氯盐对混凝土路面砖表面抗冻性的影响

2014-12-16回志峰由世宽辽宁省产品质量监督检验院辽宁沈阳110000

中国建材科技 2014年3期

关键词：融雪剂吸水率氯化钠

回志峰由世宽（辽宁省产品质量监督检验院，辽宁沈阳 110000）

我国严寒地区、寒冷地区占国土面积半数以上。冬季雪天，为了除冰雪保证路面畅通，使用除冰盐或融雪剂。它会给混凝土路面及混凝土路面砖造成盐冻破坏，在我国很多地区出现了由于不抗盐冻的混凝土路面砖大量破损现象。

融雪剂的种类繁多，主要有氯盐型和非氯盐型。到目前为止由于氯盐类融雪剂融化冰雪效果较好，价格便宜，多数国家仍主要使用氯盐类融雪剂[1]。本文主要讨论不同浓度的氯化钠溶液对混凝土路面砖表面抗冻性的影响。

1 原材料及实验方法

1.1 原材料

本试验所用混凝土路面砖：本实验所选用的路面砖来自于辽宁、上海、昆山等省市共4组试样。

表1 不同浓度的氯化钠溶液对混凝土路面砖表面抗冻性的影响

氯盐：氯化钠（化学级）。

1.2 实验仪器设备

实验主要仪器设备：JA2003N电子天平；BM-Ⅲ高低温试验机；NLD-101电热鼓风干燥箱。

2 实验方案

将氯化钠（化学级）按质量比1%、3%、5%加入水中混合均匀备用。每组试件5块，测量试件边长，精确至1mm，将混凝土路面砖表面清理干净，表面向下放入容器中，调整支架高度距离容器底部20mm。分别将1%、3%、5%的氯化钠溶液注入容器中，液面高度为距砖下表面10mm处。冷冻温度-20℃，恒温7h，取出在10℃～30℃空气中融化4h，如此为一个循环，共进行28次。试验结束后，用清水清洗试件表面及残渣，并放置于105℃±2℃的干燥箱中烘干至恒重，称量残渣质量，计算单位面积质量损失。

3 实验结果

不同浓度的氯化钠溶液对混凝土路面砖表面抗冻性的影响测试结果见表1。

随着氯化钠溶液浓度的增加，混凝土路面砖表面剥落量变化趋势如图1所示。

4 实验结果分析

通过表1和图1可知，所选择的4组试验样品经过28d盐冻后，表面剥落量随氯化钠溶液浓度的增加而变大。最小增加0.56倍，而最大增加2.9倍。氯化钠溶液浓度一定的情况下，随着试件24h吸水率的增加，混凝土路面砖表面剥落量随之增大，最小值为16g/m2，最大值为1033 g/m2。

混凝土路面砖中水分结冰时产生的膨胀压力，混凝土路面砖低温下存在结冰的水和过冷的水，结冰的水产生体积膨胀及过冷的水发生迁移的结果。

混凝土路面砖在饱水状态下受冻时，其破坏首先与孔隙中水结冰有关。冰的体积约比等量水的体积大9%，因此，如果混凝土路面砖中的全部孔隙都充满水，则第一次冻融循环之后混凝土就应该破坏。而在饱水状态下混凝土路面砖具有抵抗多次冻融循环破坏的能力，其原因在于其结构中有一定数量的孔体积不被水所充填。这样，在冻结过程中，由于冰晶体长大的压力作用，部分水被挤入到这些空孔中，消除了部分结晶压力，但由于多余水分在被挤出过程中受到流动通道的阻力作用，导致渗透压力的形成[2]。

由于混凝土路面砖处于过冷水环境中，破坏会从表面向内部扩展，首先反映在混凝土表面砂浆层剥落，集料外漏，孔隙增大，表面吸水率提高。盐溶液的加入，使混凝土表面形成不同浓度的饱和状态，从而产生梯度结晶应力，逐层迫害混凝土路面砖表面结构，剥落量也不断增加。

氯化钠溶液浓度增加，导致饱和时浓度越高，表面吸水率变大，孔隙中的饱和水结晶时产生的结晶压力也就越大，表面破坏也越严重。