混凝土盐冻破坏机理、材料设计与防治措施[杨全兵著]2012年

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发布时间：2022-03-05

资料介绍

2.1普通冻融破坏
混凝土普通冻融破坏是指在水和冻融循环共同作用下产生的--种破坏，
其主要破坏形式为内部微裂纹与表面剥蚀。它是我国东北、西北和华北地
区混凝土工程最常见的破坏。冻融作用引起硬化混凝土破坏的原因与该材
料的微观结构密切相关，其破坏程度不仅与混凝土的特性有关，而且与特
定的环境条件有关。因此，在某一特定冻融条件下具有良好抗冻性的混凝
土，在其他条件下也可能受冻破坏。
当水结冰时，它将产生约9%的体积膨胀，它是混凝土受冻破坏的最
根本原因。随着潮湿状态混凝土中的水结冰，将在混凝土的孔隙中产生结
冰压力。一旦该压力发展到超过混凝土的抗拉强度时，就将在孔壁上产生
微裂纹。连续的冻融循环将具有累积的破坏作用，最终使混凝土膨胀、开
裂、剥蚀和溃散。
2.1.1混凝土中水的冻结
混凝土是一种多孔材料。随着混凝土中的水与水泥反应，将形成一种
可把砂、石骨料胶结在一起的硬化浆体，同时在原先被水填充的空间因不
会全部被水化产物所填满，因此有部分将变成孔隙。这些孔隙就是通常所
说的毛细孔，其孔径一般在几纳米(nm)至数微米(μm) 之间。这些毛;
细孔及其毛细管力对混凝土的性能，尤其是抗冻性和抗盐冻性有重要的影
响。硬化浆体中毛细孔的体积主要取决于两个基本参数，即水灰比(或水
胶比)和水泥的水化程度。这两个参数同样对毛细孔的孔径有很大的影
响，随着水泥水化程度的提高，平均孔半径显著降低;大孔数量随着水灰.
比降低而显著减少[12。
2.1普通冻融破坏
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除了毛细孔外，水泥浆体中还含有凝胶孔和气孔，其中气孔包括不规
则的夹杂气孔和球形的引气孔。凝胶孔含量基本与水灰比( 或水胶比)和
水泥的水化程度关系不大，其体积- -般约为水化产物总体积的28%[)]。此
外，混凝土骨料中也含有一定数量的孔，其孔径与大毛细孔相近，总孔隙
率- -般小于5%[2]。
由于混凝土存在有纳米级的凝胶孔和毛细孔、微米级的引气孔和毫米
级的大孔，且在这些孔隙的溶液中，含有不同浓度的钾、钠、钙、硫酸根
等离子，因此当混凝土受冻时，会因孔径和孔溶液离子浓度的不同，孔溶
液的冰点也不同，即其结冰速率和先后次序将不同。孔半径越大和孔溶液
离子浓度越低，其中水的饱和蒸汽压力越大，冰点也越高，即结冰次序是
从大孔向小孔，从低浓度向高浓度逐渐发展。图2-1为毛细孔孔半径与孔
内水结冰温度的关系(21，它表明孔内结冰温度随孔半径的变小而降低。硬