浅谈混凝土抗冻性能的几点研究
一、混凝土冻融的破坏机理
对与混凝土冻融破坏机理的研究，主要包括：（1）静水压假说静水压学中将硬化混凝上中的孔隙分为凝胶孔、毛细孔、空气泡等。一般情况下，凝胶孔的孔径为15～100a，毛细孔孔径为0．01～10，且各毛细孔之间是相互连通的，而空气泡则是由于混凝土搅拌或振捣时，自然吸入或掺加引气剂人为引入的封闭气泡，因而产生了静水压力。而这种静水压力，随着孔隙水流程长度的增加而增加，因此当达到一个极限流程长度时，即孔隙水的流程长度大于极限流程长度，则静水压力将超过混凝土的抗拉极限强度，从而将造成混凝士的破坏现象。（2）渗透压假说渗透压假说认为，混凝土中孔溶液内含有na+、k+、ca+等盐类，由于混凝土孔内在结冰的过程中，大孔中的部分溶液先结冰，致使未冻结溶液中盐的浓度上升，与周围较小孔隙中的溶液之间形成一定的浓度差，造成小孔隙中的溶液向一部分已经冻结的大孔隙迁移，由此形成混凝土内部的渗透压，致使混凝土发生破坏现象。（3）温差应力假说温差应力假说，主要针对的是高强度或高性能的混凝土冻融破坏现象。其认为这类混凝土的冻融破坏，主要是由于混凝土集料与胶凝材料之间的热膨胀系数差异较大，从而形成相应的温度疲劳应力破坏。二、影响抗冻性的主要因素混凝土的抗冻性主要与混凝土内部的孔结构、受冻龄期、水饱和程度、混凝土的强度等因素有关，其中混凝土内部的孔结构对于混凝土的抗冻性具有极其重要的作用。而混凝土的孔结构及其强度又主要取决于混凝土的养护方法、混凝土制作过程中的水灰比、以及有无外加剂等。（1）水灰比根据同本福冈大学的试验研究表明：当水灰比在0.45~0.85范围内变化时，不掺引气剂的混凝土的抗冻性并没有太大的变化，而当混凝土的水灰比小于0.45以后，混凝土的抗冻性才随水灰比降低而明显提高，具体实验数据如下所示：表一：300次冻融循环后混凝土的耐久性水灰比 0.25 0.35 0.45 0.55耐久性系数 98 82 47 35孔隙体积（） 2.32 3.53 5.93 6.49（2）混凝土内部孔结构根据powers的相关理论，其将混凝土内部的气泡间距的一半定义为气泡间隔系数￡，当混凝土的平均气泡间隔系数￡小于某个临界值时，混凝土内部的毛细孔静水压或渗透压不会超过自身的抗拉强度，该类混凝土的抗冻性较好，反之则抗冻性较差。相关的公式如下所示：其中：――气泡平均半径――混凝土内水泥浆体的体积百分数（不包括空气泡）――混凝土中的含气量（体积百分数）根据上式可以看出，混凝土内部的水泥浆含量越大，气泡平均半径越大，含气量越小，则平均气泡间隔系数越大，而导致混凝土的抗冻性下降。 （3）混凝土构成材料的性质混凝土构成材料的性质直接影响混凝土的抗冻性，例如在整个混凝土的原材料中占有70%----93％比例的石子和砂
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