對提高混凝土抗凍性能的探討

　　一、前言
　　
　　混凝土的耐久性是混凝土抵抗氣候變化、化學(xué)侵蝕、磨損或任何其它破壞過程的能力，當(dāng)在暴露的環(huán)境中，能耐久的混凝土應(yīng)保持其形態(tài)、質(zhì)量和使用功能。
　　我國有相當(dāng)大的部分處于嚴(yán)寒地帶，致使不少建筑物發(fā)生了凍融破壞現(xiàn)象。尤其在東北嚴(yán)寒地區(qū)，興建的水工混凝土建筑物，幾乎100%工程局部或大面積地遭受不同程度的凍融破壞。除三北地區(qū)普遍發(fā)現(xiàn)混凝土的凍融破壞現(xiàn)象外，地處較為溫和的華東地區(qū)的混凝土建筑物也發(fā)現(xiàn)有凍融現(xiàn)象。
　　因此，混凝土的凍融破壞是我國建筑物老化病害的主要問題之一，嚴(yán)重影響了建筑物的長期使用和安全運(yùn)行，為使這些工程繼續(xù)發(fā)揮作用和效益，需要很大的代價(jià)來維修和重建，這已成為混凝土耐久性方面的主要問題之一。
　　
　　二、混凝土凍融機(jī)理
　　
　　混凝土的凍融破壞，是國內(nèi)外研究較早、較深入的課題，但大部分是從純物理的模型出發(fā)，經(jīng)假設(shè)和推導(dǎo)而得出的，有些是以水泥凈漿或砂漿試件通過部分試驗(yàn)得出的，因此迄今為止，對混凝土的凍融破壞機(jī)理，國內(nèi)外尚未得到統(tǒng)一的認(rèn)識和結(jié)論。
　　一般認(rèn)為，吸水飽和的混凝土在其凍融的過程中，遭受的破壞應(yīng)力主要由兩部分組成。其一是當(dāng)混凝土中的毛細(xì)孔水在某負(fù)溫下發(fā)生物態(tài)變化，由水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因受毛細(xì)孔壁約束形成膨脹壓力，從而在孔周圍的微觀結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生拉應(yīng)力；其二是當(dāng)毛細(xì)孔水結(jié)成冰時(shí)，由凝膠孔中過冷水在混凝土微觀結(jié)構(gòu)中的遷移和重分布引起的滲管壓。由于表面張力的作用，混凝土毛細(xì)孔隙中水的冰點(diǎn)隨著孔徑的減小而降低。凝膠孔水形成冰核的溫度在－78℃以下，因而由冰與過冷水的飽和蒸汽壓差和過冷水之間的鹽分濃度差引起水分遷移而形成滲透壓力。
　　當(dāng)混凝土受凍時(shí)，這兩種壓力會損傷混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)經(jīng)過反復(fù)多次的凍融循環(huán)以后，損傷逐步積累不斷擴(kuò)大，發(fā)展成互相連通的裂縫，使混凝土的強(qiáng)度逐步降低，最后甚至完全喪失。從實(shí)際中不難看出，處在干燥條件的混凝土顯然不存在凍融破壞的問題，所以飽水狀態(tài)是混凝土發(fā)生凍融破壞的必要條件之一，另一必要條件是外界氣溫正負(fù)變化，使混凝土孔隙中的水反復(fù)發(fā)生凍融循環(huán)，這兩個(gè)必要條件，決定了混凝土凍融破壞是從混凝土表面開始的層層剝蝕破壞。
　　
　　三、改善混凝土抗凍耐久性的主要措施
　　
　　（一）外加劑的使用
　　1、引氣劑。長期的工程實(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4JCSMGGQwwQkVGxhEkeUtxeSnBsuzE++SN19OJrabyw=憎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，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的微小穩(wěn)定的封閉氣泡。這些氣泡由于具有彈性，能使混凝土結(jié)冰時(shí)產(chǎn)生的膨脹壓力得到緩解，起到緩沖減壓