混凝土抗冻性
混凝土的冻融性能及抗冻性设计
混凝土的冻融性能及抗冻性设计混凝土是一种常用的建筑材料,具有优良的耐久性和承载能力。
然而,在寒冷地区,混凝土结构容易受到冻融循环的影响,导致开裂和损坏。
因此,混凝土的冻融性能及抗冻性设计成为了十分重要的研究领域。
本文将探讨混凝土的冻融性能、冻融损伤机理以及抗冻性设计方法。
一、混凝土的冻融性能混凝土的冻融性能是指混凝土在冻融循环环境下的表现和性质。
主要包括以下几个方面:1. 抗冻性:混凝土的抗冻性指混凝土在冻结过程中能够抵抗冰的压力和扩张力,以及冻融循环带来的损伤。
2. 热稳定性:混凝土的热稳定性是指混凝土在冻融循环环境下的热胀冷缩性能。
热胀冷缩是指由于温度变化引起的材料体积的变化。
3. 压力抗冻性:混凝土在冻融循环环境下能够承受住冰的压力而不发生破坏。
4. 相变性:混凝土在冻结和解冻过程中发生状态变化,包括水-冰相变、冰的形态变化等。
二、混凝土的冻融损伤机理混凝土在冻融循环环境中容易发生开裂和损伤。
主要的冻融损伤机理包括以下几个方面:1. 冰的体积膨胀:在低温下,水分会凝结成冰,冰的体积比水大,会导致混凝土结构的体积膨胀,从而引发开裂和破坏。
2. 冰的形态变化:冻结和解冻过程中,冰的形态会发生变化,从而形成内部应力,导致混凝土结构的开裂和损伤。
3. 相变效应:混凝土中的水在冻结和解冻过程中发生相变,这个过程中会释放或吸收大量的热量,从而引发温度变化和应力变化。
4. 冰-混凝土界面效应:冻结和解冻过程中,冰和混凝土之间的界面会发生相互作用,引发剪切应力,从而导致混凝土结构的损伤。
三、混凝土的抗冻性设计为了提高混凝土的抗冻性,需要进行相应的抗冻性设计。
以下是几种常见的抗冻性设计方法:1. 使用适当的水胶比:水胶比是指混凝土中水和水泥的比例。
适当降低水胶比可以减少混凝土中的孔隙结构,从而减少冻融循环引起的损伤。
2. 掺加冻融剂:冻融剂是指添加到混凝土中的化学物质,可以改善混凝土的抗冻性能。
冻融剂可以减少混凝土中水的结冰点,从而减少冻融循环引起的损伤。
混凝土制品的抗冻性能标准
混凝土制品的抗冻性能标准一、前言混凝土制品是基础建设中重要的材料之一,其使用范围广泛,包括道路、桥梁、隧道、水利工程、房屋建筑等领域。
其中,抗冻性能是混凝土制品的重要指标之一,直接关系到其使用寿命和安全性。
为了确保混凝土制品的抗冻性能符合要求,需要制定相应的标准。
二、抗冻性能的定义与分类抗冻性能是指混凝土制品在低温环境下的抗冻破坏能力。
常用的抗冻性能指标包括抗冻性、脱盐抗冻性、渗透抗冻性等。
1. 抗冻性抗冻性是指混凝土制品在低温环境下的抗冻破坏能力。
通常采用低温冻融循环试验来评价混凝土制品的抗冻性。
常用的低温冻融循环试验标准包括GB/T 50082-2009《混凝土结构耐久性设计规范》、ASTM C666/C666M-03《低温冻融循环试验方法》等。
2. 脱盐抗冻性脱盐抗冻性是指混凝土制品在含盐水环境下的抗冻破坏能力。
通常采用含盐水冻融试验来评价混凝土制品的脱盐抗冻性。
常用的含盐水冻融试验标准包括GB/T 50082-2009《混凝土结构耐久性设计规范》、ASTM C1260/C1260M-14《脱盐水冻融试验方法》等。
3. 渗透抗冻性渗透抗冻性是指混凝土制品在低温环境下的抗渗透和抗冻破坏能力。
通常采用渗透抗冻试验来评价混凝土制品的渗透抗冻性。
常用的渗透抗冻试验标准包括GB/T 50082-2009《混凝土结构耐久性设计规范》、ASTM C672/C672M-12《混凝土抗渗透性试验方法》等。
三、抗冻性能标准混凝土制品的抗冻性能标准应包括以下内容:1. 抗冻性能评价标准抗冻性能评价标准应明确混凝土制品的抗冻性能指标、试验方法和试验条件。
(1)抗冻性抗冻性的评价应采用低温冻融循环试验,试验温度应低于0℃,试验周期应根据混凝土制品的使用环境和要求确定。
试验应按照GB/T 50082-2009《混凝土结构耐久性设计规范》、ASTM C666/C666M-03《低温冻融循环试验方法》等标准进行。
(2)脱盐抗冻性脱盐抗冻性的评价应采用含盐水冻融试验,试验温度应低于0℃,试验周期应根据混凝土制品的使用环境和要求确定。
混凝土抗冻性评定标准
混凝土抗冻性评定标准一、引言混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其性能直接关系到工程的质量和寿命。
在寒冷地区或冬季施工时,混凝土抗冻性表现更为关键。
因此,制定混凝土抗冻性评定标准是必要的。
二、混凝土抗冻性的定义混凝土抗冻性是指混凝土在低温下不破裂或不失去其原有的性能。
低温下,混凝土的孔隙内水分会结冰膨胀,导致混凝土的微裂缝扩大,从而降低混凝土的强度和耐久性。
三、混凝土抗冻性评定标准的主要内容1. 抗冻性等级根据混凝土的抗冻性能,将其分为不同的等级。
目前,我国的混凝土抗冻性等级分为F50、F60、F70、F80、F100、F150、F200等级。
其中,F50表示混凝土的抗冻性能最差,F200表示混凝土的抗冻性能最好。
2. 抗冻性试验混凝土抗冻性试验是评定混凝土抗冻性的重要方法。
试验方法包括低温膨胀试验、冻融试验、冻胀试验等。
在试验中,需要确定混凝土的抗冻性等级以及相应的试验参数。
3. 抗冻性指标混凝土抗冻性的主要指标包括抗冻强度、减少率、冻胀系数等。
其中,抗冻强度是指混凝土在冻融循环后的抗压强度,减少率是指混凝土抗冻强度与未经冻融循环的混凝土抗压强度的比值,冻胀系数是指混凝土在冻融循环中膨胀的程度。
4. 抗冻性评定标准的适用范围混凝土抗冻性评定标准适用于各类混凝土结构,包括桥梁、隧道、地铁、水利工程、建筑工程等。
四、混凝土抗冻性评定标准的实施方法1. 试验方法混凝土抗冻性试验应按照GB/T 50082-2009《混凝土抗冻性试验方法标准》进行。
试验前应确保试件的制备、养护和试验条件符合标准要求。
2. 抗冻性等级判定混凝土抗冻性等级的判定应根据试验结果进行。
具体方法为:将试件按照试验要求进行冻融循环试验,然后测定试件的抗冻强度、减少率、冻胀系数等指标,最后根据标准要求判断其抗冻性等级。
3. 结果评定混凝土抗冻性评定结果应根据试验数据进行评定。
评定结果应与实际情况相结合,对于不同的混凝土结构应根据其使用环境、使用要求等因素进行综合评定。
混凝土抗冻标准性能检测
混凝土抗冻标准性能检测一、前言混凝土是一种常用的建筑材料,其强度、抗压性、抗拉性、抗冲击性、耐久性等是判断混凝土质量的重要指标。
而在寒冷地区使用混凝土建筑时,其抗冻性也是至关重要的指标之一。
因此,混凝土抗冻性的标准化检测非常必要,本文将介绍混凝土抗冻标准性能检测的相关内容。
二、抗冻性的定义混凝土抗冻性是指混凝土在低温环境下能够承受冻融循环作用而不发生破坏的能力。
在寒冷地区,混凝土的抗冻性直接影响到建筑物的使用寿命和安全性。
三、抗冻性标准性能检测的方法1. 抗冻性试验方法(1)标准试验方法:GB/T 50082-2009《混凝土抗冻性能试验方法标准》(2)试验原理:将混凝土试件置于冰箱中进行冻融试验,通过观察试件的损伤程度、质量损失率等指标来判断混凝土的抗冻性能。
(3)试验设备:混凝土试验机、冰箱、干燥箱、称重器、温度计等。
(4)试验步骤:① 制备混凝土试件② 放置试件在水中浸泡28d③ 取出试件进行干燥④ 将试件放置在冰箱中进行冻融循环试验⑤ 观察试件的损坏程度、质量损失率等指标,并进行记录和分析2. 抗冻性指标(1)抗冻性等级:F50、F100、F150、F200、F250、F300,其中数字代表经历的冻融循环次数。
(2)抗冻性指数:KI,计算公式为KI=(N1/N)×100%,其中N1代表经历N次冻融循环后未破坏的试件数,N代表试件总数。
(3)质量损失率:计算公式为(W1-W2)/ W1×100%,其中W1代表试件初始质量,W2代表试件经历冻融循环后的质量。
四、抗冻性检测的应用1. 混凝土结构的设计:在设计混凝土结构时,应根据所在地区的气候条件以及使用环境等因素,确定混凝土的抗冻等级。
2. 施工质量的控制:在混凝土施工过程中,应严格按照抗冻性试验方法进行试验,确保施工质量符合标准要求。
3. 施工后的维护:在混凝土施工完成后,应定期进行抗冻性检测,检测结果应记录并进行分析,及时采取维护措施,确保混凝土结构的安全性和使用寿命。
混凝土抗冻性能的原理及提高方法
混凝土抗冻性能的原理及提高方法一、混凝土抗冻性能的定义及意义混凝土抗冻性能是指混凝土在低温环境下,经过一定时间后仍能保持良好的力学性能和耐久性能。
混凝土抗冻性能的好坏直接关系到混凝土工程的使用寿命和安全性能。
因此,保证混凝土抗冻性能的稳定和可靠性是混凝土工程设计和施工的重要内容。
二、混凝土抗冻性能的影响因素1.水胶比:水胶比是指混凝土中水的重量与水泥和其他水凝性材料重量之比。
水胶比越小,混凝土的强度和密实性越大,抗冻性能越好。
2.气孔率:混凝土中的气孔率越小,混凝土的密实性越好,抗冻性能越好。
3.骨料的性质:骨料的性质对混凝土的抗冻性能有很大的影响。
如骨料的孔隙率、吸水率、热膨胀系数等都会影响混凝土的抗冻性能。
4.施工工艺:施工工艺也对混凝土的抗冻性能有影响。
如混凝土的坍落度、振捣力、养护时间等都会影响混凝土的抗冻性能。
三、混凝土抗冻性能的提高方法1.选用合适的水胶比:水胶比是影响混凝土抗冻性能的重要因素,应根据混凝土的实际情况选用合适的水胶比。
一般来说,水胶比越小,混凝土的强度和密实性越大,抗冻性能越好。
2.控制混凝土的气孔率:混凝土中的气孔率越小,混凝土的密实性越好,抗冻性能越好。
因此,在混凝土施工中要控制好混凝土的气孔率,避免混凝土中出现过多的气孔。
3.选用合适的骨料:骨料的性质对混凝土的抗冻性能有很大的影响。
如骨料的孔隙率、吸水率、热膨胀系数等都会影响混凝土的抗冻性能。
因此,在混凝土施工中要选用合适的骨料,避免影响混凝土的抗冻性能。
4.施工工艺的控制:施工工艺也对混凝土的抗冻性能有影响。
如混凝土的坍落度、振捣力、养护时间等都会影响混凝土的抗冻性能。
因此,在混凝土施工中要控制好施工工艺,避免影响混凝土的抗冻性能。
5.添加特殊掺合料:通过添加特殊掺合料,可以改善混凝土的抗冻性能。
如添加氯离子掺合料可以提高混凝土的抗冻性能,但同时会影响混凝土的耐久性能。
6.采用合适的养护方式:养护是影响混凝土抗冻性能的重要因素。
混凝土的抗冻性名词解释
混凝土的抗冻性名词解释混凝土的抗冻性名词解释:1.含义:水泥和骨料中游离的SiO2含量越低,混凝土的抗冻性越好。
2.指标:《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》(JGJ133-82)按抗冻等级划分了4个抗冻等级,分别是A级、 B级、C级和D级,各级之间的抗冻性比较,可查表得出。
其中,最小抗冻等级(简称a级)的混凝土,指该等级的试件经受3次冻融循环后仍能满足受冻前28d的抗压强度要求。
3.特点: 1)对于一般钢筋混凝土,当混凝土中水泥用量高时,可降低抗冻等级,但对受力钢筋混凝土则不宜降低抗冻等级。
2)对于早强型、快硬型混凝土,为提高其早期强度,降低抗冻等级是有利的。
2.机理:骨料在一定温度下起到冷却混凝土的作用。
当骨料传给水泥的热量大于混凝土散失的热量时,就会引起混凝土温度下降;当温度下降超过某一数值后,混凝土内部温度梯度会很大,致使已产生内应力的钢筋发生裂缝,因此影响混凝土抗冻性。
3.分级:《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》(JGJ133-82)将混凝土抗冻等级分为4个等级,分别是A级、 B级、 C级和D级,各级之间的抗冻性比较,可查表得出。
其中,最小抗冻等级(简称a级)的混凝土,指该等级的试件经受3次冻融循环后仍能满足受冻前28d的抗压强度要求。
4.注意事项: 1)混凝土配合比设计时,要充分考虑外加剂、掺合料及不同材料组成等对混凝土抗冻性的影响。
2)为确保混凝土的耐久性和防止氯离子的侵蚀,应对外加剂进行抗冻性检测。
3)混凝土浇筑完毕后,可适当延长浇水养护时间,并且可以使用塑料薄膜覆盖,使混凝土始终处于潮湿状态。
如采用湿热养护,则不宜采用浇水养护措施。
3.分级:《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》(JGJ133— 82)将混凝土抗冻等级分为4个等级,分别是A级、 B级、 C级和D级,各级之间的抗冻性比较,可查表得出。
其中,最小抗冻等级(简称a级)的混凝土,指该等级的试件经受3次冻融循环后仍能满足受冻前28d的抗压强度要求。
混凝土抗冻性能测试方法
混凝土抗冻性能测试方法混凝土是一种常用的建筑材料,它在低温环境下的抗冻性能是评估混凝土质量的重要指标之一。
本文将介绍几种常用的混凝土抗冻性能测试方法,包括低温冻融试验、氯离子渗透试验、孔隙结构特性测试等。
一、低温冻融试验低温冻融试验是一种常见的评估混凝土抗冻性能的方法。
该方法通过将混凝土试件在低温环境中反复冻结和融化,并观察试件的破坏程度来评判其抗冻性能。
低温冻融试验通常包括以下步骤:1. 制备混凝土试件:根据实际需要,制备尺寸符合要求的混凝土试件。
常用的试件形状有立方体、圆柱体等。
2. 起始冻结:将混凝土试件置于低温环境中,使其温度逐渐降低,直至达到冰点以下,然后保持一段时间以完成冻结。
3. 解冻:将冻结的混凝土试件取出,放置在温度逐渐升高的环境中进行解冻。
4. 观察破坏程度:根据试件在解冻过程中的破坏程度,如裂缝、剥落等情况,评估混凝土的抗冻性能。
二、氯离子渗透试验氯离子渗透试验是评估混凝土耐久性能的一种方法,也可以间接反映混凝土的抗冻性能。
该方法通过浸泡试件在氯化钠溶液中,观察氯离子在混凝土中的渗透情况,评估混凝土的抗渗透性能。
氯离子渗透试验通常包括以下步骤:1. 制备混凝土试件:根据实际需要,制备尺寸符合要求的混凝土试件。
2. 环境湿养:将混凝土试件放置在湿润的环境中进行养护,以达到一定的饱和度。
3. 浸泡试验:将试件置于氯化钠溶液中,经过一定时间的浸泡,使溶液中的氯离子渗透进混凝土内部。
4. 取样观察:从试件中取样,观察取样部位的氯离子渗透深度或其他指标,评估混凝土的抗渗透性能。
三、孔隙结构特性测试混凝土的孔隙结构对其抗冻性能有着重要影响。
通过测试混凝土的孔隙结构特性,可以评估混凝土的抗冻性能。
常见的孔隙结构特性测试方法包括孔隙率测试、孔径分布测试等。
以下是其中的一种测试方法:1. 孔隙率测试:采用气体置换法或水力法对混凝土试件进行孔隙率测试。
气体置换法通常使用密闭装置将试件内部空隙置换为气体,根据密闭装置中气体的体积变化计算孔隙率。
混凝土标准的抗冻性能
混凝土标准的抗冻性能一、前言混凝土在建筑工程中具有广泛的应用,而抗冻性能是混凝土质量的重要指标之一。
在低温环境下,混凝土的抗冻性能不仅直接影响着混凝土的使用寿命,还关系到工程的安全性和经济性。
因此,混凝土标准的抗冻性能至关重要。
二、抗冻性能的概念抗冻性能是指混凝土在低温环境下能承受冻融循环所产生的应力、变形和损伤的能力。
混凝土在低温环境下会受到冻融循环的影响,导致混凝土内部的水分在冻结和融化的过程中发生体积变化,进而产生应力和变形,如果混凝土的抗冻性能不足,就会引起混凝土的开裂、脱落、剥离等损伤,影响混凝土的使用寿命。
三、抗冻性能的测试方法目前,国内外常用的混凝土抗冻性能测试方法主要有以下几种:1. 冻融试验法冻融试验法是常用的混凝土抗冻性能测试方法,它是通过将混凝土试件浸入水中,然后进行不同次数的冻融循环,观察试件的变化情况,以评定混凝土的抗冻性能。
冻融试验法主要有标准试验和加速试验两种。
2. 直接拉伸试验法直接拉伸试验法是通过对混凝土试件进行拉伸测试,以评定混凝土的抗拉强度和抗冻性能。
该方法适用于评定混凝土的低温下的抗拉性能。
3. 压缩试验法压缩试验法是通过对混凝土试件进行压缩测试,以评定混凝土的抗压强度和抗冻性能。
该方法适用于评定混凝土的低温下的抗压性能。
四、抗冻性能的评价指标混凝土的抗冻性能评价指标主要包括以下几个方面:1. 抗冻性能等级根据混凝土在规定的冻融循环次数下的残余强度和残余弹性模量,将混凝土分为不同的抗冻性能等级。
2. 冻融循环次数冻融循环次数是指混凝土试件在规定的冻融循环条件下所经历的循环次数,通常为25次、50次、100次等。
3. 残余强度残余强度是指混凝土试件在经过规定次数的冻融循环后,所保留下来的强度。
4. 残余弹性模量残余弹性模量是指混凝土试件在经过规定次数的冻融循环后,所保留下来的弹性模量。
五、混凝土标准的抗冻性能要求混凝土标准的抗冻性能要求是指在不同地区和不同环境条件下,混凝土的抗冻性能应达到的最低标准。
混凝土的抗冻性能分析
混凝土的抗冻性能分析混凝土作为一种常见的建筑材料,在低温环境中容易受到冻融循环的影响,导致结构的破坏。
因此,研究混凝土的抗冻性能对于保障建筑结构的安全和耐久性至关重要。
本文将对混凝土的抗冻性能进行分析,并介绍增强混凝土抗冻性能的方法。
一、混凝土的抗冻性能主要取决于以下几个因素:1. 水灰比:水灰比是指混凝土中水和水泥的质量比。
水灰比过高会导致混凝土的孔隙率增加,渗水性增强,从而使混凝土易受到冻融循环的影响。
因此,适当控制水灰比可以提高混凝土的抗冻性能。
2. 性状剂的使用:性状剂(例如减水剂、空气孔隙剂等)可以改善混凝土的流动性和抗冻性能。
减水剂可以降低混凝土的水灰比,减少混凝土内部的孔隙数量,提高抗冻性能;空气孔隙剂可以引入微小气泡,增加混凝土的冻融循环抵抗能力。
3. 矿物掺合料的使用:添加适量的矿物掺合料(如粉煤灰、矿渣等)可改善混凝土的致密性和抗冻性能。
矿物掺合料可以填充混凝土中的孔隙,减少混凝土的渗水性,提高抗冻性能。
4. 骨料的选择:使用质量良好、粒径合适的骨料可以提高混凝土的密实性和抗冻性能。
粗骨料应选用圆形、光滑的石料,以减少混凝土中的细小孔隙;细骨料应选用细度模数适宜的砂,以增加混凝土的强度。
二、增强混凝土抗冻性能的方法为了增强混凝土的抗冻性能,可以采取以下几种方法:1. 控制水灰比:合理选取适宜的水灰比,尽量减少混凝土中的孔隙数量,降低渗水性。
通常情况下,水灰比应控制在0.45以下。
2. 使用性状剂:可以根据具体情况选择适当的性状剂,如减水剂和空气孔隙剂,来改善混凝土的抗冻性能。
3. 添加矿物掺合料:适量添加矿物掺合料,如粉煤灰、矿渣等,可以填充混凝土的孔隙,提高致密性和抗冻性能。
4. 优化骨料配合比:选择合适的骨料种类和粒径分布,以提高混凝土的密实性和抗冻性能。
5. 采取保温措施:在低温环境下,可以采取外部保温措施,如添加保温层、使用保温材料等,以减少混凝土的温度变化。
结论综上所述,混凝土的抗冻性能分析是为了保障建筑结构的安全和耐久性。
混凝土抗冻性检测标准
混凝土抗冻性检测标准
混凝土作为一种常用的建筑材料,在使用过程中,由于受到环境温度变化的影响,很容易出现冻融损伤的情况。
因此,对混凝土的抗冻性能进行检测是非常重要的。
本文将介绍混凝土抗冻性检测的相关标准,以便广大建筑工作者在工程实践中能够更好地保障混凝土的质量和使用性能。
首先,混凝土抗冻性检测标准主要包括以下几个方面,混凝土试件的制备、试验条件、试验方法和试验结果的评定。
在混凝土试件的制备方面,应当按照相关标准要求,采用规范的混凝土配合比和制备工艺,以确保试件的代表性和可靠性。
试验条件方面,应当控制试验室环境温度和湿度,避免外界因素对试验结果的影响。
试验方法方面,可以采用冻融循环试验、盐融试验等方法,通过对试件在不同冻融环境下的性能变化进行观测和分析,来评定混凝土的抗冻性能。
最后,根据试验结果的评定,可以对混凝土的抗冻性能进行等级划分,以指导工程实践中的混凝土选材和设计。
其次,混凝土抗冻性检测标准的制定和执行,对于保障工程质量和延长混凝土使用寿命具有重要意义。
通过严格执行相关标准,可以有效地提高混凝土的抗冻性能,降低混凝土在冻融环境下的损伤风险,从而减少维修和更换成本,延长建筑物的使用寿命。
同时,混凝土抗冻性检测标准的制定还可以促进混凝土材料的研发和生产,推动混凝土行业的技术进步和质量提升。
总之,混凝土抗冻性检测标准是建筑工程中不可或缺的重要内容,对于保障工程质量和延长混凝土使用寿命具有重要意义。
建议广大建筑工作者在工程实践中,严格执行相关标准,加强对混凝土抗冻性能的检测和评定,以确保混凝土在使用过程中具有良好的抗冻性能,为建筑工程的安全和可持续发展提供保障。
混凝土的抗冻性能
混凝土的抗冻性能混凝土是一种常见的建筑材料,广泛应用于各种工程项目中。
然而,在寒冷的冬季,混凝土可能受到严寒天气的影响而受损。
因此,混凝土的抗冻性能十分重要。
本文将探讨混凝土的抗冻性能以及相关的因素和改进措施。
1. 混凝土的抗冻性能概述混凝土的抗冻性能是指混凝土在低温环境中抵御冻胀和冻融循环的能力。
冻胀是指混凝土中的水在结冰过程中膨胀导致的应力累积和开裂现象,而冻融循环是指混凝土在冰冻和解冻过程中的循环变化。
混凝土的抗冻性能直接影响着工程结构的耐久性和安全性。
2. 影响混凝土抗冻性能的因素2.1. 水胶比:水胶比是指混凝土中水与水泥的质量比。
较低的水胶比能够减少混凝土中的毛细孔和微细裂缝,从而提高其抗冻性能。
2.2. 混凝土配合比:合理的混凝土配合比能够保证混凝土的均匀性和致密性,减少孔隙和裂缝的产生,增加其抗冻性能。
2.3. 纤维增加剂:添加适量的纤维增加剂可以改善混凝土的抗冻性能,防止裂缝的扩展和发展。
2.4. 骨料种类和质量:骨料是混凝土中的重要组成部分,其种类和质量会对混凝土的抗冻性能产生影响。
粗骨料应选用耐冻性较好的物料,而细骨料应保持均匀分布且无过度粉化现象。
2.5. 混凝土强度:一般来说,强度较高的混凝土具有较好的抗冻性能,因为强度与混凝土的密实性和耐久性直接相关。
3. 改进混凝土抗冻性能的措施3.1. 控制水胶比:通过合理调整混凝土的水胶比,降低混凝土中的水含量,减少冻胀的风险。
3.2. 优化配合比:通过合理搭配水泥、骨料和掺合料,并进行充分的搅拌和振捣,以提高混凝土的致密性和均匀性。
3.3. 使用防冻剂:添加适量的防冻剂可以降低混凝土的冰点并改善其抗冻性能。
3.4. 加入纤维增加剂:适量的纤维增加剂能够增加混凝土的韧性,阻止裂缝的产生和发展。
3.5. 密实养护:在浇筑混凝土后,进行充分的密实和养护工作,保持混凝土中的水分,减少冻胀的风险。
4. 结论混凝土的抗冻性能对于工程结构的耐久性和安全性至关重要。
混凝土的抗冻性能及防冻措施
混凝土的抗冻性能及防冻措施混凝土是一种常见的建筑材料,其抗冻性能在寒冷地区或冬季施工中尤为重要。
本文将探讨混凝土的抗冻性能以及可采取的防冻措施。
一、混凝土的抗冻性能混凝土的抗冻性能是指在受到低温冻融循环作用时,能够保持其结构完整性和力学性能的能力。
混凝土的抗冻性能受多种因素影响,主要包括以下几个方面:1. 水灰比:水灰比是混凝土中水和水泥质量比值。
水灰比越低,混凝土的抗冻性能越好。
较低的水灰比可以减少混凝土中的孔隙结构,使混凝土更加致密,从而降低冻融循环时水分渗透和冻胀的风险。
2. 骨料性质:混凝土中的骨料种类和粒径分布也对抗冻性能有影响。
合适的骨料粒径分布可以减轻混凝土孔隙结构,提高其抗渗透性和抗冻胀性。
3. 水泥品种:不同品种的水泥具有不同的抗冻性能。
在寒冷地区或冬季施工中,应选择抗冻性能较好的水泥品种。
4. 麻面、空气泡和化学掺合料:添加适量的麻面、空气泡剂和化学掺合料等可有效提升混凝土的抗冻性能。
麻面可以增加混凝土的细观骨料。
空气泡则能够在混凝土中形成孔隙结构,减小冻胀引起的压力。
化学掺合料可以改善混凝土的抗渗性和抗冻胀性。
二、混凝土的防冻措施为保障混凝土在低温环境下的施工品质和性能,需要采取一系列的防冻措施。
以下是常用的防冻措施:1. 混凝土配合比设计:在配合比设计时,应根据气候条件和施工要求合理选择水灰比、骨料种类和泵送剂等。
配合比的合理设计可以提高混凝土的抗冻性能。
2. 保温措施:在混凝土浇筑后,应及时采取保温措施,如覆盖保温棉、塑料薄膜等。
保温措施可以减缓混凝土的散热速度,促进水泥水化反应,提高混凝土的强度和抗冻性能。
3. 塑料节流带:在混凝土的浇筑缝处或扩缝处可设置塑料节流带,其作用是避免混凝土中孔隙结构连通,从而减少渗透水分和冻胀的风险。
4. 增加凝结剂的使用量:凝结剂可以促进水泥水化反应,生成更多的钙硅胶体,增加混凝土的强度和抗冻性能。
适量增加凝结剂的使用量可以有效提高混凝土的抗冻性能。
混凝土抗冻性措施
混凝土抗冻性措施混凝土的抗冻性是指在低温环境下,能够保持基本的力学性能和使用功能的能力。
由于低温环境会引起混凝土的冻胀和冻害,因此采取一系列抗冻性措施能够有效地提高混凝土的性能和寿命。
本文将介绍几种常见的混凝土抗冻性措施。
一、掺加空气泡剂掺加空气泡剂能够在混凝土中形成一定数量和尺寸的气泡,使混凝土具有一定的抗冻性。
空气泡剂的加入可使混凝土的抗冻性能提高,因为气泡在冰冻循环时能够储存和释放冻胀应力,减少混凝土的冻胀程度,从而减少冻害的发生。
二、控制水灰比控制混凝土的水灰比能够提高混凝土的抗冻性。
水灰比降低可以减少混凝土的孔隙度和孔隙尺寸,从而降低冻胀的程度。
在低温下,水化产物溶解度降低,水化反应速率减慢,降低了混凝土的渗水性能,从而减少了可能产生的冻胀和冻害。
三、使用低温抗冻剂低温抗冻剂是一种能够提高混凝土抗冻性的化学添加剂。
它们能够减少混凝土的冻胀比例、抑制冰晶的形成和增加结冰点,从而减少混凝土的冻胀程度和冻害的发生。
在设计混凝土配合比时,可以适量掺加低温抗冻剂来提高混凝土的抗冻性。
四、加强维护和保护加强混凝土的维护和保护措施能够有效地提高混凝土的抗冻性能。
在施工过程中,应避免混凝土受到冻融循环的影响,及时覆盖和保温混凝土,防止其遭受冻胀和冻害。
此外,定期对已经使用的混凝土进行养护和维修,修补可能存在的损坏,也是提高混凝土抗冻性的重要措施。
五、合理设计混凝土配合比混凝土的配合比设计对于其抗冻性能起着至关重要的作用。
合理的配合比设计能够使混凝土具有较低的孔隙度和孔隙率,从而降低冻胀的程度。
在设计配合比时,应根据使用环境和要求,结合具体的实际情况,选用合适的材料和比例进行配制。
综上所述,混凝土的抗冻性措施包括掺加空气泡剂、控制水灰比、使用低温抗冻剂、加强维护和保护以及合理设计混凝土配合比。
采取这些措施能够有效地提高混凝土的抗冻性能,保证其在低温环境下的使用功能和寿命。
在实际工程中,应根据具体情况选择适当的抗冻性措施,并结合其他施工要求和技术措施,确保混凝土的质量和性能。
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。
混凝土的抗冻性检测与应用
混凝土的抗冻性检测与应用在建筑领域,混凝土是一种广泛使用的材料,然而,其在寒冷环境中的性能表现至关重要。
混凝土的抗冻性直接关系到建筑物的耐久性和安全性。
因此,对混凝土抗冻性的检测以及在实际工程中的合理应用具有极其重要的意义。
首先,我们来了解一下什么是混凝土的抗冻性。
简单来说,混凝土的抗冻性是指其在饱水状态下,能够经受多次冻融循环而不被破坏,保持其原有性能的能力。
当混凝土处于寒冷环境中,孔隙中的水结冰膨胀,会对混凝土内部结构产生压力,如果混凝土的抗冻性能不足,反复的冻融循环会导致混凝土内部出现裂缝、剥落等损坏,从而影响其强度和耐久性。
那么,如何检测混凝土的抗冻性呢?目前,常见的检测方法主要有快冻法和慢冻法。
快冻法是一种较为常用的检测方法。
在实验中,将混凝土试件放入快速冻融试验机中,通过快速交替的冻融循环,模拟实际环境中的恶劣条件。
在规定的冻融循环次数后,观察混凝土试件的外观变化、质量损失以及抗压强度等指标,来评估其抗冻性能。
慢冻法则是将混凝土试件在低温和常温的水中交替浸泡,经过一定次数的循环后,检测混凝土的性能变化。
这种方法虽然试验周期较长,但能够更接近自然环境中的冻融过程。
在进行抗冻性检测时,试件的制备和养护也非常关键。
试件应具有代表性,其配合比、成型工艺和养护条件应与实际工程中的混凝土相同。
同时,检测环境的温度、湿度等参数也需要严格控制,以确保检测结果的准确性和可靠性。
了解了检测方法,接下来我们看看混凝土抗冻性在实际工程中的应用。
在寒冷地区的建筑工程中,如我国的东北、西北地区,混凝土的抗冻性是必须要考虑的重要因素。
对于道路、桥梁等基础设施,良好的抗冻性能能够保证其在冬季的正常使用,减少维修和重建的成本。
在水利工程中,大坝、渠道等混凝土结构长期与水接触,抗冻性更是至关重要。
如果混凝土抗冻性能不佳,冻融循环会导致结构的破坏,影响水利设施的正常运行,甚至可能引发安全事故。
在民用建筑中,如住宅、商业建筑等,虽然不像基础设施那样面临极端的寒冷条件,但混凝土的抗冻性仍然会影响建筑物的使用寿命和外观质量。
混凝土抗冻性能标准
混凝土抗冻性能标准一、前言混凝土是建筑工程中常用的材料之一,而且其使用范围非常广泛。
然而,混凝土在冬季易受到冻融作用的影响,导致混凝土结构的破坏,严重影响混凝土结构的使用寿命和安全性。
因此,对混凝土材料的抗冻性能进行标准化,是保障混凝土结构安全、延长其使用寿命的重要途径。
二、混凝土抗冻性能的定义混凝土抗冻性能是指混凝土在低温条件下能够承受冻融循环的能力。
混凝土抗冻性能的好坏直接关系到混凝土结构的使用寿命和安全性。
三、混凝土抗冻性能的测试方法1. 冻融试验:通过模拟混凝土在低温条件下受到的冻融循环作用,测试混凝土的抗冻性能。
冻融试验的具体操作步骤如下:(1)混凝土试件的制备:按照标准规定的配合比,将混凝土试件制备成标准尺寸。
(2)试件的养护:将试件放入恒温恒湿室中养护,保证试件的强度达到标准要求。
(3)试件的浸水:将试件放入水中浸泡24小时以上,使其充分吸水。
(4)试件的冻融:将试件放入恒温恒湿箱中,按照标准规定的温度和时间进行冻融循环试验。
(5)试件的强度测试:将试件取出,进行强度测试。
根据试件的残余强度来评估其抗冻性能。
2. 盐膨胀试验:通过模拟混凝土在含盐水中的膨胀作用,测试混凝土的耐盐性和抗冻性能。
四、混凝土抗冻性能的评价指标1. 残余强度:冻融试验中,试件经过一定的冻融循环后,其残余强度与试件初始强度的比值,越高说明其抗冻性能越好。
2. 体积稳定性:冻融试验中,试件经过一定的冻融循环后,其体积稳定性越好说明其抗冻性能越好。
3. 耐盐性:盐膨胀试验中,试件经过一定的盐膨胀循环后,其残余强度与试件初始强度的比值,越高说明其耐盐性和抗冻性能越好。
五、混凝土抗冻性能的标准1. 混凝土抗冻性能分级标准根据混凝土的抗冻性能,将其分为一、二、三、四级。
具体标准如下:(1)一级混凝土:经过冻融试验,试件的残余强度应不低于试件初始强度的80%,体积稳定性应不低于试件初始体积的97.5%。
(2)二级混凝土:经过冻融试验,试件的残余强度应不低于试件初始强度的70%,体积稳定性应不低于试件初始体积的95%。
混凝土抗冻性标准
混凝土抗冻性标准一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的重要建筑材料,其性能的稳定性和可靠性对于建筑工程的安全与持久性有着至关重要的影响。
在气候寒冷的地区,混凝土的抗冻性能更是成为衡量建筑工程质量的重要指标之一。
因此,确立混凝土抗冻性标准,对于提高建筑工程的质量和保障人民生命财产安全具有十分重要的意义。
二、混凝土抗冻性的概念混凝土抗冻性是指混凝土在低温环境下所能承受的冻融循环次数或者温度变化范围的能力。
常规情况下,混凝土抗冻性的指标为混凝土在经过50次冻融循环后的强度损失率,即混凝土的冻融循环强度损失率。
三、混凝土抗冻性标准1. 抗冻性等级根据混凝土的抗冻性能,混凝土抗冻性等级可以分为F50、F60、F70、F80、F100和F150等级。
其中,F50代表混凝土在经过50次冻融循环后的强度损失率,F60、F70、F80、F100和F150均按照此类推。
2. 抗冻性指标混凝土抗冻性指标包括:混凝土抗冻循环次数、混凝土抗冻强度损失率、混凝土温度变化范围等。
(1) 抗冻循环次数抗冻循环次数是指混凝土在低温环境下所能承受的冻融循环次数。
在混凝土抗冻性标准中,常规要求混凝土的抗冻循环次数不少于50次。
(2) 抗冻强度损失率混凝土抗冻强度损失率是指混凝土在经过一定次数的冻融循环后强度损失的百分比。
在混凝土抗冻性标准中,常规要求混凝土的抗冻强度损失率不大于20%。
(3) 温度变化范围温度变化范围是指混凝土在低温环境下的温度变化范围。
在混凝土抗冻性标准中,常规要求混凝土的温度变化范围不大于40℃。
3. 抗冻性试验混凝土抗冻性试验是指通过在低温环境下进行冻融循环试验,来测试混凝土在低温环境下的抗冻性能。
混凝土抗冻性试验需要满足以下条件:(1) 测试温度范围混凝土抗冻性试验的测试温度范围应在-15℃至-40℃之间,根据混凝土的使用环境确定。
(2) 冻融循环方式混凝土抗冻性试验的冻融循环方式应采用标准冻融试验方法,即在规定的温度范围内进行多次冻融循环。
混凝土抗冻性能试验方法有哪些
混凝土抗冻性能试验方法有哪些混凝土作为一种广泛应用于建筑工程中的材料,其抗冻性能是一个至关重要的指标。
在寒冷地区或经受冻融循环作用的环境中,混凝土的抗冻性能直接影响着结构的耐久性和安全性。
为了评估混凝土的抗冻性能,科学家和工程师们开发了多种试验方法。
接下来,让我们一起了解一下这些常见的混凝土抗冻性能试验方法。
一、快冻法快冻法是目前应用较为广泛的一种混凝土抗冻性能试验方法。
该方法通过快速地交替进行冻融循环,模拟混凝土在实际使用中所经受的冻融作用。
试验过程中,将混凝土试件置于特制的试验设备中,在规定的低温下冻结一定时间,然后在规定的高温下融化一定时间,如此反复进行。
在冻融循环过程中,监测混凝土试件的质量损失、相对动弹性模量等指标的变化。
快冻法的优点在于试验周期相对较短,能够在较短的时间内对混凝土的抗冻性能做出评估。
然而,该方法对于试验设备的要求较高,需要精确控制温度和时间等参数。
二、慢冻法慢冻法与快冻法不同,它的冻融循环速度较慢。
在慢冻法中,混凝土试件在较低的温度下冻结较长时间,然后在常温下融化。
同样地,通过多次冻融循环,观察混凝土试件的外观变化、质量损失以及强度损失等。
慢冻法的优点是试验条件相对较为简单,对设备的要求没有快冻法那么高。
但是,由于冻融循环速度慢,试验周期较长,不太适用于需要快速得到结果的情况。
三、盐冻法在一些特殊的环境中,如沿海地区或冬季使用除冰盐的道路,混凝土不仅要经受冻融作用,还要受到盐溶液的侵蚀。
盐冻法就是为了模拟这种情况而设计的试验方法。
试验时,将混凝土试件浸泡在一定浓度的盐溶液中,然后进行冻融循环。
通过测量试件的表面剥落情况、质量损失以及强度变化等来评估混凝土的抗冻性能。
盐冻法能够更真实地反映混凝土在盐侵蚀和冻融共同作用下的性能,但试验过程相对复杂,需要严格控制盐溶液的浓度和试验条件。
四、单面冻融法单面冻融法主要用于研究混凝土在单面受冻情况下的抗冻性能。
在试验中,混凝土试件只有一个表面暴露在低温环境中,而其他表面则进行保温处理。
混凝土抗冻性能
混凝土抗冻性能混凝土材料是一种常用的建筑材料,其抗冻性能在低温环境下的表现直接关系到其使用寿命和工程质量。
为了保证混凝土在冬季或寒冷地区的使用安全可靠,需要对混凝土的抗冻性能进行充分了解和评估。
本文将就混凝土抗冻性能的影响因素、测试方法以及提高混凝土抗冻性能的措施进行探讨。
1. 混凝土抗冻性能的影响因素混凝土的抗冻性能受到多种因素的影响,主要包括以下几点:1.1 混凝土配合比混凝土的配合比是指水泥、砂、骨料和掺合料在一定比例下的配合关系。
合理的配合比可以使混凝土拥有更好的抗冻性能。
一般来说,水泥用量适宜,砂和骨料的粒径要合理搭配,掺合料的种类和掺量也要根据具体情况进行选择。
1.2 混凝土强度混凝土的强度对其抗冻性能有重要影响。
强度较低的混凝土在低温下易出现冻融破坏,而高强度混凝土则具有更好的抗冻性能。
因此,在选择混凝土配合比和水化时间上,应注重保证混凝土的强度。
1.3 混凝土孔隙结构混凝土的孔隙结构对其抗冻性能起着重要的作用。
混凝土中存在的大孔隙和过多的孔隙会导致水分进入混凝土内部,在冻融循环中会引起混凝土的破坏。
因此,合理控制混凝土的孔隙率和孔径分布是提高其抗冻性能的关键。
2. 混凝土抗冻性能的测试方法为了评估混凝土的抗冻性能,常常采用以下几种测试方法:2.1 冻融循环试验冻融循环试验是评估混凝土抗冻性能的一种常用方法。
该方法通过将封闭的混凝土试件暴露在冻融环境中,观察试件的质量损失、抗压强度变化等指标来评估混凝土的抗冻性能。
2.2 渗透性试验渗透性试验是评估混凝土孔隙结构和渗透性的重要方法。
通过测定混凝土试件的渗透系数、吸水率等指标,可以间接反映混凝土的抗冻性能。
2.3 动态力学性能测试动态力学性能测试是评估混凝土整体性能的方法之一,也可以用于评估混凝土的抗冻性能。
该方法通过测量混凝土试件的动态模量、损耗因子等指标,来评估混凝土在冻融循环中的抗冻性能。
3. 提高混凝土抗冻性能的措施为了提高混凝土的抗冻性能,可以采取以下几种措施:3.1 控制配合比合理控制混凝土的配合比,确保砂浆中的水灰比适宜,水泥用量合理,能够形成较好的水化产物,提高混凝土的抗冻性能。
混凝土的抗冻性标准要求
混凝土的抗冻性标准要求I. 概述混凝土是建筑工程中最常用的材料之一,其抗冻性能是保证工程质量的重要指标之一。
抗冻性是指混凝土在低温下能承受冻融循环所产生的影响而不产生明显损伤的能力。
因此,制定混凝土抗冻性标准要求对于保障工程质量、延长工程使用寿命具有重要的意义。
II. 抗冻性标准的主要内容混凝土抗冻性标准的主要内容包括混凝土抗冻等级、冻融循环试验、抗冻剂、混凝土配合比设计等。
1. 混凝土抗冻等级混凝土抗冻等级是针对混凝土的抗冻性能进行分类的一种方法。
混凝土抗冻等级一般从F50到F300,数字越大,抗冻性能越好。
我国规定,工程建设应使用不低于F200的混凝土,特殊工程应根据具体情况确定抗冻等级。
2. 冻融循环试验冻融循环试验是评价混凝土抗冻性能的重要方法之一。
冻融循环试验一般包括模拟低温环境、冻结、解冻等环节。
我国规定,混凝土的冻融循环试验次数应不少于100次,试验期限应不少于1年。
3. 抗冻剂抗冻剂是提高混凝土抗冻性能的重要方法之一。
抗冻剂的种类繁多,常用的包括氯化钙、氯化钠、氯化钾、硫酸钙等。
在使用抗冻剂时,应注意抗冻剂的种类、用量和掺和时间等因素。
4. 混凝土配合比设计混凝土配合比设计是保证混凝土抗冻性能的重要措施之一。
混凝土的配合比设计应根据工程环境、材料性能和设计要求等因素进行综合考虑。
在配合比设计中,应注意控制水灰比、控制骨料尺寸、控制拌合时间等因素。
III. 抗冻性标准的实施混凝土抗冻性标准的实施需要注意以下几点:1. 抗冻性标准的普及:混凝土抗冻性标准的普及是保证工程建设质量的重要措施之一。
需要加强对工程建设人员和施工人员的培训和宣传,提高他们对混凝土抗冻性标准的认识和重视程度。
2. 抗冻性标准的检测:混凝土抗冻性标准的检测是保证工程建设质量的重要措施之一。
需要加强对检测机构的管理和监督,保证检测结果的准确性和可靠性。
3. 抗冻性标准的更新:混凝土抗冻性标准需要根据工程建设的需要进行更新和完善。
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混凝土抗冻性1.前言商品混凝土的耐久性是商品混凝土抵抗气候变化、化学侵蚀、磨损或任何其它破坏过程的能力,当在暴露的环境中,能耐久的商品混凝土应保持其形态、质量和使用功能。
商品混凝土的耐久性研究内容包括:钢筋锈蚀、化学腐蚀、冻融破坏、碱集料破坏。
商品混凝土的抗冻性作为商品混凝土耐久性的一个重要内容,在北方寒冷地区工程中是急待解决的重要问题之一。
我国地域辽阔,有相当大的部分处于严寒地带,致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。
根据全国水工建筑物耐久性调查资料,在32座大型商品混凝土坝工程、40余座中小型工程中,22%的大坝和21%的中小型水工建筑物存在冻融破坏问题,大坝商品混凝土的冻融破坏主要集中在东北、华北、西北地区。
尤其在东北严寒地区,兴建的水工商品混凝土建筑物,几乎100%工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。
除三北地区普遍发现商品混凝土的冻融破坏现象外,地处较为温和的华东地区的商品混凝土建筑物也发现有冻融现象。
因此,商品混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要问题之一,严重影响了建筑物的长期使用和安全运行,为使这些工程继续发挥作用和效益,各部门每年都耗费巨额的维修费用,而这些维修费用为建设费用的1~3倍。
美国投入商品混凝土基建工程的总造价为16万亿美元,据估计今后每年用于商品混凝土工程维修和重建的费用估计达3000亿美元。
2.外加剂改善抗冻耐久性技术研究动态2.1引气剂长期的工程实践与室内研究资料表明:提高商品混凝土抗冻耐久性的一个十分重要而有效的措施是在商品混凝土拌合物中掺入一定量的引气剂。
引气剂是具有增水作用的表面活性物质,它可以明显的降低商品混凝土拌合水的表面张力和表面能,使商品混凝土内部产生大量的微小稳定的封闭气泡。
这些气泡切断了部分毛细管通路能使商品混凝土结冰时产生的膨胀压力得到缓解,不使商品混凝土遭到破坏,起到缓冲减压的作用。
这些气泡可以阻断商品混凝土内部毛细管与外界的通路,使外界水份不易浸入,减少了商品混凝土的渗透性。
同时大量的气泡还能起到润滑作用,改善商品混凝土和易性。
因此,掺用引气剂,使商品混凝土内部具有足够的含气量,改善了商品混凝土内部的孔结构,大大提高商品混凝土的抗冻耐久性。
国内外的大量研究成果与工程实践均表明引气后商品混凝土的抗冻性可成倍提高。
美国是最早开始研究引气剂的国家,自1934年在美国堪萨斯州与纽约州道路工程施工中发现引气商品混凝土,至今已有半个多世纪。
挪威1974年首次在大坝中使用引气剂,经过20年运行后,掺引气剂的商品混凝土表面完好无损,而未掺引气剂的商品混凝土则已遭受较严重的冻融破坏。
我国这方面的工作始于50年代。
我国商品混凝土学科创始人吴中伟教授,在50年代初期就强调了商品混凝土抗冻的重要性,并创先研制了松香热聚物加气剂(引气剂),应用于治淮水利商品混凝土工程,开创了我国采用引气剂而提高商品混凝土抗冻耐久性的先河。
范沈抚(1991年)分析了掺引气剂商品混凝土的抗压强度和抗冻耐久性,得出与上述同样结论:掺用引气剂,使商品混凝土达到足够的含气量要求,可改善商品混凝土的孔结构性质,并明显改善商品混凝土的抗冻耐久性。
国内外许多学者研究了影响商品混凝土抗耐久性的因素,Seibel,Sellebold,Malhotra,Pigen等人研究表明:商品混凝土的含气量、临界气泡间距、水灰比、骨料、临界饱水度和降温速度等因素综合决定了商品混凝土的抗冻耐久性能。
StarkandLudwig(1993)提出:水泥熟料中C3A的含量的增加会提高其商品混凝土的抗冻耐久性,但会降低商品混凝土抵抗盐冻能力。
OsamaA.Mohamed(1998)研究了水泥品种,引气剂质量及引气的方法对商品混凝土抗冻融耐久性影响,得出:引气能显著提高商品混凝土的抗冻融性,然而,长期处于冻融循环的商品混凝土的抗冻能力则取决于天气的恶劣程度及冻融周期的频率。
关英俊,范沈抚(1990)讨论了提高水工商品混凝土抗冻耐久性的技术措施,提出耐冻商品混凝土必须正确进行配合比设计,掺优质引气剂,减小水灰比,合理选用原材料,还要严格按施工规范技术要求施工,加强养护。
范沈抚(1993)进一步研究得出:商品混凝土孔结构性质是影响商品混凝土抗冻耐久性的根本所在。
商品混凝土的抗冻耐久性随孔结构性质变化而变化,当孔间距系数小于250μm时,商品混凝土抗冻耐久性指数基本能达到60%以上,即可经受300次快速冻融循环试验。
这一点与Powers的临界孔间距概念相符:早在50年代,鲍尔斯(T.C.Powers)等人首先开展了掺引气剂硬化商品混凝土孔结构的测试分析研究,并提出了满足商品混凝土抗冻耐久性要求的孔间距系数的重要概念:即当孔间距小于临界孔间距(<250μm)时商品混凝土是抗冻的。
宋拥军(1999)认为,只要引气量合适,普通商品混凝土均能获得较高的抗冻耐久性。
引气商品混凝土中气泡平均尺寸及其间距随水灰比的增大而加大,同时水泥浆中可冻水的百分率也相应加大,从而导致商品混凝土抗冻耐久性的显著下降,因此,不能忽视对水灰比的限制。
朱蓓蓉,吴学礼,黄土元(1999)认为:合理的气泡结构是商品混凝土抗冻耐久性得以真正改善的关键,然而,气泡体系形成、稳定与气泡结构的建立密不可分,因此高度重视气泡体系稳定性的问题就显得更加重要。
他们根据国外的研究成果和部分实验结果得出结论:影响商品混凝土中气泡体系形成与稳定性的因素有商品混凝土各组成材料、商品混凝土配合比、拌合物特性以及外界条件,如环境温度、搅拌、运输和浇灌技术等。
针对不同环境条件、不同工程要求的商品混凝土,必须进行适应性试验,才能使得硬化商品混凝土具有设计所要求的含气量和合理的气泡结构,增进了商品混凝土工程界对引气剂应用技术的认识。
由以上众多学者的研究表明:商品混凝土孔结构性质是影响商品混凝土抗冻耐久性及其它性质的根本所在。
掺引气剂可以改善商品混凝土孔结构性质,因此,测试硬化商品混凝土孔结构性质是研究商品混凝土抗冻耐久性能的有效途径和方法之一。
引气剂的掺入虽然是提高商品混凝土抗冻耐久性最有效的手段,但引气剂的掺入同时会引起商品混凝土其它性能降低,如强度、耐磨蚀能力等。
2.2减水剂目前,减水剂的应用也成为商品混凝土不可缺少的组份,使用减水剂可以大幅度降低商品混凝土的水灰比(水胶比),提高商品混凝土的强度和致密性,使商品混凝土抵抗冻融破坏的能力提高,从而提高商品混凝土的抗冻耐久性。
迟培云,李金波,扬旭等(2000)研究了在商品混凝土中掺入高效减水剂可取得的技术经济效果如下:(1)保持和易性不变,可减水25%,R28%提高90%,抗渗性提高4~5倍;(2)保持和易性不变,节约水泥25%,R28提高26%,抗渗性提高2倍;(3)保持用水量和水泥用量不变,R28提高27%,抗渗性提高3倍。
3.活性的矿物掺合料改善商品混凝土抗冻耐久性技术研究动态商品混凝土是各种建筑工程上应用最广泛、用量最多的人造建筑材料,目前,我国正处在大规模的基础建设时期,对商品混凝土的需求量也就更大。
因此,有效地降低商品混凝土的成本,提高商品混凝土的各项技术性能,对于充分利用有限的投资,延长商品混凝土结构的使用寿命,减少自然资源的消耗,保护生态平衡,有着非常巨大的经济效益和社会效益。
在商品混凝土的基本组成材料中,水泥的价格最贵,因此,在满足对商品混凝土质量要求的前提下,单位体积商品混凝土的水泥用量愈少愈经济。
因此,用一些具有活性的掺和料(硅粉、矿渣、粉煤灰)来替代一部分水泥正在被广泛的应用。
3.1硅粉的掺入近年来,硅粉商品混凝土也已应用于商品混凝土工程各个领域,其抗冻耐久性问题已引起人们的普遍重视,在丹麦、美国、挪威等国家,硅粉作为商品混凝土混合材已经得到了广泛的应用。
但关于硅粉商品混凝土的抗冻耐久性,各国学者结论各异。
日本的Yamato等人通过试验得出结果:非引气商品混凝土当水/(水泥+硅粉)=0.25,不管硅粉的掺量如何,皆具有良好的抗冻耐久性。
加拿大的Malhotra 等人通过试验得出:引气硅粉商品混凝土不管水灰比多少,硅粉掺量15%以下时都具有较高的抗冻耐久性。
我国学者丁雁飞,孙景进(1991)通过实验探讨了硅粉对商品混凝土抗冻耐久性的影响,得出结论:非引气硅粉商品混凝土的抗冻耐久性与基准商品混凝土比较,在胶结材总量相同,塌落度不变的条件_下,非引气硅粉商品混凝土的抗冻能力高。
范沈抚(1990)得出:在相同含气量的情况下,掺15%的硅粉商品混凝土比不掺硅粉的基准商品混凝土,气孔结构有很大的改善。
硅粉对抗冻耐久性有显著的效果,但硅粉的产量有限而且成本较高。
3.2矿渣的掺入磨细矿渣与商品混凝土内水泥水化生成的Ca(OH)2结合具有潜在的活性,但磨细矿渣对提高商品混凝土的抗冻融性目前也不少研究。
张德思,成秀珍(1999)通过试验得出结论:随着矿渣掺量的增加,其商品混凝土的抗冻融性能愈差,但掺合比例合适时,抗冻性能与普通商品混凝土相比有较大改善。
3.3粉煤灰的掺入国内外粉煤灰应用已有几十年的历史。
最早研究粉煤灰在商品混凝土中应用的是美国加洲理工学院的R.E.Davis,1993年他首次发表了关于粉煤灰用于商品混凝土的研究报告。
到本世纪五、六十年代,粉煤灰作为一种工业废料,其活性性能被进一步研究和推广,不仅仅是为了节约水泥,更主要是为了改善和提高商品混凝土的性能。
美国加洲大学Mehta教授指出,应用大掺量粉煤灰(或磨细矿渣),是今后商品混凝土技术进展最有效、也是最经济的途径。
国内外有关资料表明:粉煤灰商品混凝土的抗冻能力随粉煤灰掺量的增加而降低,和相同强度等级的普通商品混凝土相比较,28d龄期的粉煤商品混凝土试件抗冻耐久性试验结果偏低,随着粉煤灰商品混凝土技术的深入研究和发展,引气粉煤灰商品混凝土的抗冻耐久性研究已越来越多地引起人们的关注。
LinhuaJiang等学者(2000)通过研究高掺量粉煤灰商品混凝土水化作用得出:粉煤灰的掺量和水灰比影响了高掺量粉煤灰商品混凝土的孔结构,并且随着掺量和水灰比的增加而孔隙率增加,但随时间的延长,孔隙率会下降。
这是因为粉煤灰的掺入改善了商品混凝土的孔尺寸,但最大掺量不得超过70%。
游有鲲、缪昌文、慕儒等(2000)对粉煤灰高性能商品混凝土抗冻耐久性的研究表明:水胶比在0.25-0.27范围内,随着粉煤灰内掺量的提高,不掺引气剂,商品混凝土抗冻耐久性随粉煤灰增加而增加。
当掺引气剂后,商品混凝土抗冻耐久性有先升后降的趋势,既存在最佳的粉煤灰掺量为30%。
习志臻(1999)认为:相对于许多商品混凝土而言,粉煤灰高性能商品混凝土提高了商品混凝土的抗渗、抗冻、抗碳化能力。
田倩、孙伟(1997)讨论了掺入硅灰、超细粉煤灰及两者的复合物对抗冻耐久性能的影响以及钢纤维的阻裂效应对商品混凝土抗冻耐久性能的作用。