一、前言
混凝土的耐久性是混凝土抵抗氣候變化、化學侵蝕、磨損或任何其它破壞過程的能力,當在暴露的環(huán)境中,能耐久的混凝土應保持其形態(tài)、質量和使用功能?;炷恋哪途眯匝芯績热莅ǎ嚎箖鲂?、抗?jié)B性、抗侵蝕性、抗碳化等。混凝土的抗凍性作為混凝土耐久性的一個重要內容,在北方寒冷地區(qū)工程中顯得更為重要,因此在寒冷地區(qū),抗凍性的改善是急待解決的重要問題之一。
我國有相當大的部分處于嚴寒地帶,致使不少建筑物發(fā)生了凍融破壞現象。尤其在東北嚴寒地區(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。地處較為溫和的華東地區(qū)的混凝土建筑物也發(fā)現有凍融現象。
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,嚴重影響了建筑物的長期使用和安全運行,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、凍融機理
混凝土的凍融破壞是國內外研究較早、較深入的課題。從40年代以后,美國、原蘇聯(lián)、歐洲、日本等均開展過混凝土凍融破壞機理的研究,提出的破壞理論就有5~6種。如美國鮑爾斯(T·C·Powers)提出的冰脹壓和滲透壓理論等,但大部分是從純物理的模型出發(fā),經假設和推導而得出的,有些是以水泥凈漿或砂漿試件通過部分試驗得出的。迄今為止,對混凝土的凍融破壞機理,國內外尚未達成統(tǒng)一認識。
當混凝土受凍時,這兩種壓力會損傷混凝土內部微觀結構,只有當經過反復多次的凍融循環(huán)以后,損傷逐步積累不斷擴大,發(fā)展成互相連通的裂縫,使混凝土的強度逐步降低,最后甚至完全喪失。而處在干燥條件的混凝土則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變化,使混凝土孔隙中的水反復發(fā)生凍融循環(huán),這兩個必要條件,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
?。ㄒ唬┩饧觿┑氖褂?br/> 1、引氣劑
引氣劑是具有憎水作用的表面活性物質,它可以明顯的降低混凝土拌合水的表面張力,使混凝土內部產生大量的微小穩(wěn)定的封閉氣泡。這些氣泡由于具有彈性,能使混凝土結冰時產生的膨脹壓力得到緩解,起到緩沖減壓