa
50.4
49.9
R28 /MPa
58.4
55.2
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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
80.00% 60.00% 40.00% 20.00%
A2
A1
A2
C1
A3
B1
B2
B3
B1 冻融次数为200次
C1 C2
C3
A1 冻融次数为75次
0.00% 0
25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 冻融次数
2.8
57.1
C1 2377
2.92
53.9
B2 2313
5.25
47.9
C2 2320
4.76
51.6
B3 2213
8.8
34.3
C3 2291
6.1
47.3
编号
D1 D2 D3
容重 kg/m3 2372 2322 2257
含气量 % 3.1 4.9 7.4
R28 /MPa 63.5 55.2 46
粉煤灰 砂 石子 水 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3
DK-3 kg/m3
水胶比
备注
A1 400
80 720 1040 180 13.44 0.375
注水
A2 400
80
720 1040 180 13.44 0.375 注防冻液
基本性能
编号
A1 A2
容重 kg/m3
2391
2391
含气量 %
编号
E1 E2 E3
容重 kg/m3 2386 2350 2278
含气量 % 2.8 4.7 7.0
R28 /MPa 60.2 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） 15105次0次冻冻融融循循环环（（掉掉渣渣增少多））
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二、冻融破坏的机理假设
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
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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℃。
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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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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四、试验结果
相对动弹性模量
140.00% 120.00%
A2,注防冻液，温度应力
100.00%
80.00% 60.00%
A1,注水，结冰压力和温度应力，F75
40.00%
20.00%
0.00% 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450
150次冻融循环
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五、 150次冻融循环同种引气剂比较
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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
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五、冻融次数—动弹模量曲线
相对动弹性模量
140.00%
120.00% 100.00%
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。
含气量及引气剂品种的影响
编号
容重 kg/m3
含气量 %
R28 /MPa
编号
容重 kg/m3
含气量 %
R28 /MPa
B1 2377
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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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三、试验方法
相对动弹性模量
Pn
fn2 f02
100%
f f 0 为初始频率， n 为冻融n次后的频率
质量损失率
Wn
G0 Gn G0
100%
ຫໍສະໝຸດ Baidu
G G 0 为初始质量， n 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
水泥 kg/m3
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相对动弹性模量
五、冻融次数—动弹模量曲线
120.00%
D1
D2 100.00%
D3
80.00%
E1
60.00%
E2
40.00%
E3
E1
20.00% 0.00%
B
冻融次数为150次
B30
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350
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
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。
D30
冻融次数
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质量损失率
五、冻融次数—质量损失曲线
6.00%
A1
5.00%
A2
4.00%
2.12 2.36
R3 /MPa
42.5
42.3
R7 /MPa
50.4
49.9
R28 /MPa
58.4
55.2
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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
80.00% 60.00% 40.00% 20.00%
A2
A1
A2
C1
A3
B1
B2
B3
B1 冻融次数为200次
C1 C2
C3
A1 冻融次数为75次
0.00% 0
25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 冻融次数
2.8
57.1
C1 2377
2.92
53.9
B2 2313
5.25
47.9
C2 2320
4.76
51.6
B3 2213
8.8
34.3
C3 2291
6.1
47.3
编号
D1 D2 D3
容重 kg/m3 2372 2322 2257
含气量 % 3.1 4.9 7.4
R28 /MPa 63.5 55.2 46
粉煤灰 砂 石子 水 kg/m3 kg/m3 kg/m3 kg/m3
DK-3 kg/m3
水胶比
备注
A1 400
80 720 1040 180 13.44 0.375
注水
A2 400
80
720 1040 180 13.44 0.375 注防冻液
基本性能
编号
A1 A2
容重 kg/m3
2391
2391
含气量 %
编号
E1 E2 E3
容重 kg/m3 2386 2350 2278
含气量 % 2.8 4.7 7.0
R28 /MPa 60.2 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） 15105次0次冻冻融融循循环环（（掉掉渣渣增少多））