影响混凝土抗冻性主要因素
混凝土抗冻性能的影响因素及原理
混凝土抗冻性能的影响因素及原理混凝土抗冻性能是指混凝土在低温环境下的抵抗冻融循环破坏的能力,是混凝土的重要性能之一。
混凝土抗冻性能的影响因素主要包括材料、结构和环境三个方面。
本文将从这三个方面详细介绍混凝土抗冻性能的影响因素及其原理。
一、材料因素对混凝土抗冻性能的影响1.水泥水泥是混凝土中最重要的材料之一,其质量对混凝土的抗冻性能有着重要的影响。
一般来说,水泥的早期强度越高,其抗冻性能越好。
这是因为早期强度高的水泥,其水化程度也更高,能够更好地填充混凝土中的孔隙和缝隙,减少混凝土内部的孔隙度,从而降低混凝土的渗透性和吸水率,提高混凝土的抗冻性能。
2.骨料骨料是混凝土中的重要组成部分,其质量对混凝土的抗冻性能也有着重要的影响。
一般来说,骨料的强度、密度和形状等都会影响混凝土的抗冻性能。
强度高、密度大、形状规则的骨料,能够更好地填充混凝土中的孔隙和缝隙,减少混凝土内部的孔隙度,从而提高混凝土的抗冻性能。
3.掺合料掺合料是混凝土中的辅助材料,如矿渣粉、飞灰等。
适量掺入掺合料可以改善混凝土的抗冻性能。
这是因为掺合料中含有一定量的氧化钙、氧化镁等化合物,能够与水泥中的氢氧化钙、氢氧化镁等化合物反应生成较为稳定的水化产物,填充混凝土中的孔隙和缝隙,减少混凝土内部的孔隙度,从而提高混凝土的抗冻性能。
二、结构因素对混凝土抗冻性能的影响1.配筋率配筋率是混凝土结构中钢筋与混凝土截面面积之比。
适当的配筋率能够增强混凝土的抗冻性能。
这是因为增加配筋率可以提高混凝土的抗张强度和抗弯强度,减少混凝土内部的裂缝,从而降低混凝土的渗透性和吸水率,提高混凝土的抗冻性能。
2.浇筑与养护混凝土的浇筑和养护过程是影响混凝土抗冻性能的重要因素。
浇筑时要按照规定的施工工艺和施工要求进行,避免出现孔洞、空鼓等现象。
在养护过程中要控制混凝土的温度和湿度,防止混凝土过早失去水分,导致混凝土内部的微观结构不稳定,从而降低混凝土的抗冻性能。
三、环境因素对混凝土抗冻性能的影响1.温度温度是影响混凝土抗冻性能的重要环境因素。
混凝土抗冻性能分析原理
混凝土抗冻性能分析原理混凝土是一种广泛使用的建筑材料,其性能的稳定性和可靠性对于建筑物的安全和使用寿命有着重要的影响。
其中,混凝土的抗冻性能是评估混凝土性能的重要指标之一。
本文将从混凝土抗冻性能的定义、影响因素以及分析方法等方面进行详细的介绍和分析。
一、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环境下的抗冻破坏能力。
混凝土在低温环境下,由于水的膨胀作用,会引起混凝土的龟裂和剥落现象,从而严重影响混凝土的性能和稳定性。
因此,评估混凝土的抗冻性能对于保证混凝土的使用寿命和安全性具有重要的意义。
二、混凝土抗冻性能的影响因素混凝土抗冻性能的影响因素主要包括以下几个方面:1. 混凝土的配合比和强度等性能指标混凝土的配合比和强度等性能指标对混凝土的抗冻性能有着重要的影响。
一般来说,混凝土的强度越高,其抗冻性能也越强。
同时,合理的配合比可以提高混凝土的密实性和耐久性,从而增强混凝土的抗冻性能。
2. 混凝土中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之一。
混凝土中的气孔结构可以影响混凝土的渗透性、密实性和强度等性能指标。
当混凝土中的气孔结构较为稳定且分布均匀时,可以有效地减少混凝土在低温环境下的龟裂和剥落现象,从而提高混凝土的抗冻性能。
3. 混凝土中的化学掺合料混凝土中的化学掺合料,如矿渣粉、硅灰等,可以影响混凝土的抗冻性能。
这些化学掺合料可以在混凝土中形成较为稳定的水化产物,从而有效地减少混凝土中的气孔结构,提高混凝土的密实性和抗冻性能。
4. 混凝土中的冻融循环次数和温度变化范围混凝土在低温环境下的冻融循环次数和温度变化范围对混凝土的抗冻性能也有着重要的影响。
一般来说,混凝土在低温环境下的冻融循环次数越多、温度变化范围越大,其抗冻性能也越差。
三、混凝土抗冻性能的分析方法混凝土抗冻性能的分析方法主要包括以下几个方面:1. 低温环境下混凝土性能测试低温环境下混凝土性能测试是评估混凝土抗冻性能的重要方法之一。
混凝土抗冻性的原理
混凝土抗冻性的原理一、引言混凝土是一种常见的建筑材料,具有优异的力学性能和耐久性能。
然而,在寒冷地区,混凝土的抗冻性能成为一项关键指标,影响着混凝土结构的使用寿命和安全性。
本文将从混凝土抗冻性的原理展开,阐述混凝土抗冻性的机理及其影响因素。
二、混凝土抗冻性的定义混凝土抗冻性是指混凝土在低温环境下不发生冻胀或冻害的能力。
冻害是指混凝土在冻融循环过程中发生的物理和化学变化,包括冻胀、冻裂、剥落、脱落等。
三、混凝土抗冻性的机理混凝土抗冻性主要与以下因素有关:1.水泥基体的强度混凝土的强度与其抗冻性密切相关。
水泥基体的强度越高,抗冻性越好。
这是因为在低温环境下,混凝土受到的内部应力增大,如果水泥基体的强度不足,就会出现裂纹,导致冻胀和冻裂。
2.混凝土的孔隙结构混凝土的孔隙结构是影响其抗冻性的重要因素。
孔隙结构分为大孔和小孔两种。
大孔会导致混凝土的抗压强度降低,容易产生冻胀和冻裂。
小孔会阻碍水分流动,减少冻胀和冻裂的机会。
3.混凝土中的渗透压力在低温环境下,混凝土中的水分会结冰膨胀,产生渗透压力。
如果混凝土中的渗透压力大于其抗冻性能,则会发生冻胀和冻裂。
4.混凝土中的气孔率混凝土中的气孔率是指混凝土中孔隙空气体积与混凝土总体积之比。
气孔率越大,混凝土的抗冻性越差。
这是因为气孔会导致混凝土中的水分易于凝结,在冻融循环过程中易于产生冻胀和冻裂。
5.混凝土中的抗冻剂抗冻剂是一种用于提高混凝土抗冻性的添加剂。
抗冻剂可以改变混凝土孔隙结构,增加混凝土的密实度,提高混凝土的抗冻性。
常见的抗冻剂有氯化钙、硝酸盐、磷酸盐等。
四、混凝土抗冻性的影响因素混凝土抗冻性受到以下因素的影响:1.混凝土的配合比混凝土的配合比是指混凝土中水、水泥、砂子、骨料等各种原材料的比例。
不同的配合比会影响混凝土的强度和孔隙结构,从而影响其抗冻性。
2.混凝土的养护方式混凝土的养护方式是影响其抗冻性的关键因素之一。
养护方式包括水养护、湿养护、干养护等。
混凝土抗冻性增强方法
混凝土抗冻性增强方法一、前言混凝土是建筑工程中常见的一种材料,其强度、耐久性等性能对建筑物的质量和寿命有着重要的影响。
在冬季,由于气温低,空气中含有的水分会凝结成冰,进而引起混凝土的冻胀损伤。
因此,提高混凝土的抗冻性能是十分必要的。
本文将介绍混凝土抗冻性增强的方法。
二、混凝土抗冻性能的影响因素混凝土的抗冻性能受多种因素的影响。
以下是几个主要因素:1. 混凝土的材料组成:混凝土的材料组成对其抗冻性能有着重要的影响。
一般来说,水泥、砂、碎石等材料的性质越好,混凝土的抗冻性能越好。
2. 混凝土的水胶比:水胶比是指混凝土中水的重量与固体材料中胶体(水泥和粉状材料)的重量之比。
水胶比越小,混凝土的抗冻性能越好。
3. 混凝土的配合比:混凝土的配合比对其抗冻性能也有影响。
一般来说,砂、碎石等骨料的用量越多,混凝土的抗冻性能越好。
4. 混凝土的制作工艺:混凝土的制作工艺也会影响其抗冻性能。
制作过程中需要控制好混凝土的水分含量和坍落度,以保证混凝土的密实性。
5. 混凝土的养护方法:混凝土的养护方法也会影响其抗冻性能。
一般来说,混凝土养护要充分,保持其表面湿润,避免在养护期间受到冻融循环的影响。
三、混凝土抗冻性增强方法1. 添加抗冻剂:抗冻剂是一种能够减少混凝土冻胀损伤的化学物质。
常见的抗冻剂有氯化钠、氯化钙、硫酸钠等。
这些抗冻剂能够降低混凝土的冰点温度,从而减少冰的形成和膨胀。
2. 添加空气剂:空气剂是一种能够增加混凝土孔隙率的化学物质。
通过添加空气剂,可以在混凝土中形成微小的气泡,提高混凝土的抗冻性能。
3. 添加纤维材料:纤维材料是一种能够增强混凝土韧性和抗裂性的材料。
常见的纤维材料有聚丙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维等。
添加纤维材料可以提高混凝土的抗冻性能,并且增强混凝土的耐久性。
4. 加强混凝土的密实性:混凝土的密实性对其抗冻性能有着重要的影响。
在混凝土的制作过程中,需要控制好混凝土的水分含量和坍落度,以保证混凝土的密实性。
混凝土抗冻性能的原理及其影响因素
混凝土抗冻性能的原理及其影响因素一、混凝土抗冻性能的定义和意义混凝土抗冻性能是指混凝土在低温环境下受到冻融循环作用时不发生破坏的能力。
混凝土抗冻性能好的结构物能够在寒冷地区正常使用,同时也能够减少维护和修缮的成本。
二、混凝土抗冻性能的影响因素混凝土抗冻性能受到多种因素的影响,其中主要包括以下几个方面:1. 水泥的种类和用量:水泥是混凝土中的主要胶凝材料,不同类型和用量的水泥对混凝土抗冻性能的影响是不同的。
一般来说,强度等级高的水泥对混凝土抗冻性能的改善效果更显著。
2. 骨料的选择和配合比:混凝土中的骨料是影响混凝土抗冻性能的重要因素之一。
一般来说,用细骨料替代部分粗骨料可以改善混凝土的抗冻性能,但是过多使用细骨料会降低混凝土的强度。
3. 外加剂的种类和用量:外加剂是提高混凝土抗冻性能的重要手段之一。
常用的外加剂包括减水剂、空气泡剂、增塑剂等,不同类型和用量的外加剂对混凝土抗冻性能的影响也是不同的。
4. 混凝土的含水率和施工技术:混凝土的含水率和施工技术也是影响混凝土抗冻性能的重要因素之一。
一般来说,混凝土的含水率越低,抗冻性能就越好。
同时,合理的施工技术也可以避免混凝土中存在空隙和缺陷,从而提高混凝土的抗冻性能。
三、混凝土抗冻性能的原理混凝土的抗冻性能是由多种因素共同作用的结果。
在混凝土中,水分会在低温环境下结晶形成冰晶,从而引起混凝土的膨胀和收缩。
当冰晶体积增大时,它会对混凝土的骨料和胶凝材料施加巨大的压力,从而导致混凝土的开裂和破坏。
因此,提高混凝土的抗冻性能的关键在于减少混凝土中的孔隙和缺陷,从而减少冰晶的形成和膨胀。
具体来说,混凝土抗冻性能的原理可以分为以下几个方面:1. 混凝土的微观结构:混凝土的微观结构是影响混凝土抗冻性能的关键因素之一。
在混凝土中,孔隙和缺陷会导致水分在低温环境下结晶形成冰晶,从而引起混凝土的膨胀和收缩。
因此,减少混凝土中的孔隙和缺陷是提高混凝土抗冻性能的关键。
2. 混凝土的力学性能:混凝土的力学性能也是影响混凝土抗冻性能的关键因素之一。
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。
影响混凝土抗冻性的主要因素及其对策
. 组成: ①膨胀压力 。当温度降低到 0℃以下时, 水便 23混凝 土 的饱水 状 态 混凝 土 的冻害 与其 孔 隙 的饱 水 程瘦 紧 密相 关 。 凝 结 成 冰, 结 成 冰后 体 积 膨胀 达 9 因受 毛 细 孔 水 %, 般 认 为 含 水 量 小 于 孑 隙 总 体 积 的 9 .%就 不 会 L 1 7 壁 约 束 形成 膨 胀压 力 , 而在 孔周 围 的微 观结 构 中 从
混 凝 土完 全饱 水状 态 下 , 冻结 膨 胀压 力 最大 。混 其
凝 土 的饱 水 状 态 主要 与 混 凝 土 结 构 的 部 位及 其 所 处 自然环 境有 关 。
24混 凝土 受冻 龄期 .
分 浓 度差 引 起 水分 迁移 而 形成 渗 透 压 。另 外 , 冷 过 水 迁 移 渗 透 的结 果 必 然 会 使 毛 细 孔 中 的冰 的 体 积 不 断 增大 , 而形 成 更大 的膨 胀 压力 , 从 当混凝 土受 冻
且 平 均 孔径 也增 大 ,因而 混凝 土 的抗 冻性 必 然 降 低 。国 内外 有关 规范 均规 定 了用 于不 同环境 条件下 的混凝 土最 大水 灰 比及最小 水 泥用量 。 22含气 量 . 含气 量 也是 影 响 混凝 土抗 冻 性 的主 要 因素 , 特
稳 定 性 下降 , 危及 建筑 物 的安 全性 。因此 , 凝土 的 混
性 。混凝 土 骨料 对抗 冻性 的影 响主要 体现 在 骨料 吸
水 量 的影 响及 骨料 本身 抗冻 性 的影 响 。
26外加 剂及 掺合 料 的影 响 .
次 数等 因素 。
2影 响 混 凝 土 抗 冻 性 的主 要 因 素
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。
混凝土的抗冻性设计原理
混凝土的抗冻性设计原理一、引言混凝土作为一种常见的建筑材料,其抗冻性能对于建筑的使用寿命和安全性具有重要的影响。
因此,在混凝土的设计和施工中,必须考虑其抗冻性能。
本文将详细介绍混凝土抗冻性设计的原理,包括混凝土抗冻机理、影响混凝土抗冻性能的因素、混凝土抗冻性能的评价指标以及提高混凝土抗冻性能的方法。
二、混凝土抗冻机理混凝土的抗冻机理是指混凝土在低温下发生冻融循环时,其内部结构和性能的变化过程。
在混凝土中,水分会在低温下结冰,形成冰晶。
冰晶的体积比水大,会引起混凝土内部的应力,导致混凝土破坏。
因此,混凝土的抗冻性能取决于其内部结构和性能的抗冻能力。
混凝土的内部结构包括孔隙结构和水胶比。
孔隙结构是指混凝土中的空隙和孔洞,它对混凝土的抗冻性能有很大的影响。
当水分在混凝土中结冰时,其体积膨胀会导致孔隙结构的变化,从而影响混凝土的抗冻性能。
水胶比是指混凝土中水的含量与水泥的含量之比,它对混凝土的抗冻性能也有很大的影响。
水胶比越大,混凝土中的孔隙结构越多,冻融循环时混凝土的抗冻性能就越差。
三、影响混凝土抗冻性能的因素1. 水胶比水胶比是影响混凝土抗冻性能的重要因素之一。
水胶比越大,混凝土中的孔隙结构越多,冻融循环时混凝土的抗冻性能就越差。
因此,在混凝土设计和施工中,应尽量减少水胶比,提高混凝土的密实性。
2. 骨料种类和粒径骨料种类和粒径也是影响混凝土抗冻性能的因素之一。
粒径越小、形状越圆的骨料,混凝土的抗冻性能越好。
这是因为细小的骨料可以填充混凝土中的孔隙,减少混凝土中的空隙和孔洞,从而提高混凝土的密实性和抗冻性能。
3. 混凝土的抗压强度混凝土的抗压强度也是影响混凝土抗冻性能的因素之一。
抗压强度越高,混凝土的密实性越好,孔隙结构越少,抗冻性能也就越好。
4. 混凝土配合比混凝土配合比对混凝土的抗冻性能也有很大的影响。
配合比中水胶比、水泥用量、骨料用量等因素都会影响混凝土的抗冻性能。
因此,在混凝土的设计和施工中,应合理控制混凝土配合比,提高混凝土的抗冻性能。
混凝土抗冻性的影响因素及改善措施
混凝土抗冻性的影响因素及改善措施【摘要】混凝土表面出现裂缝,从而诱导内部裂缝的开展,引起冻融破坏,可以从纤维的抗裂方面来说明其具有抗冻性。
纤维掺入混凝土中可以降低混凝土微裂缝和阻止宏观裂缝扩展,故可使其抗冻融性能提高;混凝土冻融破坏机理研究一直在进行,冻融破坏主要有冻胀开裂和表面剥落两个方面,水泥水化热与外界温差过大会成使混凝土内部产生压应力,混凝土表面产生拉应力。
【关键词】混凝土抗冻性影响因素改善措施混凝土表面出现裂缝,从而诱导内部裂缝的开展,引起冻融破坏,可以从纤维的抗裂方面来说明其具有抗冻性。
纤维掺入混凝土中可以降低混凝土微裂缝和阻止宏观裂缝扩展,故可使其抗冻融性能提高;混凝土冻融破坏机理研究一直在进行,冻融破坏主要有冻胀开裂和表面剥落两个方面,水泥水化热与外界温差过大会成使混凝土内部产生压应力,混凝土表面产生拉应力。
当温度梯度大到一定程度时,表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土表面产生裂缝。
1.影响混凝土抗冻性的主要因素1.1含气量含气量也是影响混凝土抗冻性的主要因素,尤其是加入引气剂形成的微小气孔对提高混凝土抗冻性更为重要。
为使混凝土具有较好的抗冻性,其最佳含气量约为5%—6%。
加气的混凝土不仅从耐久性的观点看是有益的,而且从改善和易性的观点看也是有利的。
混凝土中加气与偶然截留的空气不同,加气的气泡直径的数量级为0.05mm,而偶然截留的空气一般都形成大得多的气泡。
含气量测定是混凝土是否具有抗冻融性能的“传感器”。
含气量的比例达到最佳效果的时候,随着孔隙间距的缩小,可以有效的提升混凝土的抗冻性能。
研究表明,混凝土中含气量合适,抗冻性可大为提高。
滑模混凝土的含气量在4%左右时,抗冻标号可达500次左右冻融循环,达到超抗冻性混凝土要求。
若要求粉煤灰的混凝土达到4%含气量,应视粉煤灰掺量成倍增大引气剂量。
此时粉煤灰混凝土的抗冻性也能达到300次以上冻融循环,能达到高抗冻性的要求。
1.2水灰比对混凝土性能影响最大的一个环节是水灰比,在相同条件下,不同的水灰比,对混凝土的性能影响也不同,无论是密实度还是孔隙结构都是不相同的。
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。
混凝土抗冻性的提升原理
混凝土抗冻性的提升原理一、引言混凝土作为一种广泛应用于工程建设中的材料,其抗冻性是保证其使用寿命、安全性的重要因素之一。
在寒冷地区,混凝土经常受到强烈的冻融作用的影响,因此提高混凝土的抗冻性至关重要。
本文将从混凝土抗冻性的概念、影响因素等方面入手,探讨混凝土抗冻性的提升原理。
二、混凝土抗冻性的概念混凝土抗冻性是指混凝土在冻融环境下不发生破坏或破坏程度较小的能力。
混凝土的抗冻性是由其各种物理力学性能的综合作用所决定的,如强度、渗透性、孔隙率、水泥浆胶体系、骨料性质等。
三、混凝土抗冻性的影响因素1.水灰比水灰比是混凝土中水与水泥的质量比,它对混凝土的抗冻性有着重要的影响。
当水灰比过大时,混凝土中的孔隙率增大,渗透性增强,导致混凝土的抗冻性下降。
2.水泥品种和掺合料水泥品种和掺合料的种类和用量也对混凝土的抗冻性有影响。
混凝土中添加适量的掺合料可以改善混凝土的抗冻性,如矿渣粉、硅灰等。
3.骨料性质骨料的孔隙性和吸水性对混凝土的抗冻性影响较大。
骨料中孔隙率过大、孔径分布不均匀的骨料会导致混凝土的抗冻性下降。
4.气候环境条件气候环境条件对混凝土的抗冻性影响也很大。
在寒冷地区,混凝土的抗冻性要求较高,需要采用更有利于混凝土抗冻性的材料和工艺。
四、混凝土抗冻性的提升原理1.减小混凝土中的孔隙率孔隙是混凝土中的弱点,是混凝土易于受到冻融破坏的主要原因之一。
因此,减小混凝土中的孔隙率可以提升混凝土的抗冻性。
具体措施包括:减小水灰比、选用优质的骨料、采用充实密实的混凝土配合比等。
2.增加混凝土的强度混凝土的强度是其抗冻性的重要指标之一。
因此,提高混凝土的强度可以提升混凝土的抗冻性。
具体措施包括:选用优质水泥和骨料、采用适当的掺合料、控制混凝土的配合比等。
3.改善混凝土的水泥浆胶体系混凝土中的水泥浆胶体系对混凝土的抗冻性也有着重要的影响。
因此,改善混凝土的水泥浆胶体系可以提升混凝土的抗冻性。
具体措施包括:选用优质水泥和掺合料、控制水泥浆胶的含量等。
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。
混凝土抗冻性能的原理
混凝土抗冻性能的原理一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程中的材料。
在寒冷地区,混凝土抗冻性能是非常重要的,因为如果混凝土不具备足够的抗冻性能,它将在低温下破裂或出现其他问题,从而影响建筑物的稳定性和使用寿命。
因此,了解混凝土抗冻性能的原理是非常重要的。
二、混凝土抗冻性能的定义混凝土抗冻性能是指在寒冷地区,混凝土在冻融循环加载下能够保持其完整性和稳定性的能力。
冻融循环是指混凝土在冬季低温下冻结,然后在春季回温时融化的过程。
这个过程会反复进行,对混凝土的抗冻性能提出了很高的要求。
三、混凝土抗冻性能的影响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. 水胶比水胶比是指混凝土中水和胶凝材料的质量比例。
水胶比越小,混凝土的抗冻性能越好。
这是因为水胶比小的混凝土中的水分较少,冻结时形成的冰晶较小,对混凝土的破坏作用也较小。
2. 水泥品种不同品种的水泥对混凝土的抗冻性能影响也不同。
普通硅酸盐水泥和矿物掺合料可以提高混凝土的抗冻性能,而快硬硅酸盐水泥则会降低混凝土的抗冻性能。
3. 掺加剂混凝土中的掺加剂可以改善混凝土的抗冻性能。
例如,掺加一定量的氯化钙或氯化钠可以促进混凝土中的水分结晶,从而加速混凝土的强化。
另外,纤维材料和缓凝剂等掺加剂也可以提高混凝土的抗冻性能。
4. 粗集料粗集料的质量和形状对混凝土的抗冻性能也有很大的影响。
粗集料应具有良好的物理和机械性能,并且不应有裂纹和表面细小的颗粒。
这样可以减少混凝土中的孔隙和缺陷,提高混凝土的抗冻性能。
5. 温度混凝土的抗冻性能也与温度有关。
当混凝土遭受冻结时,温度越低,冰晶越大,损伤也就越严重。
因此,在低温下施工时,应采取相应的措施,如加热混凝土,保证其在冻结前达到一定的强度。
四、混凝土抗冻性能的原理混凝土在冻融循环加载下的破坏主要是由于冰晶的体积膨胀引起的。
当水分在混凝土内冻结时,水分的体积会增大,从而对混凝土施加压力。
这种压力会使混凝土内的裂纹扩大,从而导致混凝土的破坏。
混凝土抗冻性的影响因素及其防治措施
混凝 土抗 冻性 的影 响 因素 及其 防治 措施
修 昱
( 西大学 理工 系, 鸡 黑龙 江 鸡 西 18 0 ) 5 1 0
一
、
前 言
混 凝 土 的抗 冻 性 。 这 些 微 细 气 孔 互 不 连 通 , 混 凝 土 受 在 冻 初 期 能 减 少 毛 细 孔 中 的静 水 压 力 , 到 减 压 作 用 , 混 起 在 凝 土 受 冻 结 冰 过 程 中 , 些 毛 细 孔 又 能 阻 止 或 抑 制 水 泥 这 浆 中 形成 微小 冰体 , 一 种 混 凝 土 都 有 一 种 可 防 止 其 受 每 冻的最小含气量。
完 全饱 水 状 态 时 达 到 最 大 。混 凝 土 结 构 的 部位 及所 处 自 然 环 境 都 会 影 响 混 凝 土 的饱 水 状 态 。 4 混 凝 土 组 成 材 料 .
( ) 泥 品种 水
由表 及 里 的 剥蚀 破 坏 , 而 降 低 了 混凝 土 的强 度 , 而 危 从 进 及 建 筑 物 的安 全 。
而破坏混凝土结构。 三 、 凝 土 的 抗 冻 性 及 其 影 响 因素 混 混 凝 土 的这 种 抵 抗 冻 融 循 环 作 用 的 能 力 称 为 抗 冻 性 , 是 评 价 混凝 土 耐 久 性 的 重 要 指 标 之 一 。 混 凝 土 的 它 抗 冻 性 常 以其 抗 冻 标 号 来 表 示 , 标 号 以 2 该 8天 期 龄 的标 准试 件 , 标 准 规 定 的 快 冻 法 或 慢 冻 法 测 得 的 混 凝 土 所 按 能经 受 的最 大 冻 融 循 环 次 数 确 定 。影 响混 凝 土 抗 冻 性 的
由于 表 面 张力 作 用 . 凝 土 中水 的 冰 点 随 毛 细 子 孔 混 L
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。
混凝土抗冻性能测试方法及其影响因素
混凝土抗冻性能测试方法及其影响因素一、前言混凝土是一种常用的建筑材料,其抗冻性能是评价其耐久性的重要指标之一。
在寒冷地区,混凝土常受到冰冻循环的影响,因此需要进行抗冻性能测试以保证其使用寿命。
本文将介绍混凝土抗冻性能测试的方法及其影响因素。
二、混凝土抗冻性能测试方法1. 混凝土冻融循环试验混凝土冻融循环试验是评价混凝土抗冻性能的主要方法之一。
其步骤如下:(1)将混凝土试件制备成规定尺寸的块体或圆柱体;(2)将试件放入低温环境中,使其温度降至-18℃左右;(3)将试件放入恒温水中,使其温度升至5℃左右,保持一定时间;(4)将试件取出,晾干后进行观察和检测。
冻融循环试验中,混凝土试件经历了多次冻融循环,通过观察试件表面的开裂情况、质量变化、强度变化等指标来评价混凝土的抗冻性能。
2. 抗冻融循环试验抗冻融循环试验是指将混凝土试件浸泡在盐水中,使其受到盐分的腐蚀和冻融作用,评价混凝土的抗盐抗冻融性能。
抗冻融循环试验的步骤如下:(1)将混凝土试件制备成规定尺寸的块体或圆柱体;(2)将试件浸泡在盐水中,使其受到盐分腐蚀;(3)将试件放入低温环境中,使其温度降至-18℃左右;(4)将试件放入恒温水中,使其温度升至5℃左右,保持一定时间;(5)将试件取出,晾干后进行观察和检测。
抗冻融循环试验中,混凝土试件经历了盐分腐蚀和冻融循环,通过观察试件表面的开裂情况、质量变化、强度变化等指标来评价混凝土的抗盐抗冻融性能。
3. 直接拉伸试验直接拉伸试验是指将混凝土试件进行单轴拉伸试验,评价混凝土的抗拉性能。
在低温环境下进行直接拉伸试验可以评价混凝土的抗冻性能。
直接拉伸试验的步骤如下:(1)将混凝土试件制备成规定尺寸的直棒状;(2)将试件放入低温环境中,使其温度降至-18℃左右;(3)进行拉伸试验,记录试验数据。
直接拉伸试验中,通过观察试件的断裂形态、强度等指标来评价混凝土的抗拉性能和抗冻性能。
4. 其他试验方法除了上述方法外,还有一些其他的试验方法可以用于评价混凝土的抗冻性能,如间接拉伸试验、弯曲试验、压缩试验等。
混凝土抗冻性能测试方法及规范
混凝土抗冻性能测试方法及规范一、引言混凝土是建筑工程中常用的一种材料,其抗冻性能直接影响着建筑物的使用寿命和安全性。
因此,对混凝土抗冻性能的测试和规范制定具有重要意义。
本文将介绍混凝土抗冻性能测试方法及规范。
二、混凝土抗冻性能的定义和影响因素1. 定义混凝土抗冻性能是指混凝土在低温环境下的抗冻裂性能和抗冻融循环性能。
2. 影响因素混凝土抗冻性能受多种因素影响,主要包括混凝土配合比、水灰比、骨料种类、骨料粒度、气孔率、保护层厚度、冻融循环次数等。
三、混凝土抗冻性能测试方法1. 抗冻裂性能测试方法(1)低温冻融试验法低温冻融试验法是目前最常用的混凝土抗冻裂性能测试方法。
其主要步骤为:将混凝土试件置于低温环境中,使其温度降至-18℃左右,然后进行冻融循环测试,并观察试件表面是否出现裂纹。
(2)干湿循环试验法干湿循环试验法是指将混凝土试件在干燥状态下进行冻结,然后在水中进行解冻,再进行多次循环测试,观察试件表面是否出现裂纹。
2. 抗冻融循环性能测试方法(1)冻融试验法冻融试验法是指将混凝土试件置于低温环境中进行冻结,然后将其放置在室温下解冻,再进行多次循环测试,观察试件表面是否出现裂纹。
(2)盐融试验法盐融试验法是指将混凝土试件置于含盐水中进行冻融循环测试,观察试件表面是否出现裂纹。
四、混凝土抗冻性能规范1. 抗冻裂性能规范(1)混凝土抗冻裂性能等级划分:按照混凝土试件在低温冻融试验中的抗冻裂性能分为一级、二级、三级三个等级。
(2)试件制备:采用标准试件尺寸,按照配合比制备混凝土试件。
(3)试验条件:试验环境温度为-18℃左右,冻融循环次数为50次。
(4)裂纹判定:试件表面出现宽度大于0.1mm的裂缝,即为不合格。
2. 抗冻融循环性能规范(1)混凝土抗冻融循环性能等级划分:按照混凝土试件在冻融试验中的抗冻融循环性能分为一级、二级、三级三个等级。
(2)试件制备:采用标准试件尺寸,按照配合比制备混凝土试件。
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浅析影响混凝土抗冻性的主要因素摘要:在寒冷地区的混凝土建筑物遭受冻害是在所难免的,混凝土抗冻性的研究已成为目前国内外普遍研究的课题。
本文将讨论各种因素对混凝土抗冻性的影响。
关键词: 混凝土冻融耐久性
abstract: in cold area of cold concrete buildings suffered is inevitable, frost resistance of concrete research has become a common subjects of study at home and abroad. this paper will discuss the various factors of concrete frost resistance effects.
keywords: concrete freeze-thaw durability
中图分类号:tiu528文献标识码:a 文章编号:
由混凝土冻融破坏的机理可知,混凝土的抗冻性与空气泡间距、降温速度、可冻水的含量、材料的渗透系数以及抵抗破坏的能力等因素有关。
主要影响因素是平均气泡间距,水灰比、骨料、水泥品种、掺合料、水泥用量等均有一定影响。
1 平均气泡间距
由冻融破坏机理可知,平均气泡间距是影响混凝土抗冻性最主要的因素,平均气泡间距越大,则冻融过程中毛细孔中的静水压和渗透压越大,混凝土的抗冻性越低。
很多学者对临界平均气泡间隔系数的取值提出了不同看法。
powers测定当水灰比为0.5、降温速
度为11℃/ h时的临界平均气泡间隔系数为250μm,pigeon等认为这个临界值主要受水灰比和降温速度影响,他测定水灰比为0.3时临界平均气泡间隔系数为440μm。
我国严捍东等研究了水胶比为0.50、粉煤灰掺量在0~55%范围内的大掺量粉煤灰水工混凝土的气泡参数和抗冻性,认为不管对普通混凝土还是粉煤灰混凝土,平均气泡间隔系数在500μm以下都是高抗冻混凝土。
2 水灰比
水灰比是设计混凝土的一个重要参数,它的变化影响混凝土可冻水的含量、平均气泡间距及混凝土强度,从而影响混凝土的抗冻性。
水灰比越大,混凝土中可冻水的含量越多,混凝土的结冰速度越快;气泡结构越差,平均气泡间距越大;混凝土强度越低,抵抗冻融的能力越差。
可见,水灰比是影响混凝土抗冻性的主要因素之一,水灰比越大,抗冻性越差,但水灰比在0.45~0.85范围内变化时,不掺引气剂的混凝土的抗冻性变化不大,只有当水灰比小于0. 45以后,混凝土的抗冻性才随水灰比降低而明显提高。
水灰比小于0.35完全水化的混凝土,即使不引气,也有较高的抗冻性,因为除去水化结合水和凝胶孔不冻水外,混凝土中的可冻水含量很少。
3 外加剂
平均气泡间距是影响混凝土抗冻性的最主要因素,而影响平均气泡间距的一个主要因素是含气量。
混凝土中封闭空气泡除搅拌、振捣时混入外,主要是引气剂等外加剂人为引入的。
引气剂引入的空气泡越多,平均气泡间距就越小,毛细孔中的静水压和渗透压就
越小,混凝土的抗冻性就越好。
大量试验表明,掺引气剂的混凝土比相同条件下不掺引气剂的混凝土的抗冻性成倍地提高。
因此,国内外部分规范都规定了含气量的合理范围。
减水剂对混凝土抗冻性也有一定影响,特别是带有引气作用的减水剂。
但由于这些减水剂引入的空气泡直径一般较大,且易破灭,故对混凝土抗冻性的改善效果并不明显。
4 强度
当静水压力和渗透压力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土即产生冻融破坏。
因此,作为表征抵抗冻融破坏能力的混凝土强度对混凝土抗冻性也有影响。
当含气量或平均气泡间距相同时,强度高的混凝土的抗冻性高于强度低的混凝土。
但相对而言,强度对混凝土抗冻性的影响程度远没有气泡结构大,因此,强高的普通混凝土的抗冻性可能低于强度低的引气混凝土。
5 骨料
骨料的冻害机理可用静水压假说来解释。
当骨料吸水饱和,受冻后在骨料孔隙和骨料—水泥浆界面产生静力压力,超过骨料或界面强度时就产生冻害。
因此,影响骨料抗冻性的主要因素时骨料吸水率和骨料尺寸。
美国acl201委员会指出,如果使用吸水性骨料,而混凝土又处于连续潮湿的环境中,则当粗骨料饱和时,骨料颗粒在冻结时排出水分所产生的压力使骨料和泥浆体破坏。
如果受破坏的骨料接近混凝土表面,就会产生剥落。
由此看来,轻骨料混凝土的骨料可能成为抗冻的薄弱环节。
但通过掺入适量引气剂、保
证一定的含气量等措施,使骨料受冻后将孔隙水排向周围的空气泡,轻骨料混凝土还是可以配制成高抗冻混凝土的。
用静水压假说可以说明,骨料尺寸越大,受冻后越容易破坏,从理论上讲骨料尺寸也有一个临界值,骨料尺寸大于这个临界值时,骨科受冻后会产生破坏,而一般细骨料在冻融中不产生破坏,正是由于细骨料的尺寸都小于这个临界值。
骨料质量对抗冻性也有一定影响,包括骨料的坚实性、风化程度、粘土含量,杂质含量等。
6 水泥品种和用量
美国波特兰水泥协会的试验结果表明,水泥的化学组成、水泥品种对混凝土的抗冻性无显著影响,这主要是因为美国的水泥质量稳定,且很少掺混合材。
而我国则不同,我国生产的水泥大部分掺混合材,且掺量较大,很多单位就水泥品种对混凝土抗冻性的影响进行了试验研究,得出较为一致的结论是:水泥品种对混凝土抗冻性有一定影响,且随水泥中混合材掺入量的增加,混凝土的抗冻性降低。
原水电部东北勘测设计院科研所的试验成果指出:水灰比为0.6的混凝土试件,经过同样的冻融次数,硅酸盐水泥混凝土强度损失最小。
铁科院的试验表明,不同品种水泥制成的混凝土,其抗冻性差异较大。
水灰比为0.50的普通硅酸盐水泥混凝土可经受150次以上的冻融试验,而同样条件下矿渣水泥混凝土只能承受50次,对矿渣掺量很大的低熟料矿渣水泥混凝土则不足25次。
应该指出的是,上述试验结论主要是针对非引气混凝土,对于引气混凝土,水泥品种对抗冻性的影响没有这么明显,而美国
等国家的混凝土多采用引气混凝土,这也许是国内外试验结果差异的一个因素。
7 混合材料
美国等国的试验结果表明,在强度和含气量相同的条件下掺与不掺粉煤灰的混凝土的抗冻性基本相同。
中国水科院对粉煤灰混凝土抗冻性的试验结果,在等量取代的条件下,粉煤灰掺量为15%时,混凝土的抗冻性可得到改善,但当粉煤灰掺量超过一定范围时,混凝土的抗冻性反而下降。
而严捍东等在粉煤灰掺量0~55%、引气量7.6%的试验条件下,得到了混凝土抗冻性随粉煤灰掺量增加而提高的结论。
可见,粉煤灰对混凝土抗冻性影响程度,目前尚无统一的结论,但有一点是可以肯定的,对掺粉煤灰的混凝土,只要加入适量的引气剂,还是可以设计出高抗冻混凝土的。
掺入硅粉的混凝土,由于改变了气泡结构,降低了气泡间距系数,从而可改善混凝土的抗冻性。
但很多国家的试验表明,当硅粉掺量不超过10%时,混凝土的抗冻性有所提高,掺量为15%时其抗冻性基本相同,掺量超过20%时的抗冻性则会明显降低。
8 冻结温度和降温速度
静水压力与结冰速度及降温速度成正比。
孔隙水的冻结是由大孔开始逐步向小孔扩展的,显然,大孔冻结时的结冰速度大,而小孔冻结时的结冰速度小,因此,结冰速度随温度降低而降低。
蔡昊通过测定混凝土试件在冻融过程中的相对电导率研究不同温度下
的结冰速度,得到结论:普通混凝土孔溶液结冰速度在-10℃以上较
高,在-10℃以下较低。
中国水科院关于冻融最低温度对普通混凝土抗冻性影响的试验结果表明,当冻融循环最低温度-5℃时,水灰比为0.65的混凝土能承受133次冻融循环,最低温度降为-10℃时,同样的混凝土仅能承受12次冻融循环,而最低温度为-17℃时能承受7次。
这两个试验都可说明,混凝土的冻害主要发生在-10℃以上,-10℃以下发生的冻害是十分有限的。