楊艷（甘肅省平?jīng)鍪兴姽こ叹?，甘肅　平?jīng)觥?44000）

混凝土凍融破壞的耐久性分析

楊艷
（甘肅省平?jīng)鍪兴姽こ叹?，甘肅平?jīng)?44000）

提高混凝土抗凍能力和耐久性，一直是混凝土工程技術(shù)領(lǐng)域重點(diǎn)研究的課題。本文首先對(duì)當(dāng)前混凝土凍融破壞機(jī)理繼續(xù)研究與分析，并探討了提高混凝土抗凍能力和耐久性的幾種方法技術(shù)，為混凝土施工中耐久性和抗凍能力的提高提供資料參考。

混凝土；凍融破壞；機(jī)理研究；耐久性分析

甘肅地區(qū)深居西北內(nèi)陸，屬于大陸性很強(qiáng)的溫帶季風(fēng)氣候。正因如此，甘肅地區(qū)有著夏季短促、秋季降溫快、冬季寒冷漫長的特點(diǎn)。甘肅的這一氣候特點(diǎn)，意味著其混凝土工程很容易在秋冬季節(jié)因凍害受損，影響混凝土的耐久性。隨著西北開發(fā)戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，甘肅地區(qū)工程建設(shè)項(xiàng)目與日增多，如何解決混凝土凍融破壞的問題，提高混凝土工程的耐久性，更是成為相關(guān)單位和企業(yè)重點(diǎn)研究和實(shí)踐的課題。

一、混凝土凍融破壞的機(jī)理研究

混凝土凍融破壞是指混凝土在飽和水狀態(tài)下因凍融循環(huán)所產(chǎn)生的破壞作用，混凝土凍融破壞會(huì)嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，并導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)開裂、沉降、化學(xué)侵蝕、磨損等問題?，F(xiàn)如今，世界各國對(duì)混凝土凍融破壞的理論研究一直在發(fā)展，而甘肅地區(qū)混凝土凍融破壞，也成為擺在城市化建設(shè)面前亟需解決的問題。在現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)下，混凝土凍融破壞的機(jī)理雖然研究成果較多，但仍然沒有一個(gè)統(tǒng)一的結(jié)論，筆者對(duì)混凝土凍融破壞的機(jī)理進(jìn)行研究與分析，混凝土凍融破壞的肌理主要包含以下論點(diǎn)。

早期的混凝土凍融破壞研究，認(rèn)為混凝土凍融破壞是由于水結(jié)冰時(shí)體積變大導(dǎo)致的。水結(jié)冰時(shí)體積會(huì)增加約9%，而混凝土結(jié)構(gòu)空隙中的水結(jié)冰，必然會(huì)導(dǎo)致混凝土耐久性受到影響。但這種假說過于簡單，并不能嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆磻?yīng)混凝土凍融破壞的機(jī)理。為了探求混凝土凍融破壞的機(jī)理，從根本上提高混凝土耐凍害的能力，提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，很多專家和學(xué)者投入這一研究領(lǐng)域。其中具有代表性的假說包括靜水壓力假說、滲透壓假說和現(xiàn)象學(xué)觀點(diǎn)等。靜水壓力假說認(rèn)為，混凝土空隙中的孔溶液，在結(jié)冰過程中會(huì)擠壓未結(jié)冰的溶液向外遷移，從而導(dǎo)致靜水壓力產(chǎn)生，給混凝土結(jié)構(gòu)帶來破壞。這一假說為混凝土耐久度的分析與提升做出了貢獻(xiàn)，通過在混凝土拌合時(shí)加入引氣劑，能夠提高混凝土結(jié)構(gòu)孔隙率和聯(lián)通率，從而避免寒冷天氣靜水壓力對(duì)混凝土造成破壞。滲透壓假說則認(rèn)為混凝土凍害需要考慮包括水凍害和骨料凍害兩方面的原因，水的凍害與靜水壓力假說原理相似，骨料凍害則是指其在冰凍過程中會(huì)向外排水，最終導(dǎo)致出現(xiàn)靜水壓。在水和骨料凍害的綜合作用下，骨料和混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)受到破壞，從而影響其耐久性。該假說比較有利的解釋了引氣劑的作用、結(jié)冰速率對(duì)抗凍的影響等問題，但卻無法解釋引起漿體在凍結(jié)過程中的收縮現(xiàn)象?，F(xiàn)象學(xué)觀點(diǎn)則拋開了物理本質(zhì)解釋的思路，以力學(xué)概念為基礎(chǔ)解釋混凝土凍融破壞問題，但該觀點(diǎn)只考慮了溫度變化的影響，同樣具有局限性。

二、混凝土凍融耐久性分析

對(duì)混凝土凍融破壞的耐久性影響，一直是相關(guān)機(jī)構(gòu)和學(xué)者研究的重點(diǎn)。雖然現(xiàn)如今在理論上并沒有形成統(tǒng)一，但卻有很多優(yōu)秀技術(shù)應(yīng)用于混凝土凍融破壞耐久性提高中。在工程施工中，一定要做好技術(shù)的應(yīng)用和選擇，不斷提高混凝土的抗凍能力和耐久性。

（一）引氣混凝土在混凝土凍融破壞預(yù)防中的應(yīng)用

引氣混凝土技術(shù)是通過提高混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)孔隙率和空隙連通率，降低骨料和水凝結(jié)靜水壓力提高混凝土耐久性的一種方法。該方法能夠有效提高混凝土的強(qiáng)度，并提高混凝土的密實(shí)性，增加混凝土抗凍融破壞的能力。但引氣混凝土并不是一味提高混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)，而是通過提高混凝土拌合中的含氣量，提高混凝土的抗凍能力。而引氣劑則是實(shí)現(xiàn)這一目的的專用外加劑，引氣劑能夠在表面活性劑作用的同時(shí)，產(chǎn)生大量細(xì)小均勻的氣泡，分散到新拌合混凝土中。引氣劑的應(yīng)用能夠有效的改善混凝土的配合比，在嚴(yán)寒地區(qū)的應(yīng)用能力有效提高混凝土耐久性。甘肅地區(qū)混凝土工程中，對(duì)引氣劑的應(yīng)用也比較廣泛，目前常用的引氣劑包括松香酸鈉熱聚物、ML引氣劑和木鈣引氣減水劑等，其中應(yīng)用最為廣泛的就是松香酸鈉熱聚物，該引氣劑不僅效果好、制作簡單，而且有著造價(jià)和成本低的優(yōu)點(diǎn)。

（二）通過密實(shí)振搗和配比優(yōu)化，提高混凝土抗凍性

從目前發(fā)生的防撞墻或隔離墩及路緣石混凝土表層早期剝落、破損的情況分析，造成這種破壞的原因，還與混凝土的密實(shí)性相關(guān)。從主動(dòng)預(yù)防的角度來講，防止混凝土振搗不密實(shí)是關(guān)鍵。因此，一方面要從澆筑方法上進(jìn)行必要的政進(jìn)，另一方面還應(yīng)從混凝土配合比上進(jìn)行調(diào)整，采用流動(dòng)性較大，和易性較好的細(xì)粒式混凝土或者采用免振搗自密實(shí)的高性能混凝士。從廣義上說，無論是否摻入引氣劑，澆筑的混凝土都應(yīng)當(dāng)域大限度在保證其密實(shí)性，這是一切防止混凝土早期凍融破壞的基礎(chǔ)。

（三）化學(xué)除冰劑的應(yīng)用于選擇

在道路工程中，應(yīng)用化學(xué)除冰劑的方法降低凍害和雪害發(fā)生率，提高道路安全性的方法比較常用?；瘜W(xué)除冰劑雖然能夠有效清除積雪和冰，但卻會(huì)給混凝土結(jié)構(gòu)帶來一定的化學(xué)損傷。目前甘肅地區(qū)化學(xué)除冰劑主要是選用工業(yè)用鹽，在這種除冰劑中含有一定量的硫酸鹽。而硫酸鹽滲透到混凝土內(nèi)部后，會(huì)給混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面帶來腐蝕破壞作用。不僅如此，硫酸鹽還會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)中鋼鐵材料的銹蝕，這將會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、任性下降，極大的影響混凝土的耐久度。為了避免這一問題，可以從除冰劑類型和混凝土材料兩方面來預(yù)防。通過除冰劑的優(yōu)化選擇，盡量避免使用對(duì)混凝土耐久性有影響的除冰劑和改善混凝土配比和才來哦組成優(yōu)化可以有效的避免這一問題。目前應(yīng)對(duì)這一問題最為經(jīng)濟(jì)有效的措施就是采用抗硫水泥和樹脂混凝土等，還可以通過表面隔離材料和技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久度的目的。

綜上所述，降低凍融損傷對(duì)混凝土耐久度的影響，已經(jīng)成為擺在混凝土技術(shù)研發(fā)人員面前亟需解決的問題。為了提高混凝土抗凍能力，提高其耐久性，在工程建設(shè)中一定要有針對(duì)性的選擇合適的方法和技術(shù)，在提高混凝土強(qiáng)度的同時(shí)，盡量降低凍融和除冰劑應(yīng)用對(duì)混凝土耐久性的影響，為西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施和甘肅地區(qū)城市化進(jìn)程的推進(jìn)做出貢獻(xiàn)。

TU37

A

1673-9019(2016)22-0038-01

2016-10-12

楊艷（1975-），女，甘肅莊浪人，工程師，主要從事水利工程項(xiàng)目技術(shù)管理工作。