馬好霞，余紅發(fā)，吳雅玲，白康，曹文濤

(1.南京航空航天大學(xué) 航空宇航學(xué)院，江蘇 南京 210016； 2.南京航空航天大學(xué) 金城學(xué)院，江蘇 南京 211156； 3.上海同豐工程咨詢有限公司，上海 200431； 4.濟(jì)南市城建設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250101； 5.江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司，江蘇 南京 210017)

機(jī)場道面抗凍性與凍融介質(zhì)的相關(guān)性

馬好霞1,2，余紅發(fā)1，吳雅玲3，白康4，曹文濤5

(1.南京航空航天大學(xué) 航空宇航學(xué)院，江蘇 南京 210016； 2.南京航空航天大學(xué) 金城學(xué)院，江蘇 南京 211156； 3.上海同豐工程咨詢有限公司，上海 200431； 4.濟(jì)南市城建設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，山東 濟(jì)南 250101； 5.江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司，江蘇 南京 210017)

為研究機(jī)場道面混凝土在不同種類機(jī)場除冰液作用下其抗凍性之間的相關(guān)性，本文將19種不同配合比的混凝土試件分別置入濃度為3.5%NaCl、3.5%～25%乙二醇(丙二醇)飛機(jī)除冰液、3.5%醋酸鹽類機(jī)場道面除冰液和水中進(jìn)行快速凍融試驗(yàn)。通過分析抗凍性參數(shù)，建立了混凝土在不同凍融介質(zhì)中的抗凍融循環(huán)次數(shù)與水凍之間的線性相關(guān)函數(shù)。研究結(jié)果表明：此線性函數(shù)與混凝土配合比和強(qiáng)度等級(jí)無關(guān)，僅與凍融介質(zhì)的種類和濃度有關(guān)；凍融介質(zhì)濃度越高，其對混凝土的凍融破壞越小；3.5%乙二醇飛機(jī)除冰液中對混凝土的凍融破壞作用小于3.5%丙二醇飛機(jī)除冰液，醋酸鈣鎂機(jī)場道面除冰液對混凝土的凍融破壞比其余醋酸類除冰液小。

飛機(jī)除冰液； 醋酸類機(jī)場道面除冰液； 抗凍性； 線性關(guān)系； 冰點(diǎn)； 滲透壓

為了保證冬季寒冷地區(qū)機(jī)場的正常運(yùn)營，需要在飛機(jī)表面和混凝土路面噴灑大量除冰液。國內(nèi)外常用的機(jī)場除冰液主要是有機(jī)醇類飛機(jī)除冰液(aircraft deicer，AD)和機(jī)場道面除冰液(airportpavement deicer，APD)。AD的主要成分是由乙二醇(Ethylene glycol, EG)和丙二醇(propylene glycol，PG)等有機(jī)類物組成[1]，APD的主要成分是由醋酸鈣鎂(calcium magnesium acetate, CMA)、醋酸鉀(kalium aceticum, KAc)和醋酸鈉(natrium aceticum, NaAc)等醋酸鹽組成[2]。大量事實(shí)證明，噴灑飛機(jī)除冰液或道面除冰液后，路面低洼積水地帶的混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重凍融劣化、剝落現(xiàn)象。迄今為止，關(guān)于水和氯鹽類除冰鹽對混凝土的凍融規(guī)律和凍融機(jī)理研究較多[3-11]，但關(guān)于有機(jī)類除冰液和醋酸類除冰液對混凝土的抗凍規(guī)律和抗凍機(jī)理研究較少，國外的研究也很少[12-17]，國內(nèi)主要限于南京航空航天大學(xué)余紅發(fā)課題組的研究[18-21]。因此如果能建立混凝土抗水凍和抗機(jī)場除冰液凍融之間的函數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系，進(jìn)行機(jī)場道面混凝土在機(jī)場除冰液下的抗凍性實(shí)驗(yàn)時(shí)，就可依據(jù)已有水凍和鹽凍(氯鹽)下的混凝土耐久性研究成果，進(jìn)行機(jī)場工程在其他種類除冰液(鹽)作用下的抗凍性研究，同時(shí)此類研究也可以推廣到市政工程和高速公路工程中。

1 實(shí)驗(yàn)原材料及配合比設(shè)計(jì)

1.1原材料

水泥本試驗(yàn)所采用的水泥有兩種，一種為P·Ⅱ 52.5級(jí)純硅酸鹽水泥，其基本物理力學(xué)性能見表1，化學(xué)成分見表2，其熟料組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：C3S=55.5%，C2S=19.9%，C3A=6.6%，C4AF=10.2%；另外一種為P·HSR42.5級(jí)高抗硫酸鹽水泥，具體性能參數(shù)見表1、2，其熟料組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：C3S=48.20%，C3A=2.02%。粉煤灰(fly ash, FA)：I級(jí)粉煤灰，含水率0.04%，燒失量2.04%，SO3含量1.22%，?；郀t礦渣粉(slag，SG)。砂：南京產(chǎn)黃砂，表觀密度2 500 kg/m3，堆積密度1 615 kg/m3，含泥量1.0%，細(xì)度模數(shù)2.72，屬于Ⅱ區(qū)級(jí)配，中砂。石：玄武巖碎石，最大粒徑10 mm，基本屬于5～10 mm連續(xù)級(jí)配。高效減水劑(super plasticizer)：減水率達(dá)20%以上，Na2SO4含量小于2%，氯離子含量小于0.01%。引氣劑(air-entrained agent, AEA)：JM-2000c高效引氣劑，推薦摻量為萬分之0.5～1.0。鋼纖維(steel fiber, SF)：工順牌GS-2005-3啞鈴型鋼纖維，長度20 mm，等效直徑0.45 mm，長徑比44.4，彈性模量200 GPa。聚丙烯纖維(polypropylene fiber, PF)：束狀單絲Y型聚丙烯纖維，密度0.91 g/m3，長度19 mm，相量直徑0.048 mm，斷裂強(qiáng)度≥300 MPa，彈性模量≥3.5 GPa。改性聚酯纖維(modified polyester fiber, MPF)：高性能改性聚酯單絲纖維。其密度為1.36 g/m3，直徑0.03～0.06 mm，長度18±2 mm，抗拉強(qiáng)度600 MPa，楊氏模量14.18 GPa。

表1水泥物理力學(xué)性能

Table1PhysicalandmechanicalpropertiesofPortlandcement

水泥類型80μm篩余量/%比表面積/(m2·kg-1)抗折強(qiáng)度/MPa抗壓強(qiáng)度/MPa3d28d3d28dP·HSR—3925.8—29.046.0P·Ⅱ0.33956.49.134.760.3

表2 主要原材料的化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))

1.2混凝土配合比

依照《機(jī)場道面水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(GJB 1578-92)，設(shè)計(jì)普通混凝土(ordinary portland cement concrete，OPC)，并以此為基準(zhǔn)；采用FA和SG等量取代水泥，摻加減水劑(0.65%)、引氣劑(0.8%)和纖維，設(shè)計(jì)了硅酸鹽高性能混凝土FA-P·Ⅱ和抗硫酸鹽水泥高性能混凝土(FA-P·HSR和SG-P·HSR)3大系列。選用硅酸鹽和0.7%鋼纖維混雜SFR，組合成高性能混凝土P·HSR，改變SG和FA摻量20%和40%，采用0.1%改性聚酯纖維MPF和0.1%聚丙烯纖維PF，并和0.7%鋼纖維混雜，組成抗硫酸鹽水泥高性能混凝土FA-P·HSR和SG-P·HSR系列，共12組配合比，混凝土配合比及28 d強(qiáng)度見表3。

2 凍融實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)以水凍作為基準(zhǔn)，選取濃度為3.5%EG、12.5%EG、25%EG、3.5%PG以及濃度為3.5%NaCl、3.5%CMA、3.5%KAc、3.5%NaAc等溶液作對比，進(jìn)行快速凍融實(shí)驗(yàn)，水凍和鹽凍實(shí)驗(yàn)終止的標(biāo)準(zhǔn)不同。在水中的凍融實(shí)驗(yàn)終止按照快凍法的要求[22-23]，即相對動(dòng)彈模量下降到60%或質(zhì)量損失達(dá)5%作為破壞標(biāo)準(zhǔn)；在除冰液中的凍融實(shí)驗(yàn)終止按照鹽凍法的要求[22-23]，即相對動(dòng)彈性模量下降到80%或單位表面積剝落物總質(zhì)量大于1 500 g/m2作為評(píng)判混凝土失效的標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行600次快速凍融循環(huán)，600次凍融循環(huán)后試件沒有達(dá)到規(guī)范規(guī)定的破壞標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，按照凍融損傷演化方程的方法進(jìn)行計(jì)算試件的抗凍融循環(huán)次數(shù)[24]。通過實(shí)驗(yàn)、分析所得不同系列混凝土的抗凍融循環(huán)次數(shù)見表4。

表3 混凝土的配合比和基本性能Table 3 Mixed proportions and properties of different concrete specimens

表4 不同系列混凝土抗凍循環(huán)次數(shù)

3 水凍與除冰液(鹽)凍結(jié)果與討論

3.1抗Nacl凍融(鹽凍)與水凍融之間的關(guān)系

圖1為混凝土在濃度為3.5%Nacl作用下的抗凍融循環(huán)次數(shù)(N3.5%NaCl)與水中的抗凍融循環(huán)次數(shù)(Nw)關(guān)系。

余紅發(fā)等[6]發(fā)現(xiàn)N3.5%NaCl與Nw之間具有線性關(guān)系如圖1(a)，其線性關(guān)系式為

N3.5%NaCl=1.03NW+17.85,n=48,R=0.994

(1)

式中：N3.5%NaCl與Nw分別為混凝土在3.5%NaCl溶液和水中的抗凍融循環(huán)次數(shù),n為樣本數(shù)，R為復(fù)相關(guān)系數(shù)。這種線性關(guān)系與混凝土是否引氣、有無外部壓力或是否摻加鋼纖維無關(guān)。圖1(b)為本文N3.5%NaCl與Nw關(guān)系，進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合分析，同樣發(fā)現(xiàn)N3.5%NaCl和Nw具有線性關(guān)系

N3.5%NaCl=1.51NW-143.30,n=19,R=0.988

(2)

為了使這種線性關(guān)系更加準(zhǔn)確，將本文得到的抗凍數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[6]中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總(圖1(b))、進(jìn)一步擬合得到：

N3.5%NaCl=1.07NW+11.20,n=67,R=0.986

(3)

圖1 混凝土在3.5%Nacl作用下N3.5%NaCl與NW的關(guān)系Fig.1 The relationship of concrete samples during freezing-thawing test of water and 3.5% NaCl

取顯著性水平α為0.01，式(1)～(3)的臨界相關(guān)系數(shù)γ0.01分別為0.372 0、0.575 1和0.313 2[25]；由于R?γ0.01，根據(jù)相關(guān)系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果，混凝土N3.5%NaCl與Nw具有顯著的線性關(guān)系。這充分證明，混凝土在濃度為3.5%NaCl溶液作用下，N3.5%NaCl與Nw之間是嚴(yán)格線性相關(guān)的，這與混凝土的配合比、強(qiáng)度等級(jí)高低都無關(guān)，只與介質(zhì)的濃度和種類有關(guān)。更進(jìn)一步驗(yàn)證了余紅發(fā)等得到的規(guī)律[6]。通過式(3)可知：混凝土在水中的抗凍融循環(huán)次數(shù)低于3.5%NaCl溶液抗凍融循環(huán)次數(shù)，這與溶液的冰點(diǎn)有關(guān)。3.5%NaCl溶液宏觀狀態(tài)下的冰點(diǎn)為-2.03 ℃[7], 氯鹽的加入可以降低混凝土內(nèi)部孔隙中溶液的冰點(diǎn)，進(jìn)而減少混凝土內(nèi)部凍融損傷的積累，提高混凝土抗凍性。

3.2抗飛機(jī)除冰液凍融與水凍、鹽凍之間的關(guān)系

圖2為混凝土在濃度為3.5%EG，3.5%PG作用下的抗凍融循環(huán)次數(shù)N3.5%EG、N3.5%PG與Nw、N3.5%NaCl的關(guān)系。圖2(c)為混凝土在不同濃度EG(3.5%EG、12.5%EG 和25%EG)溶液作用下的抗凍融循環(huán)次數(shù)NEG與Nw之間的關(guān)系。

圖2 混凝土在不同濃度EG和3.5%PG作用下的NEG(N3.5%PG)與Nw (N3.5%NaCl)的關(guān)系Fig.2 The freeze-thaw cycles relation between different combination of NEG(N3.5%PG)and Nw (N3.5%NaCl)

將上述數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析，可得混凝土在飛機(jī)除冰液作用下抗凍融循環(huán)次數(shù)與N3.5%NaCl(Nw)之間均具有如下線性關(guān)系，其n=19,

N3.5%PG=1.04N3.5%NaCl+13.23,R=0.965

(4)

N3.5%PG=1.60N3.5%NaCl-144.46,R=0.981

(5)

N3.5%PG=1.15N3.5%NaCl-21.89,R=0.967

(6)

N3.5%EG=1.76NW-193.58,R=0.965

(7)

N12.5%EG=2.84NW-409.99,R=0.954

(8)

N25%EG=4.02NW-419.58,R=0.944

(9)

式中：N3.5%PG、N3.5%EG、N12.5%EG和N25%EG為混凝土在濃度為3.5%PG、3.5%EG、12.5%EG和25%EG中的抗凍融循環(huán)次數(shù)，其他符號(hào)同前。取顯著性水平α=0.01，式(4)～(9)的臨界相關(guān)系數(shù)γ0.01為0.5751[25]，均有R?γ0.01，說明以上線性關(guān)系很顯著。其仍然不受混凝土配合比和強(qiáng)度等級(jí)的影響。混凝土的N3.5%EG略大于N3.5%PG，即混凝土在3.5%EG的抗凍性略優(yōu)于3.5%PG。這種現(xiàn)象與飛機(jī)除冰液的冰點(diǎn)有關(guān)系，不同濃度EG和PG具體冰點(diǎn)值如表6所示，可以看出不同濃度EG的冰點(diǎn)略低于PG。溶液冰點(diǎn)的降低可以降低混凝土內(nèi)空隙水的結(jié)冰生長速度，減少混凝土在凍融過程中疲勞損傷的累計(jì)以及結(jié)冰過程對混凝土產(chǎn)生的結(jié)冰壓，從而抑制混凝土內(nèi)部損傷。因此，3.5%EG的抗凍性會(huì)略優(yōu)于3.5%PG。在圖2(b)中，飛機(jī)除冰液濃度越高，線性函數(shù)的斜率越大，混凝土的抗凍循環(huán)次數(shù)越高。當(dāng)濃度增加至25%后，這種效果更加明顯。這是因?yàn)槌簼舛仍礁?，冰點(diǎn)降低越明顯。余紅發(fā)課題組實(shí)驗(yàn)時(shí)曾配制了體積分?jǐn)?shù)為50%飛機(jī)除冰液，其在-25 ℃環(huán)境中長時(shí)間放置仍不能結(jié)冰[18]。西安高科理化技術(shù)有限公司曾在產(chǎn)品說明書中指出[27]，混凝土在KHF-1除冰液(丙二醇為主)與水以1∶1比例的混合溶液中經(jīng)過300次凍融循環(huán)后，外觀無任何變化，其強(qiáng)度和質(zhì)量的損失率分別僅2.8%和0.1%，因而可得到結(jié)論：當(dāng)溶液濃度高于一定值以后，不會(huì)對混凝土表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成凍融破壞。

表6 不同凍融介質(zhì)的冰點(diǎn)數(shù)據(jù)

注：“*”表示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來自作者所在課題組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3.3抗機(jī)場道面除冰液凍融與水凍融、鹽凍之間的關(guān)系

圖3為混凝土在3.5%醋酸鹽類機(jī)場道面除冰液作用下的抗凍融循環(huán)次數(shù)NAPD與Nw(N3.5%NaCl)之間的關(guān)系。

由圖3(a)可見，NAPD與Nw之間存在線性關(guān)系:

N3.5%CMA=1.75Nw-40.67

(10)

N3.5%NaAc=1.23Nw-66.84

(11)

N3.5%KAc=1.08Nw-51.28

(12)

其中n=19,R=0.981相同

由圖3(b)可見，NAPD與N3.5%Nacl之間存在線性關(guān)系:

N3.5%CMA=1.16N3.5%NaCl+26.02,R=0.991

(13)

N3.5%NaAc=0.81N3.5%NaCl+54.61,R=0.981

(14)

N3.5%KAc=0.70N3.5%NaCl+58.12,R=0.973

(15)

其n=19

式中：NAPD為在醋酸鹽類除冰液作用下的抗凍融循環(huán)次數(shù),N3.5%CMA、N3.5%NaAc和N3.5%KAc為混凝土在3.5%CMA、3.5%NaAc和3.5%KAc中的抗凍融循環(huán)次數(shù)。取顯著性水平α=0.01，式(10)～(15)的臨界相關(guān)系數(shù)r0.01為0.575，R?r0.01，說明以上關(guān)系高度線性，該線性關(guān)系依舊與混凝土配合比和強(qiáng)度等級(jí)無關(guān)，只與溶液濃度和種類有關(guān)。圖4為在不同醋酸類除冰液作用下混凝土的抗凍融循環(huán)次數(shù)對比。當(dāng)Nw相同時(shí)，不同配合比混凝土在醋酸類除冰液中的NAPD排序?yàn)椋?.5%CMA>3.5%NaAc>3.5%KAc。濃度相同時(shí)，混凝土在CMA中的抗凍性最好，而在KAc中的抗凍最差，這與Shi[29]得到的結(jié)論相同。這種現(xiàn)象與溶液的冰點(diǎn)以及混凝土內(nèi)部毛細(xì)管飽水度有關(guān)[30-31]。根據(jù)文獻(xiàn)[32]，當(dāng)外部的鹽離子滲入混凝土毛細(xì)孔隙中，毛細(xì)孔中的溶液濃度將升高，溶液的冰點(diǎn)會(huì)降低，降低值為

(16)

式中：ΔTf為水溶液冰點(diǎn)降低值；Kf為溶質(zhì)分子冰點(diǎn)降低常數(shù)，對于水，Kf為1.86級(jí)K/mol；W為溶解于1 000 g水中的溶質(zhì)的質(zhì)量；M為溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量?？梢?，溶液冰點(diǎn)的降低值隨溶質(zhì)的不同而不同。

3.4抗除冰液(除冰鹽)凍融與水凍融之間的線性關(guān)系的機(jī)理分析

混凝土在不同種類的除冰液(鹽)中的抗凍融循環(huán)次數(shù)Nsalt與Nw之間呈嚴(yán)格的線性相關(guān)性，這與混凝土凍融破壞的機(jī)理密不可分?；炷恋膬鋈谄茐氖瞧鋬?nèi)部產(chǎn)生復(fù)雜應(yīng)力作用的結(jié)果，當(dāng)凍融循環(huán)作用在混凝土中引起的反復(fù)拉應(yīng)力超過混凝土疲勞破壞強(qiáng)度時(shí)，會(huì)使混凝土內(nèi)部開裂，形成微裂紋。關(guān)于本文中混凝土在除冰液(鹽)凍融破壞與水凍破壞的關(guān)系可用滲透壓理論[8]和孔結(jié)構(gòu)理論[33]來解釋?；炷羶?nèi)部主要有凝膠孔、毛細(xì)孔和氣泡孔，孔徑越大，內(nèi)部溶液結(jié)冰的冰點(diǎn)越高。當(dāng)混凝土孔溶液含有Na+、K+和Ca2+等鹽類時(shí)，大孔中的溶液先結(jié)冰，溶液體積膨脹，濃度降低，且與周圍較小孔隙未結(jié)冰中的溶液之間形成濃度差。這個(gè)濃度差將產(chǎn)生滲透壓并導(dǎo)致小空隙中的溶液向大孔隙中遷移。具體滲透過程如圖5所示。

圖3 混凝土在3.5%APD作用下NAPD與Nw(N3.5%NaCl)的關(guān)系Fig.3 The relation of freeze-thaw cycles between NAPD and Nw(N3.5%NaCl)

圖4 不同配合比混凝土NAPD對比圖Fig.4 The NAPD of different mixing specimens

圖5 滲透壓下混凝土中溶液滲透示意圖Fig.5 Solution infiltration pressure process diagram in concrete

同時(shí)，相同溫度下水的飽和蒸氣壓大于冰的飽和蒸氣壓，未結(jié)冰區(qū)溶液也會(huì)向已凍結(jié)區(qū)的大孔遷移。滲透壓力與蒸氣壓之間的關(guān)系，可由熱力學(xué)推導(dǎo)得[32]

(17)

式中：ΔP為滲透壓力差, Pa；Pw為凝膠水的蒸氣壓(在溫度T時(shí)水的蒸氣壓，Pa)；Pi為毛細(xì)孔內(nèi)冰的蒸氣壓(在溫度T時(shí)冰的蒸氣壓，Pa)；V為溶液的摩爾體積，L；T為絕對溫度，K；R為氣體常數(shù)，為8.31×103(L·Pa)/(K·mol)。關(guān)于蒸氣壓的計(jì)算，E.W.Washburn提出一個(gè)相對蒸氣壓力與冰的結(jié)冰點(diǎn)在平衡時(shí)的半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系方程式[32]：

9.084×10-8t3

(18)

式中：t為結(jié)冰點(diǎn)，℃，水的冰點(diǎn)為0 ℃，3.5%Nacl的冰點(diǎn)為-2.03 ℃[7]；Pwo為溶液的蒸氣壓，Pa；Pio為溶液結(jié)冰的蒸氣壓，Pa。根據(jù)式(17)、(18)：實(shí)驗(yàn)條件相同時(shí)，混凝土在鹽凍和水凍條件下的滲透壓力差ΔP的差異僅與V和t有關(guān)，而V和t的值取決于鹽溶液的濃度和種類，可見同種溶液下ΔP是定值。凝土在反復(fù)鹽凍和水凍過程中滲透壓力差ΔP逐漸積累，裂紋不斷增加，壓力逐漸積累達(dá)到混凝土的疲勞破壞強(qiáng)度時(shí)，混凝土破壞。綜上所述，混凝土抗凍融循環(huán)次數(shù)取決于其內(nèi)部滲透壓力差ΔP的積累程度，不同溶液的滲透壓力ΔP差異與僅溶液本身的種類和濃度有關(guān)。因此Nsalt與Nw之間呈現(xiàn)嚴(yán)格的線性相關(guān)性，且與混凝土的配合比、強(qiáng)度等級(jí)高低以及外部壓力無關(guān)，僅與溶液的種類和濃度有關(guān)系。

4 結(jié)論

1)混凝土在Nacl、飛機(jī)除冰液和醋酸類機(jī)場道面除冰液作用下的抗凍融循環(huán)次數(shù)與水中抗凍融循環(huán)次數(shù)存在高度的線性相關(guān)性，此相關(guān)關(guān)系與混凝土配合比和強(qiáng)度等級(jí)的無關(guān)，僅與溶液的種類和濃度有關(guān)系。這種線性關(guān)系可以采用滲透壓和蒸氣壓理論公式進(jìn)行解釋。

2)飛機(jī)除冰液濃度越高，冰點(diǎn)越低，混凝土的抗凍循環(huán)次數(shù)越多，混凝土抗凍性越好，當(dāng)濃度增加至25%后，這種效果更加明顯。冰點(diǎn)降低可減少內(nèi)部可凍水的含量和有效抑制混凝土內(nèi)部孔隙水結(jié)冰生長，從而降低混凝土內(nèi)部在凍融過程產(chǎn)生的拉應(yīng)力強(qiáng)度。

3)混凝土的鹽凍破壞與鹽溶液的冰點(diǎn)、滲透壓和蒸氣壓等有關(guān)。在相同濃度的醋酸類除冰液作用下，混凝土在KAc中的抗凍性最差，CMA中抗凍性最好，對機(jī)場道面混凝土進(jìn)行除冰時(shí)，優(yōu)先選擇CMA機(jī)場道面除冰液。

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Correlationanalysisonthefrostresistanceofairfieldpavementandfreeze-thawmedium

MA Haoxia1,2, YU Hongfa1, WU Yaling3, BAI Kang4,CAO Wentao5

(1.Aviation and Astronavigation School, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China;2.Jincheng College, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 211156, China; 3.Shanghai Tongfeng Engineering Consulting Co., LTD., Shanghai 200431, China; 4.Ji′nan Urban Construction Design & Research Institute Co., Ltd, Ji′nan 250101, China; 5.Jiangsu Transportation Research Institute Co., Ltd., Nanjing 210017, China)

To analyze the frost resistance correlation of airfield pavement concrete under the action of different airport deicers, 19 types of concrete specimens with different mixture ratios were placed in 3.5% NaCl, 3.5%～25% ethanediol (propanediol) aircraft deicer, and 3.5% acetate-based airport pavement deicer and water for fast freeze-thaw test. Through an analysis of frost resistance parameters, linear correlation functions between the freeze-thaw resistance cycle times of concrete in different freeze-thaw media and the freeze-thaw resistance cycle times of concrete in water were established. Linear correlation functions are unrelated to the mixture ratio of concrete and its strength level, and are associated only with the type and concentration of the freeze-thaw medium; a high concentration of the freeze-thaw medium corresponds to minimal freeze-thaw destruction to the concrete. The freeze-thaw damage caused by 3.5% ethylene glycol aircraft deicer to concrete is lighter than that of 3.5% propylene glycol aircraft deicer. Calcium magnesium acetate airport pavement deicer causes less frost damage than other acetate-based deicers.

aircraft deicer; acetate-based airport pavement deicer; frost resistance;linear relationship; freezing point; osmotic pressure

10.11990/jheu.201605103

http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1390.U.20170427.1536.142.html

U414

A

1006-7043(2017)10-1642-08

2016-05-31. < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版日期

日期：2017-04-27.

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2009CB623203)；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51178221, 21276264).

馬好霞(1985-)，女，講師，博士研究生；余紅發(fā)(1964-)，男，教授，博士生導(dǎo)師.

余紅發(fā)，E-mail: yuhongfa@nuaa.edu.cn.