融雪剂对水泥混凝土路面的破坏机理及防治

场调 查 、 析 测试 。结果 指 出 ， 冷地 区融 雪剂 引起 分 寒 的盐 冻剥 蚀破 坏 和钢筋 锈蚀 破坏 是道 桥破 坏或 失效 的最 主要 原 因 ， 这类 破 坏 的 防治 与 修 补 也 是 混凝 对
土结 构 中最棘 手 的 问题 ［ 。 １ ］
１ ２ 混凝 土冻 融破坏 研 究的现 状 ．
时洒融 雪剂 引起 的 。 国际 上 ， Ｏ世 纪 ８ ２ ０年代 北 美 、 洲 、 欧 日本 等 国 组成 一个 技术 专家组 ， 约 ８ 座道路 桥梁 进行 现 对 Ｏ万
到设 计 年 限一半 的 时 间 内就 出现 严重 破 坏 ， 究 表 研 明与融 雪剂 的大 量使 用有 直接关 系 。 目前 ， 国正处 于大规 模基 础设 施建 设 阶段 ， 我 修 建 大 量 的高速公 路 、 乡 公 路 、 交 桥 等 ， 何 能够 通 立 如 以破 坏 的实例 为鉴 ， 好 地掌握 融 雪剂 的破坏 机理 ， 更
延长道路和桥梁的使用寿命 ， 为新建工程提供技术
支持 ， 是一 项值 得长 期深 入研 究 的课 题 。
收 稿 日期 ：０ １１ —２ ２ １—２０ 基金项 目： 黑龙 江省教育厅科学技术研究项 目（１ ５ ０ ２ １５３１） 作者简介 ： 盖晓连 （ ９０ ）女 ， １ ８ － ， 讲师 ， 研究方 向： 土木工程．
是 氯盐 型 ， 例如 氯化 钙 、 氯化 镁 、 氯化钠 等 ； 二 类是 第
非 氯盐 型 ， 有机 盐 或 无 机盐 ， 如钙 镁 乙酸 盐 、 例 乙酸
钾 等 ； 三类 是 混合 型 ， 第 氯盐 ＋非 氯 盐 、 盐 ＋非 氯 氯
盐 ＋ 阻锈 剂＿ 。 ２ ］ 目前 ， 所使 用 的融雪 剂 主要成 分 为氯化 钠 ， 氯化 钠具 有 降低 冰点 性 能 好 等 特点 ， 其价 格 低 廉 而 广 因 泛 应用 。从 已有技 术 资 料 表 明 ， 美 国 和俄 罗 斯 等 在 国， 钙镁 乙酸盐 和 乙酸钾有 一定 的应 用 ， 氯化 钠在 一 些交 通 发达 国家 至今 仍在 使用 ， 而且 多 用干 喷法 。
冬季 最低 气温 约在 一３ ℃ ， 续 时 间 长达 ４个 月 以 ０ 持 上， 一些 设计 年 限在 ２ 、 ０ａ的 混凝 土路 面 ， 不 Ｏａ ３ 在
中 国于 ２ ０世 纪 ７ 、 ０年 代 兴 建 的 立 交 桥 在 Ｏ８
９ 代初 发 生严 重 的 破 坏 现象 。 以北 京 三 元 桥 和 Ｏ年 西 直 门等立 交桥 的 破坏 为例 ， 析 原 因 主要 是 下 雪 分
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盐 分造 成混凝 土严 重化 学侵 蚀 的主要 原 因 。融雪 剂 的化学 作用 主要是 由复 盐形 成导 致 的 。复盐 具有 膨 胀 性 ， 常 集 中在 混 凝 土 表 层 ， 层 膨 胀 而 内 部 收 通 表
的抗 盐 冻性 能之 间 的 联 系并 不 十 分 明确 ， 待 进 一 有
抗 冻性 能研 究 。
融雪剂 使 冰雪 融 化 的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ同 时吸 收 大量 的热 量 ， 使
冰雪层下的混凝土温度下降 ， 产生附加冻害 。融雪 剂 在 抛洒 时难 以保证 均匀 ， 导致 混 凝 土 表 面 和 内部
之 间形成盐 浓 度差 ， 生渗 透 压 。混 凝 土 在受 冻 时 产 分 层结 冰 ， 产生 的应 力差导 致破 坏力增 加 ， 加剧 了混 凝 土 的层层 剥 落 。 ３ ２ 融雪 剂的化 学作 用 ． ’
第 ２ 卷第 ２ ６ 期
２１ 年 ６ ０２ 月
黑
龙
江
工
程
学
院
学
报（ 自然科 学版 ）
Ｖｏ ． ６ Ｎ ． １２ ｏ ２
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｉ ｎ ｊ ｎ ｎ ｔ ｕｅｏ ｅｈ ｏｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｏ ｌ ｇｉ ｇＩ ｓｉ ｔ ｆ ｃ ｎ ｌｇ Ｈｅ ｏ ａ ｔ Ｔ
Ｊ ｎ ，０ ２ ｕ ． ２ １
显 微镜 观测 、 声 波 测试 、 共 振成 像 技 术 、 超 磁 中子 衍 射 技 术等 ； 对混凝 土 抗冻性 能 的应用 型研 究方 面 ， 在
主要包 括 自密 实混凝 土 、 再生 骨料 混凝 土 、 高炉 矿渣 混 凝 土 、 维混 凝 土 、 灰 混凝 土 、 煤 灰混 凝 土 等 纤 硅 粉
始 饱水 度高 于普通 混凝 土 ， 温度 降低 时 ， 混凝 土 中可 冻水 将产 生体 积 膨胀 ， 生结 冰 压 力 。 当混凝 土 的 产
饱水 度达 到或 超过 临 界 饱水 度 时 ， 凝 土 受 到 拉应 混 力作 用 ， 因冻 融循 环 的增 加 ， 并 破坏 不断加 剧 。杨全 兵等 学者 的研 究表 明 ， 含量 愈高 ， 盐 达到平 衡 时间愈 短 ， 水愈 快 ， 剧体 积膨 胀 。 饱 加
ｎ ｓ ｏ ｈ ａ ｇ ａ ｓ ｄ ｂ ｒ ｚ ｎ ｓ ｌ ｆ ｏ ｄ －ｃｎ ｎ ｒ ｐ ｓ ａ ｕ ｅ ｏ ｐ ｅ ｅ ｔ ｅ ｒｙ ｄ ｍａ ｅ ｔ ｉｍ ｆｔ ｅ ｄ ｍａ ｅ ｃ ｕ ｅ ｙ ｆ ｏ ｅ ａ ｔ ｒ ｍ ｅ ｉｉ ｇ ａ ｄ ｐ ｏ ｏ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｔ ｒ ｖ ｎ ａ ｌ ａ ｇ ｏ
在北方 寒冷 地 区 ， 年冬季 持续 时 间较长 ， 雪 每 降 量 较 大 ， 温较 低 。为 了保证 路面行 车 畅通 ， 气 通常 在 雪后 抛撒融 雪 剂 以达到 迅速融 雪效 果 。融雪 剂在 融
１ 现状 分 析
１ １ 混 凝土 冻 融破 坏 的现 状 ．
雪 的 同时给混 凝土 带 来 了极 大 的冻 害 ， 引起 混 凝 土 路 面 的严 重剥 蚀 、 梁 钢筋 的锈蚀 。以哈尔 滨为 例 ， 桥
已有 文献 资 料显示 ， 凝 土冻 融 研究 多 以室 内 混 研究 为 主 ， 冻 融后 的混 凝 土进 行 力 学 性 能 试 验研 对
究， 积累了大量标准（ 快速冻融） 冻融试验数据， 提高
对冻 融 现象 认识 的 同 时 ， 发现 试 验 数 据 与 混 凝 土 也
朱 蓓蓉 等学者 进行 了除冰盐 对混 凝土化 学侵 蚀 机 理 的试验研 究 ， 结果 表 明 ， 复盐 的形 成是 融雪剂 中
世 界各 国高度 重视 混凝 土在 盐 冻环境 下 的破坏 情况， 开展大 量 实验研 究 ， 积极 地 把研 究成 果应 用 并 于实 际工程 中， 得 了 良好 效果 。 取
各 国学者对混凝土冻融破坏做 了大量研究的同
时提 出一 系列假 说 ， 主要 有 ： 的分 离 层 假说 、 水 冰 静
坏 混凝 土结 构 。
另外 ， ａ ＯＨ） Ｃ（ ｚ的溶 出 也 会 引起 混 凝 土 破 坏 ，
些研 究 为工 程建设 提 供 了较 有 力 的 理论 支 撑 ， 当 为 前 的研究 工 作指 明 了方 向 。
２ 融 雪 剂及 使 用 现状
融雪 剂是 由化 冰盐 （ 用来 降低 冰雪 冰点 的盐 ） 演 变 而来 的 。 目前常 用 的融 雪 剂 大致 分 为 三 类 ： 类 一
由于 Ｃ （ 溶 于水 ， 凝 土有 一 定 的渗 透 性 ， ａ ＯＨ） 混 当
有压力 和水 流作 用 时 ， 流将 Ｃ （ 水 ａＯＨ） 出带 走 ， 溶 使 水 泥 混 凝 土 空 隙 率 增 加 ， 度 下 降 。 随 着 强 Ｃ（ ａ ＯＨ）被 溶 出 ， 碱 性水 化 物 变 成 碱 性 水 化 物 ， ： 高 最终 丧失 胶结 能力 ， 泥 混凝 土结 构 破 坏 进 一 步 降 水 低 ， 终导 致整 体破 坏＿ 。 最 ３ ］ ・
ｃ ｎ ｒ ｔ ｏ ｄ ． ｔ ｄ ｉ ｇ ｔ ｅｓ ａｕ ｆｔ ｅｄ ｍａ ｅ ｏ ｃ ｎ ｒｔ ｏ ｄ ｒ ｕ ｈ ｙｄ ｃｎ ａｔ ｔｗｉ ｅ ｏ ｃｅ ｅｒ ａ ｓ Ｂｙ ｓｕ ｙｎ ｈ ｔｔ ｓｏ ｈ ａ ｇ ｄ ｔ ｏ ｃ ｅｅｒ ａ ｓｂ ｏ ｇ ｔｂ ｅｉｉ ｇ ｓ ｌ，ｉ ｌｂ ｌ ｂ ｔ ｎ ｔｕ ｔｖ ｎ ｏ ｄ ｃｖ ｏ ｌｂ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｒ ａ ｅｉ ｎ ｉ ｒｈ ａ ｔＣｈｎ ． ｏ ｈ ｉ ｓｒ ｃｉｅａ ｄ ｃ ｎ ｕ ｉ ｅｔ ａ ｅ ｅ ｒｈ ｏ ｏ ｄ ｄ ｓｇ ｎ Ｎｏ ｔ ｅ ｓ ｉ ａ Ｋｅ ｒ ｓ ｄ － ｉ ｇ ｓ ｌ，ｃ ｎ ｒ ｔ ，ｆｅ ｚ －ｈ ｗ ａ ｇ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅｉ ｎ ａｔ ｏ ｃ ｅｅ ｒ ｅ ｅｔ ａ ｄ ｍａ ｅ ｃ ‘
剥 蚀 破 坏 。通 过 分 析 融 雪 剂 对 混 凝 土 的 盐 冻 破 坏 机 理 ， 出 混 凝 土 早 期 破 坏 的 防 治 措 施 。 通 过 混 凝 土 冻 融 破 坏 研 提
究的现状分析 ， 为实验室研究 提出更有 利于北方公路 建设 的设计方案及注意事项 。 关键词 ： 雪剂 ； 融 混凝土 ； 冻融破坏
Ａｂ ｔａ ｔ Ｄｅ ｉｉｇ ｉ ｄ ｌ ｔｌ ｅ ｎ Ｎｏ ｔ ｅ ｓ ｉａ ｆｒｉｓｒ ｍｏ ａ ｆｓ ｏ ａ ｄ ｉｅ Ｈ ｏ ｖ ｒ ｈ ｅ ｓｒ ｃ ： ｃｎ ｓｗｉｅｙｕ ｉｚ ｄｉ ｒｈ ａ ｔＣｈ ｎ ｏ ｔ ｅ ｖ ｌ ｎ ｗ ｎ ｃ ． ｉ ｏ ｗｅ ｅ ，ｔ ｅｒ — ｍ ａｎ ｏ ｒ ｚｎ ｓ ｌ ｆｏ ｄ ｃｎ ｎ ｃ ｎ ｒ ｔ ｏ ｄ ａ ｅ ｄ ｔ ｒ ｓｏ ． Ｔｈ ａ ｅ ｌ ａ ａｙ ｅｔ ｅｍ ｅ ｈ — ｉ ｆｆｏ ｅ ａｔ ｒ ｍ ｅｉｉ ｇｏ ｏ ｃ ｅｅｒ ａ ｓｃ ｎ ｌａ ｏ ｅｏ ｉｎ ｅｐ ｐ ｒｗｉ ｎ ｌｚ ｈ ｃ ａ ｌ
融 雪 剂 对 水 泥 混 凝 土 路 面 的 破 坏 机 理 及 防 治
盖 晓 连 ， 连 河 邰
（ 东北石油 大学 华瑞 学院， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ０ ２ ） ５ ０ ７
摘 要： 融雪剂 因具有一定 的除冰雪作用而广 泛应用 于北方 的冰雪路 面 ， 凝土 路面 因此 处于盐 冻状态 ， 混 出现路 面
步研 究 。 尽管 混 凝土 冻融 破坏 机 理 十 分 复 杂 ， 今 没 有 至
一
个 公认 的能够 完 全 解 释混 凝 土 冻 害 的 理论 ， 这 但
缩， 必然 引起 混凝 土 表 面 剥 落 。当 混凝 土 中含 有 活 性 骨料 时 ， 雪剂 中 的盐 组分 将加 速碱 骨料反 应 ， 融 破
第 ２期
盖 晓 连 ， ： 雪 剂 对 水 泥 混 凝 土 路 面 的破 坏 机 理 及 防 治 等 融
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压力 假说 、 冲水 系数 假 说 、 透 压 力 假 说 、 度 应 力 渗 温 假说 等 。 在衡 量 混凝 土抗 冻 性 能 的技 术 指标 方 面 ， 了 除
常用 的强度 、 对 动 弹 性模 量 、 相 质量 损 失 等 ， 包 括 还 平 均 气泡 间距 、 界水 饱和 度 、 均空 隙 因子等 指标 临 平 的分 析 ； 混 凝土抗 冻 性能研 究 的技术 手段 方 面 ， 在 有
中 图分 类 号 ：Ｕ４ ６ ２ ６ １． １ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １４ ７ （０ ２ ０—０ ００ １ ７ —６ ９ ２ １ ）２０ ４ —３
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｅ ｈ ｎｉｍ ｆ ｔ ｅ ｄ ｍ ａ ｅ ａ ｄ ｍ ｅ ｓ ｒ ｓ ｔ ｒ ｖ ｎ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ ｍ ｃ ａ ｓ ｏ ｈ ａ ｇ ｎ ａ ｕ ｅ ｏ ｐ ｅ ｅ ｔ