冻融破坏 是寒冷地 区混凝 土建筑物最主要 的病 害。综述 了近年 来 冻融与碳 化 、冻融与 氯盐侵 蚀 、冻融 与机械荷载等复合作用下混凝土耐久性已有的研究成果。指出多因素的协同作用将加剧混凝土的损伤程度和失效 进程 ,降低 混凝土建筑物的使 用寿命 。最后 讨论 了冻融与其 它 因素 复合下 的混凝 土失 效模式 ,提 出应在 工程 实际病 害调 查的基础上加 强多因素复合作用机理 、叠加 效应 的研 究,并适度地对 结构构件层次的耐久性 能开展 一定的研究 。 关键 词 混凝土 耐久性 冻融循环 多重破坏因素 Research Progresson theConcreteDurabilityunderCombined Action of Freeze-thaw andOtherFactors ZHU Fangzhi ,ZHAO Tiejun ,ZHANG Weidong。 (1 SchoolofCivilEngineering,Xi’anUniversityofArchitecture& Technology,Xi’an710055;2 SchoolofCivilEngineering, QingdaoTechnologicalUniversity,Qingdao266033;3 DepartmentofBuildingEngineering,SuqianCollege,Suqian223800) Abstract The failure induced by freeze-thaw action iSa m ain deterioration ofconcrete buildingsin cold re— gions.Theexisting research resultsofconcretedurabilityunderthecombinedaction offreeze-thaw and otherfactors aresummariedand introduced. Thedamagedegreeand failure process are expedited and the service lifeofconcrete buil—dingsissignificantreducedbecauseofthesynergisticeffectoffreeze-thaw andcarbonation,freeze-thaw andchlo— ride,freeze-thaw and mechanicalloadetc. Thefailuremodeofconcreteunderthe combinedaction iSalso discussed. Atlast,thefurtherstudyonthecombinedactionmechanism andsynergisticeffectisputforwardbasedonthedeterio— ration investigationofactualengineering.Som eresearch should becarriedouton thedurabilityofstructureorm em— berslevelin thefuture. Keywords concrete,durability,freeze-thaw cycles,multipledam agefactors 0 引言 迄今为止 ,混凝土材料被认为是耐环境能力较好的材料 之一 ,大多数情况下无需修补即可使用数 十年甚至上百年 。 但随着社会的发展 ,由于严酷 的使用条件 (海洋环境和工业 环境 )、日益严重 的环境污染 (CO。浓度增加 、酸雨)、不当的 使用方法(公路 、桥梁路面撒化冰盐 ),混凝土材料并没有所 预期 的那样耐久 。混凝土结构 的耐久性病害大大缩短了建 筑物 的使用寿命 ,导致巨大的损失。对 于全球面积广 阔的寒 冷地区而言,冻害无疑是这些区域混凝土结构最主要的失效 模式 。1945年,Powers~']提出了混凝土冻融破坏的毛细孔水 结冰静水压假说 ,之后又与 Helmuth[2]一起提出了渗透压假 说。1975年,Fagerlundl3提出了混 凝土抗 冻性 的临界水饱 和度理论 。这些假说或理论很大程度上指导和推动了混凝 土抗冻性研究 。目前 ,对混凝土的冻融破坏机理在一定层面 上取得了共识 ;掺加引气剂适 当引气、降低 混凝 土水胶 比提 高强度和密实性以及选用低 吸水率骨料等提高混凝 土抗 冻 性的技术措施已经应用于工程实践。 当然 ,在寒冷地区的海工 混凝土结构 、除冰盐环境下 的 公路桥梁结构往往是在碳化、氯盐等化学腐蚀 以及应力、冻 融等物理疲劳的双重或 多重 因素共同作用下运行的。这些 因素加剧和加速 了混凝土 的损伤程 度与失效进程 ,即产 生 1+1>2或 1+2>3的损伤叠加效应 ,并导致混凝土使用性 能的进一步降低 ,安全使用寿命缩短c4]。因此 ,近年来 国 内 外对冻融单一因素作用下混凝土耐久性研究逐步 向冻融耦 合下双重或多重因素作用的混凝土耐久性研究转变。 本文介绍了冻融 与碳化、冻融与 氯盐侵蚀 、冻融与机械 荷载共 同作用下混凝土耐久性研究进展 ,并探讨了冻融与其 它因素复合下混凝土的失效模式及需进一步研究的工作。 1 冻融与碳化 复合下混凝 土耐久性能研究 混凝土的碳化是指空气 中的 CO 扩散溶于混凝土孔溶 液 ,与混凝土中 Ca(0H)等碱性物质发生反应 ,降低 了混凝 土的 pH值,其最大危害是导致钢筋混凝土中钢筋钝化膜 去
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