如何提高混凝土的抗凍性能-文檔

1、如何提高混凝土的抗凍性能一、前言混凝土的耐久性是混凝土抵抗氣候變化、化學侵蝕、磨損或任何其它破壞過程的能力，當在暴露的環(huán)境中，能耐久的混凝土應保持其形態(tài)、質量和使用功能。我省處于嚴寒地帶，因此，不少建筑物發(fā)生了凍融破壞現(xiàn)象?；炷恋膬鋈谄茐氖俏覈ㄖ锢匣『Φ闹饕獑栴}之一，嚴重影響了建筑物的長期使用和安全運行， 為使這些工程繼續(xù)發(fā)揮作用和效益，需要很大的代價來維修和重建，這已成為混凝土耐久性方面的主要問題之一。二、影響抗凍性的主要因素混凝土的抗凍性主要與混凝土內部的孔結構、受凍齡期、水飽和程度、混凝土的強度等因素有關，其中混凝土內部的孔結構對于混凝土的抗凍性具有極其重要的作用。而混凝土的孔結

2、構及其強度又主要取決于混凝土的養(yǎng)護方法、混凝土制作過程中的水灰比、以及有無外加劑等。1. 水灰比： 水灰比是設計混凝土的一個重要參數(shù)，它的變化影響混凝土可凍水的含量、平均氣泡間距及混凝土強度，從而影響混凝土的抗凍性。水灰比越大，混凝土中可凍水的含量越多，混凝土的結冰速度越快；氣泡結構越差，平均氣泡間距越大；混凝土強度越低，抵抗凍融的能力越差?？梢?，水灰比是影響混凝土抗凍性的主要因素之一，水灰比越大，抗凍性越差，但水灰比在 0.45 0.85 范圍內變化時，不摻引氣劑的混凝土的抗凍性變化不大，只有當水灰比小于0. 45 以后，混凝土的抗凍性才隨水灰比降低而明顯提高。水灰比小于0.35 完全水化的

3、混凝土，即使不引氣，也有較高的抗凍性，因為除去水化結合水和凝膠孔不凍水外，混凝土中的可凍水含量很少。2. 平均氣泡間距：由凍融破壞機理可知，平均氣泡間距是影響混凝土抗凍性最主要的因素，平均氣泡間距越大，則凍融過程中毛細孔中的靜水壓和滲透壓越大，混凝土的抗凍性越低。很多學者對臨界平均氣泡間隔系數(shù)的取值提出了不同看法。Powers測定當水灰比為0.5 、降溫速度為11 / h 時的臨界平均氣泡間隔系數(shù)為250 m， Pigeon 等認為這個臨界值主要受水灰比和降溫速度影響，他測定水灰比為0.3 時臨界平均氣泡間隔系數(shù)為440 m。 我國嚴捍東等研究了水膠比為0.50 、 粉煤灰摻量在055%范圍內

4、的大摻量粉煤灰水工混凝土的氣泡參數(shù)和抗凍性，認為不管對普通混凝土還是粉煤灰混凝土，平均氣泡間隔系數(shù)在500 m以下都是高抗凍混凝土。3. 混凝土構成材料的性質：混凝土構成材料的性質直接影響混凝土的抗凍性，例如在整個混凝土的原材料中占有70%93%比例的石子和砂，這些骨料質量的好壞直接影響混凝土的抗凍性， 而骨料的質量主要包括骨料的風化程度、堅實性、 雜質含量、粘土含量等。除了骨料本身的質量外，骨料的吸濕性、滲透性對于混凝土的抗凍性也有影響，這主要是因為由于混凝土內部骨料濕度和強度的變化，引起含針狀物巖石體積的變化，致使已硬化的水泥砂漿和混凝土表面產(chǎn)生損壞。三、如何提高混凝土抗凍性能1、外加劑的

5、使用1）引氣劑。長期的工程實踐與室內研究資料表明：提高混凝土抗凍耐久性的一個十分重要而有效的措施是在混凝土拌合物中摻入一定量的引氣劑。引氣劑是具有憎水作用的表面活性物質， 它可以明顯的降低混凝土拌合水的表面張力，使混凝土內部產(chǎn)生大量的微小穩(wěn)定的封閉氣泡。這些氣泡由于具有彈性，能使混凝土結冰時產(chǎn)生的膨脹壓力得到緩解，起到緩沖減壓的作用，溶解時這些氣泡可恢復原狀，因此孔隙內自由水反復凍融也不會對孔壁產(chǎn)生太大的壓力。另外， 這些氣泡可以阻塞混凝土內部毛細管與外界的通路，使外界水分不易浸入，減少了混凝土的滲透性。同時大量的氣泡還能起到潤滑作用，改善混凝土和易性，施工時新拌混凝土易于填充模具，硬化后混凝

6、土密實度提高。因此，摻用引氣劑，使混凝土內部具有一定的含氣量，可以提高混凝土的抗凍耐久性。國內外的大量研究成果與工程實踐均表明摻入引氣劑后混凝土的抗凍性可成倍提高。2）減水劑。目前，減水劑已成為混凝土不可缺少的組成部份，使用減水劑可以大幅度降低混凝土的水灰比（水膠比）。拌和混凝土時加入適量的減水劑，可使水泥顆粒分散均勻，同時將 水泥顆粒包裹的水分釋放出來，從而能明顯減少混凝土用水量，使得混凝土中氣泡平均尺寸及其間距減小，水泥漿中可凍水的百分率隨之降低。提高混凝土的強度和致密性，使混凝土抵抗凍融破壞的能力提高，從而提高混凝土的抗凍耐久性。2、活性的礦物摻合料改善混凝土抗凍耐久性1）在相同含氣量的

7、情況下，摻15 %的硅粉混凝土比不摻硅粉的基準混凝土，氣孔結構有很大的改善。硅粉對抗凍耐久性有顯著的效果，但硅粉的產(chǎn)量有限而且成本較高。2）實驗證明，當超細粉煤灰與硅灰相摻時，提高抗凍耐久性的效果尤為顯著，其凍融循環(huán)300 次以后，動彈性模量與重量基本無變化，而鋼纖維的進一步復合有利于混凝土抗凍耐久性的改善。 由此可見，雙摻或多摻礦物的復合效應對混凝土抗凍耐久性的提高是值得研究的課題。3、配合比設計參數(shù)控制1）水膠比水膠比是決定高性能混凝土孔結構和孔隙率的主要因素，低水膠比是高性能混凝土的配制特點之一，為達到高性能混凝土的低滲透性，保證其耐久性，無論設計強度高低，水膠比一般都不大于 0.42，

8、以保證高性能混凝土的密實。2）砂率砂率主要影響高性能混凝土的工作性，可根據(jù)膠凝材料用量、粗細集料的級配及泵送要求等因素進行選擇。一般情況下，高性能泵送混凝土的砂率控制在36% 一 43%較理想，小于36% 時和易性變差，施工操作困難，密實度降低，超過43% 時將增大高性能混凝土的收縮，對抗裂不利。3）膠凝材料用量基于耐久性的需要，單位體積高性能混凝土的膠凝材料用量不能太小，但也不能過大，過大會增大高性能混凝土的收縮，使結構產(chǎn)生裂紋。在強度、原材料相同的條件下，膠凝材料用量小的混凝土耐久性通常要優(yōu)于膠凝材料用量大的混凝土。一般情況下，C30及以下高性能混凝土不宜超過400kg/m3， C35、 C40高性能混凝土不宜超過450kg/m3。，C50 C60高性能混凝土不宜超過500kg/m3。4）單位用水量單位用水量是保證高性能混凝土拌和物流動性的基本因素，但用水量大，膠凝材料用量增大，高性能混凝土結構易產(chǎn)生干縮裂紋。 一般情況下，高性能混凝土的單位用水量應小于160kg/m3。要減小單位用水量除摻加高效減水劑、優(yōu)質粉煤灰外，可適當摻加引氣劑。摻入引氣劑后，配制的高性能昆凝土中形成很多封閉的氣泡，