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。在混凝土已经硬化时，混凝土内没有游离分子的存在，孔隙也因此而产生，又因水泥水化生成物不能够将毛细孔一一填满形成无孔，所以每个毛细孔之间都是互相联通，发展成为毛细孔联通体系，若孔隙出现的过多，那么混凝土很轻易的受到冻破坏。所以在对引气剂考虑的同时，一定要加入水灰比的考虑，在相同含气量的情况下，水灰比越低气泡半径越小，混凝土的渗透性和吸水性就越来越小，对混凝土的抗冻性加强。

为提高混凝土的抗冻性，必须对水灰比进行严格控制，在一定情况下，也可以通过人工干预对其进行提高，如，加引气剂实施“人工造孔”。加强混凝土的抗冻性，较为常用的技术手段有两个：一

个是，在使用加引气剂的基础上，提供冻胀破坏的缓冲空腔；另一个是，不依靠加引气剂，提高材料自身的抵抗冻胀能力，在一定程度上能够对较小水灰比和较高抗压强度控制住。

1.3混凝土的饱水状态

混凝土的冻害与其饱水程度有关。一般认为含水量小于孔隙总体积的91.7%就不会产生冻结膨胀压力，混凝土处于完全饱水的情况下，它受到的冻结膨胀压力也是最大的。混凝土是否处于饱水状态与混凝土自身的结构和混凝土结构处在自然环境有直接的关系。处在大气中的混凝土，其含水量无法达到其极限；若混凝土处于潮湿地界，那么混凝土的含水量会明显的比处在大气中的混凝土多出许多。处在最没有优势的混凝土是处于水位变化区，因水一年四季会随着环境的影响从而干湿两变化不断交替，所以混凝土容易收到破坏，从而使更容易受到冻破坏的破坏。除此之外，混凝土表层和内部的含水量不相等，表层的含水量会大于内部含水量，在受冻时，表层的温度会明显的低于内部的温度，所以，冻害通常都是由外而内发展。

1.4混凝土的受冻龄期

混凝土的龄期越大，其抗冻性越强。因水泥水化随着龄期的增加而增加，水泥水化的越充分，混凝土抵抗膨胀的强度越来越大，所以这对旱期受冻的混凝土较为重要。

1.5水泥品种以及集料质量

水泥活性越高，混凝土的抗冻性越强，因普通硅酸盐水泥混凝土

的含水量较多，所以其抗冻性会强于其他混合水泥混凝土的抗冻性。

集料对水分的吸水状况影响着混凝土的抗冻性，一般的碎石或者卵石都能够满足混凝土的要求，能够提高混凝土的抗冻性，但经过自由风化且坚固性差的集料不能够满足混凝土的要求，影响混凝土的抗冻性。所以，在环境较为恶劣的状态下的室外混凝土，应优选集料。

石料的密度在一定程度上对冻结破坏的程度有一定的影响。所以，需要对混凝土进行宏观结构细粒式的改变。细粒式结构是应用小碎石混凝土，，在有条件的情况下，不用大石料，为了让混凝土使用寿命更长久，选用抗折强度高的混凝土，在被改变了宏观结构的混凝土中，细粒式混凝土抗折强度最大，重混凝土中小碎石混凝土抗折强度最大。

2.提高混凝土抗冻性的措施

2.1掺用引气剂或减水剂及引气型减水剂

引气剂、减水剂及引气型减水剂等外加剂均能提高混凝土的抗冻性。混凝土抗压强度受不规则空气泡的影响很大，因为气泡的分布不均匀，混凝土的抗压效果会大打折扣。相反，均匀而且细小的气泡，反而可以增加混凝土的抗压强度，这种方法可以广泛运用在道路施工中，通过引气剂可以很好的控制气泡，让其均匀的排列在混凝土中，从而达到完美的比例。另外减少混凝土中空隙的间隔，还能有效阻挡严寒，这种方法增强了混凝土的抗冻性。引气剂的掺入

虽然是提高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混凝土其他性能降低，如强度、耐磨烛能力等。

2.2严格控制水灰比，提高混凝土的密实性

水灰比影响着混凝土密实性，只有降低水灰比才能将混凝土密实性提高，从而也降低了混凝土收到冻破坏的影响，目前降低水灰比较为有效的手段是，添加减水剂，尤其是添加高效减水剂。由多组实验数据表明，掺入水泥重量0.5%-1.5%的高效减水剂可以减少用水量15%-25%，使混凝土强度提高20%-50%，抗冻性也能相应提高。参考文献：

[1]张建国，刘海燕，张建民，董路影. 节能项目节能量与减排量计算及价值分析[j]. 中国能源. 2009（05）

[2]金占勇，孙金颖，刘长滨，张雅琳. 基于外部性分析的绿色建筑经济激励政策设计[j]. 建筑科学. 2010（06）

[3]陈偲勤. 从经济学视角分析绿色建筑的全寿命周期成本与效益以及发展对策[j]. 建筑节能. 2009（10）

[4]张建国，刘海燕，张建民，董路影. 节能项目节能量与减排量计算及价值分析[j]. 中国能源. 2009（05）