结构混凝土抗冻试验研究

2013-09-10徐善杰候晓熙盖

治淮 2013年9期

关键词：芯样抗冻蚌埠

徐善杰候晓熙盖涛

（1.安徽省·水利部淮委水利科学研究院蚌埠 233000 2.安徽省水利工程病害防治工程技术研究中心蚌埠 233000 3.中城建六局集团有限公司二公司蚌埠 233000 4.中铁二十四局集团安徽工程有限公司合肥 230011）

结构混凝土抗冻试验研究

徐善杰1，2候晓熙3盖涛4

在寒冷地区混凝土的破坏多数与冻融作用或者冻融与钢筋锈蚀的共同作用有关，在这些地区混凝土的抗冻性已成为混凝土耐久性的主要问题之一，在我国北方地区混凝土受冻融作用破坏的实例屡见不鲜。本文通过试验对混凝土的抗冻方法作了分析和研究。

混凝土抗冻性能凝结时间冻融循环

1 前言

自20世纪90年代以来，重大建筑工程的耐久性问题开始引起国家和技术界的重视，并被列为国家重点技术攻关项目，取得了一批成果。很多行业都制订出本行业的混凝土抗冻试验标准，如水利部发布的《水工混凝土试验规程》、交通部发布的《水运工程混凝土试验规程》，对混凝土的抗冻试验进行了规定。不同的是，后者不但规定了如何对预留试块（试件尺寸100mm×100mm×400mm）进行抗冻试验，还规定了采用钻芯法在结构或构件上钻芯（试件尺寸直径100mm×长度400mm）对结构混凝土抗冻性进行检测。

目前，我国建设行业除采用预留试块送检的方式作为工程质量控制资料以备验收外，逐渐重视实体工程质量和质量检测，既要求有完备的施工过程中的质量控制资料，还需要在工程竣工前对其实体质量进行验证性的抽检。但是往往工程预留试块的抗冻结果满足设计和规范要求，而从实体上钻取的芯样抗冻试验却达不到设计要求。为此，笔者进行了初步分析和有针对性的研究试验。

2 两种方式的抗冻性实验差异

一般认为，对于在实验室内成型的抗冻试件，《水工混凝土试验规程》对成型的试模、振动台、捣棒、养护室的温度和湿度、振动时间或插捣技术都作出严格要求。显然，对于从结构上钻取的芯样，最理想的状态才有可能达到上述状态，这是两种方式抗冻试验的第一个显著差异。当然，设计人员也考虑到实体结构混凝土与预留试块混凝土的差异，在确实混凝土抗冻等级时有一定的富裕度，即如果实体混凝土严格按配合比控制水灰比、水泥品种、引气剂含量等，且按此预留的试块抗冻试验满足设计要求，那实际工程也能够满足使用要求。因此，笔者认为《水运工程混凝土试验规程》第8.6条规定的方法较好、也是有必要的，但是评价方式过于严格。

两种方式抗冻试验的另一个显著差异在于两种试件表面的差异。实验室内成型的试件6个面均为完整的混凝土面，而现场取芯得到的试件除表面外均为切割开的混凝土剖面，粗集料、浆石界面均被切开，且浆石界面处可能因钻头的扰动产生微裂纹。很显然出现这种客观存在的情况都对后面的冻融试验很不利，但是《水运工程混凝土试验规程》中并没有考虑。

3 试验简介与结果分析

水泥选用安徽省凤阳县生产的珍珠牌PO42.5水泥，细度、凝结时间及抗压抗折均满足规范要求；细骨料选用安徽省明光市出产的砂子，细度模数2.61，级配合格，含泥量2.2%；粗骨料采用安徽省滁州市出产的石子，粒径31.5mm，含泥量0.6%，表观密度2700kg/m3，堆积密度1770kg/m3；引气剂采用镇江特密斯混凝土外加剂总公司生产的TMS引气减水剂。混凝土配合比为：水泥∶水∶砂∶碎石∶引气减水剂 =350∶154∶720∶1176∶10。

利用同一盘混凝土浇筑尺寸为300mm×400mm×500mm的大试件4个，同时预留100mm×100mm×400mm试件8组即24个，100mm×100mm×100mm的立方体试件4组即12个。在龄期7d时，在其中的4组预留试块中钻取直径100mm×长度400mm的芯样；在大试件中钻取4组直径100mm×长度400mm的芯样。这样，共形成12组抗冻试件：标准的预留抗冻试块4组，预留抗冻试块钻取芯样4组，从结构体中钻取芯样4组。立方体试块用于测试冻融前后混凝土抗压强度损失。所有试件制备好后均置于20℃±3℃水中饱水养护，至28d龄期时进行抗冻试验，每冻融循环25次，测试质量损失和动弹性模量。检测结果见表1。

从实验结果可以看出：对于同批混凝土，标准预留试块的抗冻性能最好，从标准预留试块上钻取芯样的次之，从结构上钻取芯样的最差。由于本试验中的“结构”与预留的标准试件体积和成型条件相差不大，钻出的芯样没有本质上的差别，因此抗冻结果比较靠近，只是略差一些。