范昕然（重慶交通大學(xué)河海學(xué)院，四川重慶400074）

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混凝土抗凍性研究

范昕然
（重慶交通大學(xué)河海學(xué)院，四川重慶400074）

［摘要］通過分析混凝土凍融破壞的原因及凍融破壞的主要形式，總結(jié)了凍融破壞的機(jī)理和凍融破壞的影響因素，并對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)外不同的混凝土抗凍試驗(yàn)方法。結(jié)果表明：凍結(jié)對(duì)混凝土的破壞力是水結(jié)冰體積膨脹造成的靜水壓力和冰水蒸汽壓差和溶液中鹽濃度差造成的滲透壓兩者共同作用的結(jié)果；平均氣泡間距是影響混凝土抗凍性的最主要因素；目前國(guó)內(nèi)主要采用快凍法試驗(yàn)，因?yàn)榭靸龇ㄅc慢凍法相比，具有試驗(yàn)周期短，采用無(wú)損檢測(cè)，試驗(yàn)工作量小，誤差小，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。

［關(guān)鍵詞］混凝土抗凍性；凍融破壞機(jī)理；影響因素；抗凍試驗(yàn)方法

0　引言

混凝土的凍融破壞與鋼筋銹蝕、堿集料反應(yīng)一起被視為混凝土最主要的三大耐久性問題。寒冷地區(qū)混凝土的破壞多數(shù)與凍融作用或者凍融與鋼筋銹蝕的復(fù)合作用有關(guān)，混凝土的抗凍性已成為混凝土耐久性中最主要的問題，一些國(guó)家甚至把抗凍性試驗(yàn)也稱作耐久性試驗(yàn)。因此提高混凝土抗凍性能是解決混凝土耐久性的重要途徑之一。

1　混凝土的凍融破壞機(jī)理

對(duì)于混凝土的凍融破壞機(jī)理的研究，國(guó)內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過了長(zhǎng)期的努力，做了大量的工作，提出了一系列的理論、假說(shuō)。目前提出的混凝土凍融破壞機(jī)理有：水的離析成層理論、靜水壓理論、滲透壓理論、現(xiàn)象學(xué)理論、充水系數(shù)理論、臨界飽水值理論和孔結(jié)構(gòu)理論、其中具有代表性的是靜水壓假說(shuō)和滲透壓假說(shuō)。

1.1水的離析成層理論

1944年坷林斯(A.R.Collins)基于凍土的研究提出的理論。混凝土的凍融破壞是由于混凝土由表及里孔隙水分分層結(jié)冰，冰晶增大而形成一系列平行的冷凍薄層，最后造成混凝土的層狀剝離破壞。

1.2靜水壓理論

1945年，鮑爾斯（T.C.Powers）提出了“靜水壓假說(shuō)”，即在冰凍過程中，混凝土孔隙中部分溶液因結(jié)冰膨脹迫使未結(jié)冰的溶液溢出，通過微孔的過程中產(chǎn)生粘結(jié)阻力，最終形成靜水壓，當(dāng)這種靜水壓力超過混凝土的臨界膨脹壓力時(shí)，造成混凝土逐漸破壞?；炷恋目紫堵试酱蟆⒖讖皆酱?、連通距離越遠(yuǎn)、滲透性越差混凝土的抗凍性能就越差。在混凝土中距冰凍地點(diǎn)存在一個(gè)臨界范圍，當(dāng)孔間距未超過這個(gè)臨界尺寸時(shí)，對(duì)混凝土的抗凍性是不起作用的。5年后，POWERS又證明了這一假說(shuō)，并深入的探討了混凝土中的平均氣孔間距（L）。當(dāng)L<250 μm時(shí)才能提高混凝土的抗凍性能，并將L作為一個(gè)衡量混凝土抗凍性能的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

靜水壓假說(shuō)能夠充分說(shuō)明混凝土凍融破壞的許多表現(xiàn)，但就水壓力本身而言，作用力是瞬間的，它隨著時(shí)間的推移作用力逐漸減弱。但實(shí)際上混凝土的凍融破壞隨時(shí)間的推移而日益加劇最終導(dǎo)致混凝土破壞。所以，靜水壓假說(shuō)很難解釋水泥漿體首次冰凍和再次冰凍時(shí)水分的運(yùn)動(dòng)情況。

1.3滲透壓理論

鮑爾斯、海爾姆斯（Powers and Helmuth 1953），賴特曼（Litvan 1975、1980）提出。認(rèn)為：混凝土凍結(jié)時(shí)，毛細(xì)孔中水的冰點(diǎn)與孔徑有關(guān)，孔徑越小，冰點(diǎn)越低，當(dāng)大毛細(xì)孔中水結(jié)冰時(shí)，孔隙水中的離子濃度將提高，而蒸汽壓將下降，這時(shí)小毛細(xì)孔中未結(jié)冰的水就可能向大毛細(xì)孔中滲透而形成壓力，這種滲透壓力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就遭受了破壞。滲透壓是由孔內(nèi)冰和未凍水兩相的自由能之差引起的。

Litvan認(rèn)為：混凝土毛細(xì)管水不能在原位結(jié)冰，解釋了毛細(xì)孔水遷移的動(dòng)力在于蒸汽壓力的不同；同時(shí)也證實(shí)了多孔材料的凍結(jié)破壞也可能由于飽和的結(jié)冰非膨脹液體（如乙醇）所引起。

靜水壓理論和滲透壓理論最大的不同在于未結(jié)冰孔溶液的遷移方向。靜水壓假說(shuō)認(rèn)為孔溶液離開冰晶體，由大孔向小孔遷移；滲透壓假說(shuō)則認(rèn)為由小孔移向大孔。

1.4現(xiàn)象學(xué)理論

“現(xiàn)象學(xué)假說(shuō)”指出混凝土的基本構(gòu)造為凝膠物質(zhì)包裹骨料形成的一個(gè)球形圓體。它是20世紀(jì)中期以POWERS為代表的研究學(xué)者提出的。該假說(shuō)以力學(xué)概念為依據(jù)，把混凝土的基本構(gòu)造分為4種類型，即粗骨料、細(xì)骨料、熟料顆粒和晶體骨架。當(dāng)溫度變換時(shí)，由于各個(gè)構(gòu)造的熱膨脹系數(shù)不同，造成骨料間產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力并相聚疊加，造成混凝土破壞。但此假說(shuō)并不全面，僅限于混凝土宏觀上的解釋。

1.5充水系數(shù)理論

一些學(xué)者認(rèn)為，混凝土能否發(fā)生冰凍破壞，關(guān)鍵決定于混凝土的充水系數(shù)即混凝土毛細(xì)孔中水的體積與孔體積之比，當(dāng)充水系數(shù)大于0.92時(shí)，混凝土就可能發(fā)生冰凍破壞。

1.6臨界飽水值理論（極限充水程度理論）

這是瑞典學(xué)者（G.Fagerlund 1975）年提出的，他認(rèn)為混凝土產(chǎn)生凍融破壞有一個(gè)臨界飽水值Scr，當(dāng)混凝土的充水程度S小于Scr時(shí)，混凝土不會(huì)產(chǎn)生凍融破壞。并認(rèn)為，普通混凝土的Scr=0.85~ 0.90，而引氣混凝土的Scr=0.75~0.80。

1.7孔結(jié)構(gòu)理論

吳中偉教授和國(guó)外的一些學(xué)者認(rèn)為，混凝土的凍融破壞與混凝土內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)有關(guān)，吳先生把微孔分為四級(jí)；r<20 μm為無(wú)害孔，r=20~50 μm為少害孔；r=50~200 μm為有害孔；r>200 μm為多害孔，對(duì)混凝土凍融破壞影響較大的為大于100 m的孔。

綜上所述，凍結(jié)對(duì)混凝土的破壞力是水結(jié)冰體積膨脹造成的靜水壓力和冰水蒸汽壓差和溶液中鹽濃度差造成的滲透壓兩者共同作用的結(jié)果。在一定的飽水情況下，多次的凍融循環(huán)使破壞作用累積，猶如疲勞作用，使冰凍引起的微裂紋不斷擴(kuò)大，發(fā)展成互相連通的大裂縫，使強(qiáng)度逐漸降低直至完全喪失，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的崩潰。

2　混凝土凍融破壞的主要形式

在寒冷地區(qū)，凍融循環(huán)會(huì)造成混凝土建筑物破壞或損傷，這與混凝土材料微觀結(jié)構(gòu)有著密不可分的關(guān)系。同時(shí)，劣化的本身又取決于混凝土使用環(huán)境的影響。一般情況下，混凝土受到凍融循環(huán)作用后常出現(xiàn)2種破壞形式：即混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫與混凝土表層剝落。

3　混凝土抗凍性能的影響因素

混凝土的抗凍融性主要取決于內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的特征和混凝土的強(qiáng)度?；炷恋目箖鋈谛耘c混凝土的水灰比和養(yǎng)護(hù)、飽和度、化學(xué)外加劑、水泥的種類及用量、骨料、外摻礦物質(zhì)和凍融次數(shù)等有著密切的聯(lián)系。

3.1平均氣泡間距

平均氣泡間距是決定混凝土抗凍性的最主要因素。一般對(duì)高抗凍性混凝土而言，平均氣泡間距應(yīng)當(dāng)小于0.25 mm，因?yàn)榇笥?.25~0.30 mm，抗凍性急劇下降。在混凝土中摻加硅灰能明顯改善氣泡結(jié)構(gòu)；氣泡平均半徑減小，平均氣泡間距也就相應(yīng)減少。

3.2水灰比

水灰比影響混凝土的孔隙率及孔結(jié)構(gòu)。水灰比越大，混凝土中可凍水的含量越多，在凍融過程中產(chǎn)生的靜水壓力和滲透壓力就大，因而混凝土的抗凍性就會(huì)降低。

3.3外加劑

在一定范圍內(nèi)，引氣劑引入的氣泡越多，抗凍性越好，但超過一定范圍時(shí)，抗凍性反而下降，一般含氣量每增加1%，抗壓強(qiáng)度下降3%～5%。

減水劑可以降低用水量，同時(shí)也引入部分氣泡，可適當(dāng)提高抗凍性，不過氣泡直徑較大，且易破碎，故對(duì)混凝土抗凍性的改善效果不明顯。

3.4混凝土強(qiáng)度

當(dāng)靜水壓力和滲透壓力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生凍融破壞。在相同含氣量或者相同平均氣泡間距的情況下，強(qiáng)度越高，抗凍性也越高。但是另一方面混凝土的氣泡結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土抗凍性的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于強(qiáng)度的影響。

3.5骨料

影響骨料抗凍性的主要因素是骨料的吸水率和骨料尺寸。如果使用吸水性骨料，而混凝土又處于連續(xù)潮濕的環(huán)境中，當(dāng)粗骨料飽水時(shí)，骨料顆粒在凍結(jié)時(shí)排出水分所產(chǎn)生的壓力使骨料和水泥砂漿破壞。骨料尺寸越大，受凍后越容易破壞。

3.6水泥品種和用量

水泥品種和活性對(duì)混凝土抗凍性有影響，主要是因?yàn)槠渲惺炝喜糠值南鄬?duì)體積不同和硬化速度的變化。混凝土的抗凍性隨水泥活性增高而提高。

國(guó)內(nèi)各種水泥抗凍性高低的順序?yàn)椋汗杷猁}水泥＞普通硅酸鹽水泥＞礦渣硅酸鹽水泥＞火山灰質(zhì)(粉煤灰水泥)硅酸鹽水泥。

3.7混合材

摻入橡膠粉可以為水結(jié)成冰時(shí)的體積膨脹提供空間，在凍融循環(huán)的過程中，橡膠顆粒被反復(fù)地壓縮和產(chǎn)生彈性回復(fù)，膨脹應(yīng)力大大減小。

摻入硅粉可以改變氣泡結(jié)構(gòu)，降低氣泡間距系數(shù)，從而改善抗凍性，當(dāng)硅粉摻量不超過10%時(shí)，抗凍性有所提高，達(dá)到15%時(shí)其抗凍性基本相同，超過20%抗凍性明顯降低。

聚丙烯纖維對(duì)混凝土抗凍融性能的提高效果較好，表現(xiàn)在摻入聚丙烯纖維的混凝土試件經(jīng)過300次凍融循環(huán)后相對(duì)動(dòng)彈性模量達(dá)到85.5%，質(zhì)量損失率僅為1%。

粉煤灰的摻量在一定范圍內(nèi)能夠提高混凝土的抗凍性能，但摻量過大對(duì)混凝土抗凍性能就會(huì)有一定的負(fù)面影響。粉煤灰摻量一般情況下不要超過20%。相同條件下，Ⅰ級(jí)粉煤灰混凝土的抗凍性能優(yōu)于Ⅱ級(jí)粉煤灰混凝土的抗凍性能。

4　混凝土抗凍試驗(yàn)方法

4.1國(guó)外混凝土凍融破壞的抗凍試驗(yàn)方法

4.1.1美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗凍試驗(yàn)方法

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗凍試驗(yàn)方法即ASTM法，它推薦了3種在試驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定混凝土抗凍性的方法：“混凝土快速凍融試驗(yàn)方法”、“受凍混凝土臨界膨脹試驗(yàn)方法”、“商品混凝土砌塊和相關(guān)混凝土構(gòu)件凍融耐久性評(píng)估試驗(yàn)方法”?；炷量焖賰鋈谠囼?yàn)方法同時(shí)又分為“快速冰凍水融法”和“快速氣凍水融法”。

快速冰凍水融法和快速氣凍水融法規(guī)定凍融循環(huán)溫度都應(yīng)控制在-17.8℃~4.4℃，除特殊情況外，每個(gè)試件都應(yīng)進(jìn)行300次凍融循環(huán)，也可以進(jìn)行到試件的重量損失超過5%或者試件相對(duì)動(dòng)彈性模量降到初始值的60%時(shí)為止。由于混凝土動(dòng)彈性模量對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞比較敏感，當(dāng)試件的長(zhǎng)度增長(zhǎng)超過0.1%時(shí)結(jié)束試驗(yàn)，并用DF公式來(lái)計(jì)算出混凝土的耐久性系數(shù)，用DF值來(lái)評(píng)定混凝土抗凍性具有試驗(yàn)周期短、勞動(dòng)強(qiáng)度小、靈敏度高且無(wú)損試件等優(yōu)點(diǎn)。DF計(jì)算公式：

DF=P×n/m（1）式中：DF為混凝土試件的耐久性系數(shù)，%；P為混凝土試件經(jīng)過n次凍融循環(huán)后的相對(duì)動(dòng)彈性模量，%；n為混凝土試件循環(huán)破壞后經(jīng)過的循環(huán)次數(shù)；m為規(guī)定的混凝土凍融循環(huán)次數(shù)；

受凍混凝土臨界膨脹試驗(yàn)方法規(guī)定凍結(jié)溫度控制在-9.4℃，融化溫度控制在1.7℃，凍融循環(huán)周期為14 d。該試驗(yàn)方法采用慢凍法測(cè)量混凝土試件凍融循環(huán)前后的長(zhǎng)度，如果長(zhǎng)度增長(zhǎng)不超過0.02%，表示混凝土試件是抗凍的。但因?yàn)樵撛囼?yàn)方法凍融循環(huán)周期較長(zhǎng)。因此，在現(xiàn)實(shí)試驗(yàn)中應(yīng)用較少。

商品混凝土砌塊和相關(guān)混凝土構(gòu)件凍融耐久性評(píng)估試驗(yàn)方法凍結(jié)溫度控制在-15±2.8℃，時(shí)間為4~5 h，融解溫度控制在20.1±2.8℃，歷經(jīng)2.5~72 h。該試驗(yàn)方法通過測(cè)量試件凍融循環(huán)前后的重量損失來(lái)衡量混凝土的耐久性，即測(cè)試混凝土試件凍融循環(huán)8~12次后表層剝落物質(zhì)烘干后的重量，按剝落重量的損失率來(lái)衡量混凝土試件的抗凍性。損失率越大，混凝土試件的抗凍性就越差。

4.1.2蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗凍試驗(yàn)方法

蘇聯(lián)規(guī)定的抗凍試驗(yàn)方法通常情況下分2種，普通法和快凍法。

普通法采用在相應(yīng)的齡期下測(cè)量試件凍融前后的抗壓強(qiáng)度，當(dāng)混凝土試件的抗壓強(qiáng)度下降率超過15%時(shí)結(jié)束試驗(yàn)。普通法以試件凍融循環(huán)溫度控制在-15℃~-20℃到15℃~20℃之間經(jīng)受最大次數(shù)的凍融循環(huán)作為衡量混凝土試件的抗凍性。

快凍法具體又分3種方法：1）“積累殘余變形快速測(cè)定混凝土抗凍性”，這種方法凍融循環(huán)溫度控制在-15℃~-20℃到15℃~20℃之間，控制時(shí)間同普通法，但這種方法必須確定混凝土凍融循環(huán)次數(shù)和試件相應(yīng)變化尺寸間的關(guān)系，通過積累試件殘余變形達(dá)到快速測(cè)定混凝土抗凍性；2）“在溫度為-50±2℃下凍結(jié)快速測(cè)定混凝土抗凍性”，在融化過程中室內(nèi)溫度須在前2 h內(nèi)溫度提升至-10℃，該試件經(jīng)過凍融循環(huán)后強(qiáng)度損失率超過15%，結(jié)束試驗(yàn)，確定混凝土抗凍標(biāo)號(hào)；3）補(bǔ)償系數(shù)測(cè)定混凝土抗凍性的試驗(yàn)方法，此方法通過新拌混凝土含氣量有關(guān)的參數(shù)以確定混凝土的補(bǔ)償系數(shù)，從而衡量混凝土建筑物的抗凍性。這種方法通常適用于結(jié)構(gòu)較密實(shí)的構(gòu)件。

4.1.3英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗凍試驗(yàn)方法

英國(guó)BS 5075：PART 2：1982規(guī)定通過測(cè)定混凝土試件的伸長(zhǎng)率來(lái)確定混凝土的抗凍性。規(guī)范規(guī)定試件凍結(jié)溫度控制在-15±3℃，融化溫度控制在20±2℃，且試件在水中養(yǎng)護(hù)溫度同樣為20± 20℃。在混凝土凍融循環(huán)每50次測(cè)試試件的相對(duì)變化量，即見公式：

式中：δ為混凝土試件相對(duì)長(zhǎng)度變化量，%；L50為混凝土試件經(jīng)過50次凍融循環(huán)后試件的長(zhǎng)度，mm；L0為混凝土試件凍融前長(zhǎng)度，mm。

4.2國(guó)內(nèi)混凝土凍融破壞的抗凍試驗(yàn)方法

現(xiàn)今，我國(guó)各個(gè)部門如水利、建設(shè)工程等都制定了相應(yīng)的混凝土抗凍性能的試驗(yàn)方法?？傮w上混凝土凍融破壞的試驗(yàn)方法分兩種，即慢凍法和快凍法。目前，國(guó)內(nèi)主要依據(jù)GB J82-85《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)。

慢凍法主要依據(jù)蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗凍試驗(yàn)方法。試件成型依據(jù)GB/T 50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，在溫度為20±5℃的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)1 d后拆模放人養(yǎng)護(hù)室，試件在28 d齡期時(shí)進(jìn)行凍融試驗(yàn)，且凍融循環(huán)前將試件取出放人水中浸泡，水溫度控制在15℃~20℃之間，且浸泡時(shí)水面至少高出試件20 mm左右?；炷猎嚰箖鲈囼?yàn)凍結(jié)溫度控制在-15℃~-20℃，且凍結(jié)時(shí)間應(yīng)不小于4 d；融化溫度控制在15℃~20℃，融化時(shí)間應(yīng)不小于4 d，以上為一個(gè)凍融循環(huán)?；炷猎嚰鋈谘h(huán)所需設(shè)備主要為冷凍箱、融解水槽和壓力試驗(yàn)機(jī)。冷凍箱和融解水槽內(nèi)溫度以中心溫度為準(zhǔn)。

快凍法主要依據(jù)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗凍試驗(yàn)方法。試件成型依據(jù)GB/T 50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室里養(yǎng)護(hù)1 d后拆模，隨后放人養(yǎng)護(hù)室，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為28 d。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時(shí)間前4 d，取出試件浸泡在溫度為20± 2℃的水中，在浸泡的過程中水面高度應(yīng)高于試件表面20~30 mm，在試件標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)結(jié)束以后，用濕布擦去表面水并進(jìn)行初步測(cè)量試件的初始質(zhì)量和初始動(dòng)彈性模量。

混凝土試件在凍融循環(huán)過程中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

1）在混凝土凍融循環(huán)過程中，當(dāng)試件試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)用大小相同的其他試件代替，且在試驗(yàn)過程中由于外在因素中斷的次數(shù)不應(yīng)超過2次。

2）在混凝土凍融循環(huán)過程中，當(dāng)試件的質(zhì)量損失率超過5%或相對(duì)動(dòng)彈性模量降低至60%時(shí)，應(yīng)立即結(jié)束試驗(yàn)。

3）混凝土試件質(zhì)量損失率以每組數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值來(lái)恒定。當(dāng)結(jié)果數(shù)據(jù)小于0時(shí)取0，再進(jìn)一步計(jì)算每組的平均值；或者當(dāng)每組數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的極限值與中間值差超過1%時(shí)，計(jì)算時(shí)不包括極限值，并進(jìn)一步計(jì)算本組的算術(shù)平均值。

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)顯示，在試驗(yàn)工程中縱向動(dòng)彈模量會(huì)出現(xiàn)很多次共振峰，它更不能用節(jié)點(diǎn)法來(lái)判斷，橫向動(dòng)彈性模量則截然相反。因此，許多部門均以橫向動(dòng)彈性模量為依據(jù)，具體計(jì)算公式：

式中：EDT為混凝土試件的橫向動(dòng)彈性模量，MPa；G為混凝土試件的質(zhì)量，kg；f為混凝土試件的共振頻率，Hz；R為修正系數(shù)，即規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件大小取1.5；L，b，h為混凝土試件的長(zhǎng)、寬、高，mm。

在對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)應(yīng)遵循如下。

1）相對(duì)動(dòng)彈性模量計(jì)算公式：

式中：Pni為第i個(gè)混凝土試件經(jīng)過n次凍融循環(huán)后的相對(duì)動(dòng)彈性模量，%；fni為第i個(gè)混凝土試件經(jīng)過n次凍融循環(huán)后的自振頻率，Hz；f0i為第i個(gè)混凝土試件經(jīng)過n次凍融循環(huán)前的自振頻率，Hz；

在實(shí)際試驗(yàn)中每組有3個(gè)試塊，且最終結(jié)果計(jì)算公式：

式中：P為每組混凝土試件經(jīng)過n次凍融循環(huán)后的相對(duì)動(dòng)彈性模量，%，且P為以上3個(gè)試塊經(jīng)過n次凍融循環(huán)后的相對(duì)動(dòng)彈性模量的算術(shù)平均值，當(dāng)以上3個(gè)數(shù)據(jù)的兩個(gè)極限值與其中的中間值的差超過中間值的15%時(shí)，該值不能算入其內(nèi)，以剩下兩個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為最終結(jié)果；當(dāng)兩個(gè)極限值與中間值的差均超過15%時(shí)，兩個(gè)極限值均不能算入其內(nèi)，中間值直接作為最終結(jié)果。

2）質(zhì)量損失率計(jì)算公式：

式中：△Wni為第i個(gè)混凝土試件經(jīng)過n次凍融循環(huán)前的質(zhì)量損失率，%；W0i為第i個(gè)混凝土試件凍融循環(huán)的初始質(zhì)量，kg；Wni為第i個(gè)混凝土試件凍融循環(huán)后的質(zhì)量，kg；

在實(shí)際試驗(yàn)計(jì)算質(zhì)量損失率時(shí)每組有3個(gè)試塊，且最終結(jié)果計(jì)算公式：

以上3個(gè)試塊經(jīng)過n次凍融循環(huán)后的質(zhì)量損失率的算術(shù)平均值，當(dāng)以上3個(gè)數(shù)據(jù)的2個(gè)極限值與其中的中間值的差超過中間值的1%時(shí)，該值不能算入其內(nèi)，以剩下兩個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為最終結(jié)果；當(dāng)兩個(gè)極限值與中間值的差均超過1%時(shí)，兩個(gè)極限值均不能算入其內(nèi)，中間值直接作為最終結(jié)果；當(dāng)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)小于零的數(shù)直接取為0，在計(jì)算剩余數(shù)據(jù)的平均值。在試驗(yàn)過程中，當(dāng)出現(xiàn)動(dòng)彈性模量數(shù)據(jù)下降至初始值的60%或試件質(zhì)量損失率大于5%時(shí)，結(jié)束試驗(yàn)。

5　結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)混凝土凍融破壞的原因和破壞模式的分析，發(fā)現(xiàn)凍結(jié)對(duì)混凝土的破壞力是水結(jié)冰體積膨脹造成的靜水壓力和冰水蒸汽壓差和溶液中鹽濃度差造成的滲透壓兩者共同作用的結(jié)果。平均氣泡間距是影響混凝土抗凍性的最主要因素。目前國(guó)內(nèi)主要采用快凍法試驗(yàn)，因?yàn)榭靸龇ㄅc慢凍法相比，具有試驗(yàn)周期短，采用無(wú)損檢測(cè)，試驗(yàn)工作量小，誤差小，靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。

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［中圖分類號(hào)］TU528

［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A

［文章編號(hào)］1002－0624（2016）03－0048－05

[收稿日期]2015-11-05