畢業(yè)論文混凝土抗凍耐久性研究土木工程檢測(cè)1班霍英亮(編輯修改稿)
2025-07-16 18:58 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 三、影響混凝土抗凍耐久性的因素 由上述混凝土凍融破壞機(jī)理可知,混凝土抗凍性與空氣泡的間距、降溫速度、抗凍水的含量、材料滲透系數(shù)及結(jié)構(gòu)抵抗破壞能力有關(guān)。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。混凝土的水灰比越大，孔隙率越大，混凝土處于水飽和狀態(tài)時(shí)的含水量越大，可凍水的含量越多，結(jié)冰速度越快，氣泡結(jié)構(gòu)越差，平均氣泡結(jié)構(gòu)間距增大?？梢?jiàn)水灰比是影響混凝土抗凍性的主要因素之一。四、提高混凝土抗凍耐久性的措施 外加劑 在混凝土中摻用引氣劑，是提高抗凍能力最有效的方法。大量微小氣泡的存在，不僅能隔斷混凝土中毛細(xì)管通道，還對(duì)水分結(jié)冰時(shí)所產(chǎn)生的壓力有緩沖作用。氣泡還可使混凝土彈末有所降低，對(duì)提高混凝土抗裂性有利。因此，《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ552000)規(guī)定抗凍等級(jí)F100及以上的混凝土應(yīng)摻用引氣劑。長(zhǎng)期的工程實(shí)踐與室內(nèi)研究資料表明:提高混凝土抗凍耐久性的一個(gè)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。引氣劑是具有增水作用的表面活性物質(zhì)，它可以明顯的降低混凝土拌合水的表面張力和表面能，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的微小穩(wěn)定的封閉氣泡。這些氣泡切斷了部分毛細(xì)管通路能使混凝土結(jié)冰時(shí)產(chǎn)生的膨脹壓力得到緩解，不使混凝土遭到破壞，起到緩沖減壓的作用。這些氣泡可以阻斷混凝土內(nèi)部毛細(xì)管與外界的通路，使外界水份不易浸入，減少了混凝土的滲透性。同時(shí)大量的氣泡還能起到潤(rùn)滑作用，改善混凝土和易性。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。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。混凝土的抗凍耐久性隨孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)變化而變化，當(dāng)孔間距系數(shù)小于250μm 時(shí)，混凝土抗凍耐久性指數(shù)基本能達(dá)到60 %以上，即可經(jīng)受300 次快速凍融循環(huán)試驗(yàn)。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。宋擁軍認(rèn)為，只要引氣量合適，普通混凝土均能獲得較高的抗凍耐久性。引氣混凝土中氣泡平均尺寸及其間距隨水灰比的增大而加大，同時(shí)水泥漿中可凍水的百分率也相應(yīng)加大，從而導(dǎo)致混凝土抗凍耐久性的顯著下降，因此，不能忽視對(duì)水灰比的限制。朱蓓蓉，吳學(xué)禮，黃土元認(rèn)為：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。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。針對(duì)不同環(huán)境條件、不同工程要求的混凝土，必須進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)，才能使得硬化混凝土具有設(shè)計(jì)所要求的含氣量和合理的氣泡結(jié)構(gòu)，增進(jìn)了混凝土工程界對(duì)引氣劑應(yīng)用技術(shù)的認(rèn)識(shí)。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。摻引氣劑可以改善混凝土孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)，因此，測(cè)試硬化混凝土孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)是研究混凝土抗凍耐久性能的有效途徑和方法之一。引氣劑 長(zhǎng)期的工程實(shí)踐與室內(nèi)研究資料表明 :提高混凝土抗凍耐久性的一個(gè)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。引氣劑是具有增水作用的表面活性物質(zhì)，它可以明顯的降低混凝土拌合水的表面張力和表面能，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的微小穩(wěn)定的封閉氣泡。這些氣泡切斷了部分毛細(xì)管通路能使混凝土結(jié)冰時(shí)產(chǎn)生的膨脹壓力得到緩解，不使混凝土遭到破壞，起到緩沖減壓的作用。這些氣泡可以阻斷混凝土內(nèi)部毛細(xì)管與外界的通路，使外界水份不易浸入，減少了混凝土的滲透性。同時(shí)大量的氣泡還能起到潤(rùn)滑作用，改善混凝土和易性。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 [3 ] [4 ] [5 ] 。 美國(guó)是最早開(kāi)始研究引氣劑的國(guó)家，自 1934 年在美國(guó)堪薩斯州與紐約州道路工程施工中發(fā)現(xiàn)引氣混凝土，至今已有半個(gè)多世紀(jì)。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。我國(guó)這方面的工作始于50 年代。我國(guó)混凝土學(xué)科創(chuàng)始人吳中偉教授，在50年代初期就強(qiáng)調(diào)了混凝土抗凍的重要性，并創(chuàng)先研制了松香熱聚物加氣劑(引氣劑) ， 應(yīng)用 于治淮水利混凝土工程，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)采用引氣劑而提高混凝土抗凍耐久性的先河。范沈撫(1991年) 分析 了摻引氣劑混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗凍耐久性，得出與上述同樣結(jié)論 [7 ]： 摻用引氣劑，使混凝土達(dá)到足夠的含氣量要求，可改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)，并明顯改善混凝土的抗凍耐久性。 國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者研究了影響混凝土抗耐久性的因素， SEibel ，Sellebold ，Malhotra ， Pigen 等人 [8 ] [9 ] [10 ] 研究表明：混凝土的含氣量、臨界氣泡間距、水灰比、骨料、臨界飽水度和降溫速度等因素綜合決定了混凝土的抗凍耐久性能。Stark and Ludwig ( 1993 ) 提出 [11 ]： 水泥熟料中C 3 A 的含量的增加會(huì)提高其混凝土的抗凍耐久性，但會(huì)降低混凝土抵抗鹽凍能力。Osama (1998) 研究了水泥品種，引氣劑質(zhì)量及引氣的 方法 對(duì)混凝土抗凍融耐久性影響，得出 [12 ] ：，然而，長(zhǎng)期處于凍融循環(huán)的混凝土的抗凍能力則取決于天氣的惡劣程度及凍融周期的頻率。關(guān)英俊，范沈撫 [13 ] (1990) 討論了提高水工混凝土抗凍耐久性的技術(shù)措施，提出耐凍混凝土必須正確進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，摻優(yōu)質(zhì)引氣劑，減小水灰比，合理選用原材料，還要嚴(yán)格按施工規(guī)范技術(shù)要求施工，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。 范沈撫 [14 ] (1993) 進(jìn)一步研究得出：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?；炷恋目箖瞿途眯噪S孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)變
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