【正文】 鋼纖維的進(jìn)一步復(fù)合有利于混凝土抗凍耐久性的改善。目前，減水劑的應(yīng)用也成為混凝土不可缺少的組份，使用減水劑可以大幅度降低混凝土的水灰比(水膠比) ，提高混凝土的強(qiáng)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。然而，對(duì)于多種礦物摻合料復(fù)摻并研究其復(fù)合疊加效應(yīng)目前尚少系統(tǒng)研究，也是解決問(wèn)題的難點(diǎn)和關(guān)鍵所在。高性能混凝土在配制上的特點(diǎn)是低水灰比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，除水泥、水和骨料外，必須摻加足夠數(shù)量的礦物集料和高效減水劑，減少水泥用量，減少混凝土內(nèi)部孔隙率，減少體積收縮，提高強(qiáng)度，提高耐久性。游有鯤、繆昌文、慕儒等對(duì)粉煤灰高性能混凝土抗凍耐久性的研究表明:水膠比在0. 25 0. 27 范圍內(nèi)，隨著粉煤灰內(nèi)摻量的提高，不摻引氣劑，混凝土抗凍耐久性隨粉煤灰增加而增加。近年來(lái)，硅粉混凝土也已應(yīng)用于混凝土工程各個(gè)領(lǐng)域，其抗凍耐久性問(wèn)題已引起人們的普遍重視，在丹麥、美國(guó)、挪威等國(guó)家，硅粉作為混凝土混合材已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。 朱蓓蓉，吳學(xué)禮，黃土元(1999) 認(rèn)為 [16 ] ：合理的氣泡結(jié)構(gòu)是混凝土抗凍耐久性得以真正改善的關(guān)鍵，然而，氣泡體系形成、穩(wěn)定與氣泡結(jié)構(gòu)的建立密不可分，因此高度重視氣泡體系穩(wěn)定性的問(wèn)題就顯得更加重要。因此，摻用引氣劑，使混凝土內(nèi)部具有足夠的含氣量，改善了混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，大大提高混凝土的抗凍耐久性。國(guó)內(nèi)外的大量研究成果與工程實(shí)踐均表明引氣后混凝土的抗凍性可成倍提高。首先粗孔中的水結(jié)冰體積膨脹向外頂壓，使未結(jié)冰的水溶液產(chǎn)生靜水滲透壓力，同時(shí)水結(jié)冰的膨脹作用也對(duì)水泥石固相產(chǎn)生壓力，當(dāng)固相的膨脹壓力與液相的靜水滲透壓力對(duì)混凝土產(chǎn)生的環(huán)向拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度，從而造成混凝土的破壞。曾經(jīng)調(diào)查18座僅用7~25年的海港碼頭結(jié)構(gòu)，其中因鋼筋腐蝕而破壞或不耐久的占80%，原為全優(yōu)工程的寧波北倫港10萬(wàn)噸級(jí)礦石中轉(zhuǎn)碼頭已經(jīng)普遍順筋開(kāi)裂需要大修?；乜粗袊?guó)，我國(guó)50年代所建設(shè)的混凝土工程已使用40余年?；炷恋目箖鲂宰鳛榛炷聊途眯缘囊粋€(gè)重要內(nèi)容，在北方寒冷地區(qū)工程中是急待解決的重要問(wèn)題之一。與鋼材和木材相比,混凝土或鋼筋混凝土抵抗環(huán)境作用的能力較強(qiáng),常被認(rèn)為是耐久的材料,這是由于混凝土顯堿性,并在氧氣與水分的參與下使鋼筋發(fā)生持續(xù)的銹蝕:一種情況是大氣中的CO2從混凝土表面向里入侵并與混凝土中的堿性物質(zhì)氫氧化鈣起化學(xué)作用生成中性的碳酸鈣,使混凝土強(qiáng)度降低,當(dāng)碳化發(fā)展到鋼筋表面,破壞了鈍化膜得以形成的條件,鋼筋就會(huì)發(fā)生腐蝕。如果平均壽命按3050年計(jì)，那么在今后的1030年間，為了維修這些建國(guó)以來(lái)所建的基礎(chǔ)設(shè)施，耗資必將是極其巨大的。我國(guó)現(xiàn)有建筑老化現(xiàn)象也相當(dāng)嚴(yán)重，截止20世紀(jì)末，處于提前退役狀態(tài)，其中一個(gè)重要原因是20世紀(jì)50年代為了加快施工，冬季采用了氯鹽類(lèi)防凍劑，對(duì)鋼筋銹蝕嚴(yán)重。如果混凝土拌合是摻入引氣劑，混凝土硬化后生成大量獨(dú)立封閉球形氣泡，直徑在25~500μm,且不易吸水飽和，空氣泡的存在縮短了毛隙孔滲水渠道的距離使受壓迫的孔隙水就近排入其中，減小了靜水滲透壓力，同時(shí)對(duì)固相的膨脹壓力也起到了卸壓緩解作用，從而使混凝土抗凍性大大提高。范沈撫研究得出：混凝土孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)是影響混凝土抗凍耐久性的根本所在。國(guó)內(nèi)外的大量研究成果與工程實(shí)踐均表明引氣后混凝土的抗凍性可成倍提高 [3 ] [4 ] [5 ] 。他們根據(jù)國(guó)外的研究成果和部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論:影響混凝土中氣泡體系形成與穩(wěn)定性的因素有混凝土各組成材料、混凝土配合比、拌合物特性以及外界條件，如環(huán)境溫度、攪拌、運(yùn)輸和澆灌技術(shù)等。但關(guān)于硅粉混凝土的抗凍耐久性，各國(guó)學(xué)者結(jié)論各異。當(dāng)摻引氣劑后，混凝土抗凍耐久性有先升后降的趨勢(shì)，既存在最佳的粉煤灰摻量為30 %?！?】 總之混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是一個(gè)涉及環(huán)境、材料、設(shè)計(jì)、施工等多種因素的復(fù)雜問(wèn)題，要解決好這個(gè)問(wèn)題需要進(jìn)行多方面的工作。參考文獻(xiàn)：（1）閻西康主編，《土木工程材料》，天津大學(xué)出版社，（2）郭杏林主編，《混凝土工程施工細(xì)節(jié)祥解》，機(jī)械工業(yè)出版社 (3)P只有這樣，才能保證和提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，才能保證我國(guó)建筑事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展五、目前提高混凝土耐久性基本有以下幾種方法引氣劑的摻入雖然是提高混凝土抗凍耐久性最有效的手段，但引氣劑的摻入同時(shí)會(huì)引起混凝土其它性能降低，如強(qiáng)度、耐磨蝕能力等。田倩、孫偉討論了摻入硅灰、超細(xì)粉煤灰及兩者的復(fù)合物對(duì)抗凍耐久性能的影響以及鋼纖維的阻裂效應(yīng)對(duì)混凝土抗凍耐久性能的作用。加拿大的Malhotra 等人通過(guò)試驗(yàn)得出:引氣硅粉混凝土不管水灰比多少，硅粉摻量15 %以下時(shí)都具有較高的抗凍耐久性。 由以上眾多學(xué)者的研究表明：混凝土孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)是影響混凝土抗凍耐久性及其它性質(zhì)的根本所在。挪威 [6 ] 1974 年首次在大壩中使用引氣劑，經(jīng)過(guò)20 年運(yùn)行后，摻引氣劑的混凝土表面完好無(wú)損，而未摻引氣劑的混凝土則已遭受較嚴(yán)重的凍融破壞。這一點(diǎn)與Powers 的臨界孔間距概念相符：早在50 年代，鮑爾斯(T. C. Powers) 等人首先開(kāi)展了摻引氣劑硬化混凝土孔結(jié)構(gòu)的測(cè)試分析研究，并提出了滿(mǎn)足混凝土抗凍耐久性要求的孔間距系數(shù)的重要概念：即當(dāng)孔間距小于臨界孔間距( 250μm) 時(shí)混凝土是抗凍的。其中空氣泡的平均間距是影響混凝土抗凍性的最主要因素，平均氣泡間距越大，則凍融過(guò)程毛細(xì)孔中靜水壓力和滲透壓力越大，是混凝土凍融破壞作用越大；而平均氣泡間距大小與混凝土中含氣量大小、水泥漿體含量及平均氣泡半徑有關(guān)，水泥漿體含量取決于水灰比和水泥用量，平均氣泡半徑主要取決于引氣劑質(zhì)量及攪拌、振搗施工工藝條件，其中水灰比和含氣量是影響氣泡間距的主要因素。美國(guó)投入混凝土基建工程的總造價(jià)為16 萬(wàn)億美元，據(jù)估計(jì)今后每年用于混凝土工程維修和重建的費(fèi)用估計(jì)達(dá)3000 億美元。照此來(lái)看，約3050年后，這些工程也將進(jìn)入維修期，所需的維修費(fèi)用和重建費(fèi)用將更為巨大。飽水的混凝土在凍融環(huán)境中容易發(fā)生開(kāi)裂剝落等損壞,主要原因在于混凝土中的毛細(xì)孔隙水受凍后膨脹并產(chǎn)生壓力?；炷恋哪途眯耘c工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力，這一正常功能不僅包括結(jié)構(gòu)的安全性，而且更多地體現(xiàn)在適用性上。據(jù)美國(guó)一項(xiàng)調(diào)查顯示，美國(guó)的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程總價(jià)值約為6萬(wàn)億美元，每年所需維修費(fèi)或重建費(fèi)約為3千億美元。我國(guó)地域遼闊，地跨溫?zé)岫?，海岸線漫長(zhǎng)，面臨的條件比較嚴(yán)酷，出現(xiàn)問(wèn)題也比較突出?；炷量兹芤褐杏捎谌苡锈?、鈉、鈣離子等，溶液飽和蒸汽壓比普通水低，水泥漿體中的自由水冰點(diǎn)約為2~1℃，孔徑越小，孔內(nèi)水的飽和蒸汽壓越低，冰點(diǎn)也越低，凝膠空內(nèi)的水由于孔