混凝土冻融破坏的耐久性分析

杨艳（甘肃省平凉市水利水电工程局，甘肃　平凉　744000）

混凝土冻融破坏的耐久性分析

杨艳
（甘肃省平凉市水利水电工程局，甘肃平凉744000）

提高混凝土抗冻能力和耐久性，一直是混凝土工程技术领域重点研究的课题。本文首先对当前混凝土冻融破坏机理继续研究与分析，并探讨了提高混凝土抗冻能力和耐久性的几种方法技术，为混凝土施工中耐久性和抗冻能力的提高提供资料参考。

混凝土；冻融破坏；机理研究；耐久性分析

甘肃地区深居西北内陆，属于大陆性很强的温带季风气候。正因如此，甘肃地区有着夏季短促、秋季降温快、冬季寒冷漫长的特点。甘肃的这一气候特点，意味着其混凝土工程很容易在秋冬季节因冻害受损，影响混凝土的耐久性。随着西北开发战略的不断推进，甘肃地区工程建设项目与日增多，如何解决混凝土冻融破坏的问题，提高混凝土工程的耐久性，更是成为相关单位和企业重点研究和实践的课题。

一、混凝土冻融破坏的机理研究

混凝土冻融破坏是指混凝土在饱和水状态下因冻融循环所产生的破坏作用，混凝土冻融破坏会严重影响混凝土结构的耐久性，并导致混凝土出现开裂、沉降、化学侵蚀、磨损等问题。现如今，世界各国对混凝土冻融破坏的理论研究一直在发展，而甘肃地区混凝土冻融破坏，也成为摆在城市化建设面前亟需解决的问题。在现有的科学技术下，混凝土冻融破坏的机理虽然研究成果较多，但仍然没有一个统一的结论，笔者对混凝土冻融破坏的机理进行研究与分析，混凝土冻融破坏的肌理主要包含以下论点。

早期的混凝土冻融破坏研究，认为混凝土冻融破坏是由于水结冰时体积变大导致的。水结冰时体积会增加约9%，而混凝土结构空隙中的水结冰，必然会导致混凝土耐久性受到影响。但这种假说过于简单，并不能严谨的反应混凝土冻融破坏的机理。为了探求混凝土冻融破坏的机理，从根本上提高混凝土耐冻害的能力，提高混凝土结构耐久性，很多专家和学者投入这一研究领域。其中具有代表性的假说包括静水压力假说、渗透压假说和现象学观点等。静水压力假说认为，混凝土空隙中的孔溶液，在结冰过程中会挤压未结冰的溶液向外迁移，从而导致静水压力产生，给混凝土结构带来破坏。这一假说为混凝土耐久度的分析与提升做出了贡献，通过在混凝土拌合时加入引气剂，能够提高混凝土结构孔隙率和联通率，从而避免寒冷天气静水压力对混凝土造成破坏。渗透压假说则认为混凝土冻害需要考虑包括水冻害和骨料冻害两方面的原因，水的冻害与静水压力假说原理相似，骨料冻害则是指其在冰冻过程中会向外排水，最终导致出现静水压。在水和骨料冻害的综合作用下，骨料和混凝土结构会受到破坏，从而影响其耐久性。该假说比较有利的解释了引气剂的作用、结冰速率对抗冻的影响等问题，但却无法解释引起浆体在冻结过程中的收缩现象。现象学观点则抛开了物理本质解释的思路，以力学概念为基础解释混凝土冻融破坏问题，但该观点只考虑了温度变化的影响，同样具有局限性。

二、混凝土冻融耐久性分析

对混凝土冻融破坏的耐久性影响，一直是相关机构和学者研究的重点。虽然现如今在理论上并没有形成统一，但却有很多优秀技术应用于混凝土冻融破坏耐久性提高中。在工程施工中，一定要做好技术的应用和选择，不断提高混凝土的抗冻能力和耐久性。

（一）引气混凝土在混凝土冻融破坏预防中的应用

引气混凝土技术是通过提高混凝土结构内孔隙率和空隙连通率，降低骨料和水凝结静水压力提高混凝土耐久性的一种方法。该方法能够有效提高混凝土的强度，并提高混凝土的密实性，增加混凝土抗冻融破坏的能力。但引气混凝土并不是一味提高混凝土的设计标号，而是通过提高混凝土拌合中的含气量，提高混凝土的抗冻能力。而引气剂则是实现这一目的的专用外加剂，引气剂能够在表面活性剂作用的同时，产生大量细小均匀的气泡，分散到新拌合混凝土中。引气剂的应用能够有效的改善混凝土的配合比，在严寒地区的应用能力有效提高混凝土耐久性。甘肃地区混凝土工程中，对引气剂的应用也比较广泛，目前常用的引气剂包括松香酸钠热聚物、ML引气剂和木钙引气减水剂等，其中应用最为广泛的就是松香酸钠热聚物，该引气剂不仅效果好、制作简单，而且有着造价和成本低的优点。

（二）通过密实振捣和配比优化，提高混凝土抗冻性

从目前发生的防撞墙或隔离墩及路缘石混凝土表层早期剥落、破损的情况分析，造成这种破坏的原因，还与混凝土的密实性相关。从主动预防的角度来讲，防止混凝土振捣不密实是关键。因此，一方面要从浇筑方法上进行必要的政进，另一方面还应从混凝土配合比上进行调整，采用流动性较大，和易性较好的细粒式混凝土或者采用免振捣自密实的高性能混凝士。从广义上说，无论是否掺入引气剂，浇筑的混凝土都应当域大限度在保证其密实性，这是一切防止混凝土早期冻融破坏的基础。

（三）化学除冰剂的应用于选择

在道路工程中，应用化学除冰剂的方法降低冻害和雪害发生率，提高道路安全性的方法比较常用。化学除冰剂虽然能够有效清除积雪和冰，但却会给混凝土结构带来一定的化学损伤。目前甘肃地区化学除冰剂主要是选用工业用盐，在这种除冰剂中含有一定量的硫酸盐。而硫酸盐渗透到混凝土内部后，会给混凝土内部结构和表面带来腐蚀破坏作用。不仅如此，硫酸盐还会造成混凝土结构中钢铁材料的锈蚀，这将会导致混凝土结构强度、任性下降，极大的影响混凝土的耐久度。为了避免这一问题，可以从除冰剂类型和混凝土材料两方面来预防。通过除冰剂的优化选择，尽量避免使用对混凝土耐久性有影响的除冰剂和改善混凝土配比和才来哦组成优化可以有效的避免这一问题。目前应对这一问题最为经济有效的措施就是采用抗硫水泥和树脂混凝土等，还可以通过表面隔离材料和技术的应用，实现提高混凝土结构耐久度的目的。

综上所述，降低冻融损伤对混凝土耐久度的影响，已经成为摆在混凝土技术研发人员面前亟需解决的问题。为了提高混凝土抗冻能力，提高其耐久性，在工程建设中一定要有针对性的选择合适的方法和技术，在提高混凝土强度的同时，尽量降低冻融和除冰剂应用对混凝土耐久性的影响，为西部大开发战略的实施和甘肃地区城市化进程的推进做出贡献。

TU37

A

1673-9019(2016)22-0038-01

2016-10-12

杨艳（1975-），女，甘肃庄浪人，工程师，主要从事水利工程项目技术管理工作。