混凝土受凍機理及防凍外加劑的作用

摘要：本文綜合并分析了多年來關于混凝土受凍機理的敘述，并對防凍外加劑作用進行研究。

前言

我國地域遼闊，在長江中下游、東北、華北、及內蒙、青海、新疆等地，冬季氣溫都在- 5 ℃以下。低溫對混凝土十分不利，在這些地區(qū)的混凝土的破壞多數(shù)與凍融作用有關，混凝土在凍融循環(huán)作用下破壞是關系到建筑物使用壽命、工程質量、安全等方面的重大問題。凍融破壞是混凝土水工建筑物損壞的主要形式之一，凍融破壞嚴重影響水工建筑的正常運行，必須充分認識它的嚴重性，了解其破壞原因，采取正確的設計、施工和管理措施以減輕凍融破壞對建筑物的影響，就此問題國內外混凝土專家對混凝土抗凍問題的研究日益重視，各自理論不斷提出，各種方法不斷采用，都力圖通過對混凝土受凍機理研究而找到提高混凝土抗凍性能的更有效、更經濟、更實用的方法。

1 國內外關于混凝土受凍機理的研究狀況如下

1.1 水轉化為冰的相變過程

常溫下硬化混凝土是由未水化的水泥、水泥水化產物、集料、水、空氣共同組成的氣- 液- 固三相平衡體系，當混凝土處于負溫下時，其內部孔隙中的水分將發(fā)生從液相到固相的轉變。對混凝土受凍破壞的現(xiàn)象，人們最初僅僅是以水結冰時體積膨脹9 %這一自然現(xiàn)象來解釋，認為這種現(xiàn)象和盛滿水的密閉容器受凍后脹裂的破壞情況類似。當孔溶液體積超過91 %時，溶液結冰后產生膨脹壓力使混凝土結構破壞。但這種過于簡單的觀點無法解釋復雜的混凝土受凍破壞的動力學過程。而且試驗表明水飽和度低于91 %時，混凝土也可能受凍破壞。這說明混凝土受凍破壞的機理遠遠不止這么簡單。大量的研究表明影響混凝土受凍破壞的原因很多，其機理相當復雜。但從本質上說，混凝土受凍破壞主要取決于混凝土中水的存在形式。