行業(yè) | 關(guān)于防凍混凝土與抗凍混凝土的討論(2)

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抗凍混凝土

抗凍混凝土是指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求混凝土具有長期抵抗凍融循環(huán)的耐久性能，即滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定的抗凍級(jí)別。
當(dāng)抗凍混凝土在冬期環(huán)境下澆筑時(shí)，還必須采取冬期施工的技術(shù)措施。抗凍混凝土無論在什么季節(jié)施工，都必須摻引氣劑來達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗凍級(jí)別要求，提高混凝土含氣量（4%～6%）是提高混凝土抗凍性能有效的技術(shù)措施。應(yīng)用抗凍混凝土的工程主要有：水工、港口、橋梁及公路等。
（1）抗凍等級(jí)和抗凍標(biāo)號(hào)
根據(jù)GB/T50082-2009標(biāo)準(zhǔn)，混凝土抗凍性能按試驗(yàn)方法不同，分抗凍等級(jí)和抗凍標(biāo)號(hào)�？箖龅燃�(jí)用符號(hào)F表示，而抗凍標(biāo)號(hào)是用符號(hào)D表示，兩種方法均采用齡期28d的試件在吸水飽和后，檢測(cè)其承受反復(fù)凍融循環(huán)下的性能變化�？箖龅燃�(jí)是以試件相對(duì)動(dòng)彈性模量下降至不低于60％或者質(zhì)量損失率不超過5％時(shí)的大凍融循環(huán)次數(shù)來確定；抗凍標(biāo)號(hào)是以抗壓強(qiáng)度損失率不超過25％或者質(zhì)量損失率不超過5％時(shí)的大凍融循環(huán)次數(shù)來確定。常用的混凝土抗凍等級(jí)有：F50、F100、F150、F200、F250、F300等，分別表示混凝土能夠承受反復(fù)凍融循環(huán)次數(shù)為50、100、150、200、250和300次。
（2）影響混凝土抗凍性的因素
影響混凝土抗凍性的主要因素是平均氣泡間距、水膠比、含氣量、骨料和膠凝材料等。
①平均氣泡間距
平均氣泡間距是影響混凝土抗凍性主要的因素，平均氣泡間距越大，則凍融過程中毛細(xì)孔中的靜水壓力和滲透壓力越大，混凝土的抗凍性越低；一般平均氣泡間隔系數(shù)在500μm以下可獲得高抗凍混凝土。
②水膠比
水膠比越大，混凝土中可凍水的含量越多，混凝土的結(jié)冰速度越快；氣泡結(jié)構(gòu)越差，平均氣泡間距越大；混凝土強(qiáng)度越低，抵抗凍融的能力越差。水膠比在0.45～0.85范圍內(nèi)變化時(shí)，不摻引氣劑的混凝土抗凍性變化不大，只有水膠比小于0.45以后，抗凍性才隨水膠比的降低而明顯提高；水膠比小于0.35的混凝土，即使不摻引氣劑，也有較高的抗凍性。
③含氣量
在一定范圍內(nèi)，含氣量越多，混凝土的抗凍性越好。但含氣量超過一定范圍時(shí)，混凝土的抗凍性反而降低，原因是含氣量增加在降低平均氣泡間距的同時(shí)，降低了混凝土強(qiáng)度（混凝土含氣量每增加1%抗壓強(qiáng)度下降3%～5%）。一般當(dāng)所用的天然骨料的大粒徑為10～40mm時(shí)，使新澆混凝土中的含氣量達(dá)到4%～7%，可獲得足夠的抗凍性。
④混凝土強(qiáng)度
當(dāng)靜水壓力和滲透壓力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土即產(chǎn)生凍融破壞。因此作為表征抵抗凍融破壞能力的混凝土強(qiáng)度對(duì)混凝土抗凍性也有影響。當(dāng)含氣量或平均氣泡間距相同時(shí)，強(qiáng)度高的混凝土抗凍性高于強(qiáng)度低的混凝土。但相對(duì)而言，強(qiáng)度對(duì)混凝土抗凍性的影響程度遠(yuǎn)沒有氣泡結(jié)構(gòu)大。
⑤骨料
當(dāng)骨料吸水飽和，受凍后在骨料孔隙和骨料-水泥漿界面產(chǎn)生靜力壓力，超過骨料或界面強(qiáng)度時(shí)就產(chǎn)生凍害。因此，影響骨料抗凍性的主要因素是骨料吸水率和骨料尺寸。用吸水率大的骨料（如輕骨料）配制抗凍混凝土更依賴引氣劑的摻入；骨料尺寸越大，受凍后越容易破壞，但細(xì)骨料對(duì)混凝土的抗凍性影響不大。此外，骨料的堅(jiān)固性、風(fēng)化程度、粘土含量、雜質(zhì)含量等對(duì)混凝土抗凍性也有影響。
⑥水泥品種和用量
水泥中隨混合材摻入量的增加，混凝土的抗凍性降低，因此抗凍混凝土用硅酸鹽水泥配制要優(yōu)于用其它品種的水泥。對(duì)于非引氣混凝土，水泥品種和用量對(duì)混凝土抗凍性有一定的影響，而對(duì)于引氣混凝土，這種影響不大。
⑦混合材
粉煤灰摻量在一定范圍內(nèi)，且強(qiáng)度和含氣量相同的條件下，摻與不摻粉煤灰的混凝土抗凍性基本相同。但當(dāng)粉煤灰摻量超過一定范圍時(shí)，會(huì)降低混凝土的抗凍性。硅粉摻量不超過10%時(shí)，混凝土的抗凍性有所提高，超過15%時(shí)抗凍性則會(huì)明顯降低。
⑧養(yǎng)護(hù)
混凝土澆筑后的早期養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體強(qiáng)度有明顯的影響。筆者用C30泵送混凝土，成型150mm的立方體試件進(jìn)行試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果來看，澆水養(yǎng)護(hù)14d的試件抗壓強(qiáng)度平均比不澆水養(yǎng)護(hù)的試件高4.4MPa，28d碳化厚度少1.5～2.0mm；不澆水試件對(duì)回彈推定強(qiáng)度的影響更大。充分說明養(yǎng)護(hù)方法對(duì)混凝土的抗凍性也有一定的影響。因此，混凝土澆筑后應(yīng)及時(shí)采取有效的保濕養(yǎng)護(hù)措施，既增強(qiáng)又防裂，提高混凝土的耐久性。

來源：《商品混凝土》，作者：楊紹林，如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系，我們將盡快處理。