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砼学研究所 携手 爱上试验 独家呈现！ 高含水率使得低温下混凝土的弹性模量和强度都大幅度提高， 但回温后弹性模量与强度下降得也最快， 说明高含水率对冻融循环是极为不利的。水灰比的提高，有利于低温下混凝土强度和弹性模量的提高，但在冻融循环时混凝土的弹性模量会迅速降低。另外，空气的含量（砼含气量）也会影响混凝土的弹性模量与强度。混凝土中空气含量越高， 对冻融循环的破坏抵抗性越强， 弹性模量与强度降低得越小。抗冻混凝土含气量宜控制在3%~6%，含气量太高，影响混凝土强度，含气量太低，则混凝土抗冻性能较差。另有实验研究发现，混凝土中掺入粉煤灰、硅灰或使用轻质骨料，可有效提高混凝土的抗冻性能。 针对以上研究结果，可采取如下控制措施，可有效提高混凝土的抗冻性能： （1） 优化配合比设计，降低水胶比，控制含水率，减小毛细孔所占比例； （2） 优选原材料，优化骨料级配，提高混凝土密实度； （3） 在混凝土中掺入优质引气剂，引入稳定细小气泡，控制含气量在3%~6%； （4） 掺加矿物掺合料，细化孔径，降低混凝土内部可冻水比例； （5） 掺加轻质骨料，吸收膨胀应力。 一、外加剂的使用 1、引气剂，长期的工程实践与室内研究资料表明:提高混凝土抗冻耐久性的一个十分重要而有效的措施是在混凝土拌合物中掺入一定量的引气剂，引气剂是具有信水作用的表面活性物质，它可以明显的降低混凝土拌合水的表面张力，使混凝土内部产生大量的微小稳定的封闭气泡，这些气泡由于具有弹性，能使混凝土结冰时产生的膨胀压力得到缓解，起到缓冲减压的作用，溶解时这些气泡可恢复原状，因此孔原内自由水反复冻融也不会对孔壁产生太大的压力。另外，这些气泡可以阻塞混凝土内部毛细管与外界的通路，使外界水分不易浸入，减少了混凝土的渗透性，同时大量的气泡还能起到润滑作用，改善混凝土和易性，施工时新拌混凝土易于填充模具，硬化后混凝土密实度提高。因此，用引气剂，使混凝土内部具有一定的含气量，可以提高混凝土的抗冻耐久性。国内外的大量研究成果与工程实践均表明入引气剂后混凝土的抗冻性可成倍提高。 2、减水剂，目前，减水剂已成为混凝土不可缺少的组成部份，使用减水剂可以大幅度降低混凝土的水灰比(水胶比)。拌和混凝土时加适量的减水剂，可使水泥颗粒分散均匀，同时将水泥颗粒包事的水分释放出来，从而能明显减少混凝土用水量，使得混凝土中气泡平均尺寸及其间距减小，水泥浆中可冻水的百分率随之降低。提高混凝土的强度和致密性，使混凝土抵抗冻融破坏的能力提高，从而提高混凝土的抗冻耐久性。 二、活性的矿物掺合料改善混凝土抗冻耐久性 1、在相同含气量的情况下，掺15%的硅粉混凝土比不掺硅粉的基隹混凝土，气孔结构有很大的改善。硅粉对抗冻耐久性有显的效果，但硅粉的产量有限而且成本较高。 2、实验证明，当超细粉煤灰与硅灰相时，提高抗冻耐久性的效果尤为显著，其东融循环300次以后，弹性模量与重量基本无变化。而钢纤维的进一步复合有利于混凝土抗冻耐久性的改善。由此可见，双抄或多掺矿物的复合效应对混凝土抗冻耐久性的提高是值得研究的课题。 三、配合比设计参数控制 1、水胶比 胶比是决定高性能混凝土孔结构和孔率的主要因素，低水胶比是高性能混凝土的配制特点之一，为达到高性能混凝土的低渗透性，保证其耐久性，无论设计强度高低，水胶比一般都不大于0。42，以保证高性能混凝土的密实。 2、砂率 砂率主要影响高性能混凝土的工作性，可根据胶凝材料用量、粗细集料的级配及泵送要求等因素进行选择。一般情况下，高性能泵送混凝土的砂率控制在36%-43%较理想，小于36%时和易性变差，施工操作困难，密实度降低，超过43%时将增大高性能混凝土的收缩，对抗裂不利。 3、胶凝材料用量 基于耐久性的需要，单位体积高性能混凝土的胶凝材料用量不能太小，但也不能过大，过大会增大高性能混凝土的收缩，使结构产生裂纹。在强度、原材料相同的条件下，胶凝材料用量小的混凝土耐久性通常要优于胶凝材料用量大的混凝土。一般情况下，C30及以下高性能混凝土不宜超过400kg/m3，C35、C40高性能混凝土不直超过450kg/m3。，C50~C60高性能混凝土不直超过500kg/m3。 4、单位用水量 单位用水量是保证高性能混凝土拌和物流动性的基本因素，但用水量大，胶凝材料用量增大，高性能混凝土结构易产生干缩裂纹。一般情况下，高性能混凝土的单位用水量应小于160kg/m3。要减小单位用水量除掺加高效减水剂、优质粉煤灰外，可适当掺加引气剂。掺入引气剂后，配制的高性能昆凝土中形成很多封闭的气泡，切断毛细管的通路，可使结构的抗冻性得以提高。 |
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