李志敏++董開松++楊敏慧++劉秀良++沈渭程++李臻

摘 要：本文通過實(shí)際工程事例和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，找到了嚴(yán)寒地區(qū)軟骨料對水工混凝土凍脹破壞原因分析，客觀地說明采用天然卵石配制有抗凍要求混凝土?xí)r，應(yīng)特別注意軟弱卵石產(chǎn)生的可能破壞對建筑物耐久性影響，提出了卵石質(zhì)量評定在滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，還應(yīng)對其含有的軟骨料進(jìn)行專項(xiàng)試驗(yàn)，最終保證混凝土的抗凍性能滿足要求。

關(guān)鍵詞：軟骨料； 凍脹； 破壞； 原因

1.引言

處在嚴(yán)寒地區(qū)的水電站水工建筑物外部混凝土，不同程度存在局部凍脹破壞的現(xiàn)象；引起這類破壞的因素較多，但由于含量5%以內(nèi)軟骨料本身的原因出現(xiàn)的凍脹破壞與一般大面積混凝土變酥、脫落的情況有所不同。這類原因引起的凍脹破壞成點(diǎn)狀鼓脹脫落，破壞的面積一般為1～2cm2，深度也在2cm以內(nèi)，分布無規(guī)律，但其周邊混凝土卻完好無損，大面積破壞后類似混凝土鑿毛面。筆者在實(shí)際工作中遇到的XX發(fā)電廠這種破壞情況尤為為突出。下面通過XX電廠典型的工程實(shí)例來說明造成破壞的原因。XX發(fā)電廠總裝機(jī)容量4×300WM，4座冷卻塔作為主要的水工建筑物，一期1#、2#冷卻塔99年投運(yùn)，二期3#、4#冷卻塔正在工程建設(shè)中； 1#、2#冷卻塔運(yùn)行近3年時(shí)間，在塔體和人字柱上發(fā)現(xiàn)多處點(diǎn)狀鼓脹、剝落破壞；破壞在建筑物分布上，相同的環(huán)境條件和混凝土強(qiáng)度等級，有些部位破壞相對集中，有些部位零星分布成麻面；就此問題查閱了當(dāng)時(shí)的施工檢驗(yàn)記錄，也未發(fā)現(xiàn)造成實(shí)質(zhì)性破壞的直接原因；為避免正在建設(shè)中的3#、4#冷卻塔發(fā)生類似情況，針對問題開展了分析和研究工作；查找工作從原材料著手，進(jìn)行了原材料力學(xué)特性檢測，化學(xué)分析，原配合比相應(yīng)參數(shù)復(fù)試和對建筑物鉆孔取芯分析試驗(yàn)。逐步排除其它可能性，從中找出了導(dǎo)致破壞的真正原因。

2.試驗(yàn)檢測與分析

2.1 試驗(yàn)檢測情況

XX電廠1#、2#冷卻塔及預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)混凝土等級為C30F150W8。該工程主要材料：水泥為鴛鴦牌32.5R級袋裝硅酸鹽水泥；粗細(xì)骨料全部采自當(dāng)?shù)貨芎舆吿烊涣希暗募?xì)度摸數(shù)3.12，屬粗砂。試驗(yàn)室按原混凝土設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行復(fù)試，水泥用量420㎏，水灰比取0.39，摻MNC—AE型引氣劑；檢測的混凝土含氣量為4.9%，抗壓強(qiáng)度d28 =39.9Mpa，完全滿足設(shè)計(jì)和有關(guān)規(guī)范要求。結(jié)合現(xiàn)場施工記錄調(diào)查，可以排除水泥、拌和水質(zhì)量、混凝土養(yǎng)護(hù)、粗細(xì)骨料含泥量等因素的影響。工程中所用卵石、砂的主要力學(xué)指標(biāo)及堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)，逐項(xiàng)在試驗(yàn)室進(jìn)行了檢驗(yàn)與試驗(yàn)，結(jié)果也均滿足JGJ 52—2006含有抗凍要求骨料的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

從冷卻塔同條件預(yù)制構(gòu)件和環(huán)板基礎(chǔ)分別鉆取一組φ=100mm柱狀芯樣，并與復(fù)試混凝土抗凍試件平行進(jìn)行抗凍試驗(yàn)，觀察混凝土破壞外部表現(xiàn)特征，尋找可能破壞原因再做進(jìn)一步針對性工作?？箖鲈囼?yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求采用快凍法；三組9個(gè)試件經(jīng)過24次凍融循環(huán)，其中6個(gè)試件表面即出現(xiàn)凍脹開裂，5個(gè)出現(xiàn)在柱狀芯樣上，1個(gè)出現(xiàn)在復(fù)試抗凍試件上，試件破壞的外觀形態(tài)相同，只是縫寬大小有別。三組試件經(jīng)過52次凍融循環(huán)，全部都出現(xiàn)凍脹開裂。沿脹裂面剖開可清楚的發(fā)現(xiàn)，破壞處均有黃色的強(qiáng)風(fēng)化軟骨料，且軟骨料也脹裂為兩瓣，僅僅52次循環(huán)軟骨料酥如黃泥而失去強(qiáng)度，初步斷定破壞是由此引起的。

2.2 抗凍破壞原因分析

1）抗凍破壞究竟是什么原因造成的呢？經(jīng)過仔細(xì)分析和研究，確定從料場中專門選取黃色強(qiáng)風(fēng)化軟骨料進(jìn)行力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與天然混合料的結(jié)果對比見下表：

從上表中顯然可以看出，按JGJ 52—2006質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)衡量，配制有抗凍要求C35級混凝土，所用天然混合料與其密切相關(guān)的主要力學(xué)指標(biāo)是滿足標(biāo)準(zhǔn)（比重≥2.5（kg/m3），壓碎指標(biāo)≤16、吸水率≤2.5）的要求，但實(shí)際工程中骨料在抗凍方面卻出現(xiàn)了一些問題；這個(gè)工程事例充分說明有抗凍要求的骨料，在滿足質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)的前提下，還應(yīng)嚴(yán)格控制軟骨料含量，尤其是那些含量不高，吸水率卻較大的骨料。這類軟骨料質(zhì)量輕，力學(xué)指標(biāo)檢測中比重和壓碎指標(biāo)的滿足性要求幾乎完全由品質(zhì)好的骨料承擔(dān)，而骨料中70%以上的水卻由不到5%的軟骨料吸入，天然混合料中這種品質(zhì)差別較大，平均分?jǐn)偤髾z測結(jié)果卻滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，掩蓋了存在的問題，影響了本工程骨料對混凝土抗凍問題的及早發(fā)現(xiàn)。因此有抗凍要求的混凝土，使用天然骨料時(shí)，除進(jìn)行正常質(zhì)量檢驗(yàn)外，還應(yīng)對軟骨料的特性進(jìn)行檢測和試驗(yàn)，避免類似問題發(fā)生。

2）天然混合料中的黃色強(qiáng)風(fēng)化軟骨料是導(dǎo)致冷卻塔出現(xiàn)凍脹破壞的根源，這一點(diǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)也得以證明。從環(huán)板基礎(chǔ)鉆取的一組φ=100mm柱狀芯樣，混凝土的實(shí)際抗壓強(qiáng)度為40.54Mpa。根據(jù)抗壓強(qiáng)度R、抗拉強(qiáng)度RL的經(jīng)驗(yàn)公式 （RL=0.58 3√R2），得出單位面積混凝土抗拉強(qiáng)度RL=6.84 Mpa。該類軟骨料的吸水率為17.3%，水結(jié)冰體積增加9 %產(chǎn)生單位平方厘米的凍脹力約為100 Mpa，則飽和狀態(tài)軟骨料的凍脹力約為17.3 Mpa （軟骨料面積中水的面積可以認(rèn)為占單位面積的17.3%），因此單位面積軟骨料的凍脹力是混凝土抗拉強(qiáng)度RL 的2.53倍，造成混凝土凍融脹裂破壞。就該組樣中52次凍融循環(huán)后裂縫寬最小的一個(gè)試件而言，從凍裂面撥開發(fā)現(xiàn)裂面上主要有2塊同材質(zhì)軟骨料，斷面直徑分別約為14mm、12mm，累計(jì)面積約為420.76 mm 2，凍脹力約為7.28Mpa>RL=6.84 Mpa，導(dǎo)致表面混凝土鼓脹脫落。凍脹力大于混凝土抗拉強(qiáng)度，使得軟骨料周邊混凝土開裂，凍融過程裂縫逐漸發(fā)展而外部混凝土開裂破壞。

4.結(jié)論

1） 對嚴(yán)寒地區(qū)有抗凍要求的混凝土，在骨料滿足質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)的前提下，還應(yīng)嚴(yán)格控制軟骨料含量，尤其是那些含量不高，吸水率卻較大的骨料。

2） 使用天然骨料時(shí)，除進(jìn)行正常質(zhì)量檢驗(yàn)外，還應(yīng)對軟骨料的特性進(jìn)行檢測和試驗(yàn)，才能確保骨料在應(yīng)用中不發(fā)生問題。

3） 混凝土的抗凍性能不僅有混凝土生產(chǎn)時(shí)含氣量的控制，而且還有對軟骨料的要求，這樣才能保證混凝土的抗凍性能滿足要求，確保建筑物耐久性滿足要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程.DL/5150—2001

[2] 普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》 JGJ 52—2006

摘 要：本文通過實(shí)際工程事例和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，找到了嚴(yán)寒地區(qū)軟骨料對水工混凝土凍脹破壞原因分析，客觀地說明采用天然卵石配制有抗凍要求混凝土?xí)r，應(yīng)特別注意軟弱卵石產(chǎn)生的可能破壞對建筑物耐久性影響，提出了卵石質(zhì)量評定在滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，還應(yīng)對其含有的軟骨料進(jìn)行專項(xiàng)試驗(yàn)，最終保證混凝土的抗凍性能滿足要求。

關(guān)鍵詞：軟骨料； 凍脹； 破壞； 原因

1.引言

處在嚴(yán)寒地區(qū)的水電站水工建筑物外部混凝土，不同程度存在局部凍脹破壞的現(xiàn)象；引起這類破壞的因素較多，但由于含量5%以內(nèi)軟骨料本身的原因出現(xiàn)的凍脹破壞與一般大面積混凝土變酥、脫落的情況有所不同。這類原因引起的凍脹破壞成點(diǎn)狀鼓脹脫落，破壞的面積一般為1～2cm2，深度也在2cm以內(nèi)，分布無規(guī)律，但其周邊混凝土卻完好無損，大面積破壞后類似混凝土鑿毛面。筆者在實(shí)際工作中遇到的XX發(fā)電廠這種破壞情況尤為為突出。下面通過XX電廠典型的工程實(shí)例來說明造成破壞的原因。XX發(fā)電廠總裝機(jī)容量4×300WM，4座冷卻塔作為主要的水工建筑物，一期1#、2#冷卻塔99年投運(yùn)，二期3#、4#冷卻塔正在工程建設(shè)中； 1#、2#冷卻塔運(yùn)行近3年時(shí)間，在塔體和人字柱上發(fā)現(xiàn)多處點(diǎn)狀鼓脹、剝落破壞；破壞在建筑物分布上，相同的環(huán)境條件和混凝土強(qiáng)度等級，有些部位破壞相對集中，有些部位零星分布成麻面；就此問題查閱了當(dāng)時(shí)的施工檢驗(yàn)記錄，也未發(fā)現(xiàn)造成實(shí)質(zhì)性破壞的直接原因；為避免正在建設(shè)中的3#、4#冷卻塔發(fā)生類似情況，針對問題開展了分析和研究工作；查找工作從原材料著手，進(jìn)行了原材料力學(xué)特性檢測，化學(xué)分析，原配合比相應(yīng)參數(shù)復(fù)試和對建筑物鉆孔取芯分析試驗(yàn)。逐步排除其它可能性，從中找出了導(dǎo)致破壞的真正原因。

2.試驗(yàn)檢測與分析

2.1 試驗(yàn)檢測情況

XX電廠1#、2#冷卻塔及預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)混凝土等級為C30F150W8。該工程主要材料：水泥為鴛鴦牌32.5R級袋裝硅酸鹽水泥；粗細(xì)骨料全部采自當(dāng)?shù)貨芎舆吿烊涣?，砂的?xì)度摸數(shù)3.12，屬粗砂。試驗(yàn)室按原混凝土設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行復(fù)試，水泥用量420㎏，水灰比取0.39，摻MNC—AE型引氣劑；檢測的混凝土含氣量為4.9%，抗壓強(qiáng)度d28 =39.9Mpa，完全滿足設(shè)計(jì)和有關(guān)規(guī)范要求。結(jié)合現(xiàn)場施工記錄調(diào)查，可以排除水泥、拌和水質(zhì)量、混凝土養(yǎng)護(hù)、粗細(xì)骨料含泥量等因素的影響。工程中所用卵石、砂的主要力學(xué)指標(biāo)及堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)，逐項(xiàng)在試驗(yàn)室進(jìn)行了檢驗(yàn)與試驗(yàn)，結(jié)果也均滿足JGJ 52—2006含有抗凍要求骨料的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

從冷卻塔同條件預(yù)制構(gòu)件和環(huán)板基礎(chǔ)分別鉆取一組φ=100mm柱狀芯樣，并與復(fù)試混凝土抗凍試件平行進(jìn)行抗凍試驗(yàn)，觀察混凝土破壞外部表現(xiàn)特征，尋找可能破壞原因再做進(jìn)一步針對性工作?？箖鲈囼?yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求采用快凍法；三組9個(gè)試件經(jīng)過24次凍融循環(huán)，其中6個(gè)試件表面即出現(xiàn)凍脹開裂，5個(gè)出現(xiàn)在柱狀芯樣上，1個(gè)出現(xiàn)在復(fù)試抗凍試件上，試件破壞的外觀形態(tài)相同，只是縫寬大小有別。三組試件經(jīng)過52次凍融循環(huán)，全部都出現(xiàn)凍脹開裂。沿脹裂面剖開可清楚的發(fā)現(xiàn)，破壞處均有黃色的強(qiáng)風(fēng)化軟骨料，且軟骨料也脹裂為兩瓣，僅僅52次循環(huán)軟骨料酥如黃泥而失去強(qiáng)度，初步斷定破壞是由此引起的。

2.2 抗凍破壞原因分析

1）抗凍破壞究竟是什么原因造成的呢？經(jīng)過仔細(xì)分析和研究，確定從料場中專門選取黃色強(qiáng)風(fēng)化軟骨料進(jìn)行力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與天然混合料的結(jié)果對比見下表：

從上表中顯然可以看出，按JGJ 52—2006質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)衡量，配制有抗凍要求C35級混凝土，所用天然混合料與其密切相關(guān)的主要力學(xué)指標(biāo)是滿足標(biāo)準(zhǔn)（比重≥2.5（kg/m3），壓碎指標(biāo)≤16、吸水率≤2.5）的要求，但實(shí)際工程中骨料在抗凍方面卻出現(xiàn)了一些問題；這個(gè)工程事例充分說明有抗凍要求的骨料，在滿足質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)的前提下，還應(yīng)嚴(yán)格控制軟骨料含量，尤其是那些含量不高，吸水率卻較大的骨料。這類軟骨料質(zhì)量輕，力學(xué)指標(biāo)檢測中比重和壓碎指標(biāo)的滿足性要求幾乎完全由品質(zhì)好的骨料承擔(dān)，而骨料中70%以上的水卻由不到5%的軟骨料吸入，天然混合料中這種品質(zhì)差別較大，平均分?jǐn)偤髾z測結(jié)果卻滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，掩蓋了存在的問題，影響了本工程骨料對混凝土抗凍問題的及早發(fā)現(xiàn)。因此有抗凍要求的混凝土，使用天然骨料時(shí)，除進(jìn)行正常質(zhì)量檢驗(yàn)外，還應(yīng)對軟骨料的特性進(jìn)行檢測和試驗(yàn)，避免類似問題發(fā)生。

2）天然混合料中的黃色強(qiáng)風(fēng)化軟骨料是導(dǎo)致冷卻塔出現(xiàn)凍脹破壞的根源，這一點(diǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)也得以證明。從環(huán)板基礎(chǔ)鉆取的一組φ=100mm柱狀芯樣，混凝土的實(shí)際抗壓強(qiáng)度為40.54Mpa。根據(jù)抗壓強(qiáng)度R、抗拉強(qiáng)度RL的經(jīng)驗(yàn)公式 （RL=0.58 3√R2），得出單位面積混凝土抗拉強(qiáng)度RL=6.84 Mpa。該類軟骨料的吸水率為17.3%，水結(jié)冰體積增加9 %產(chǎn)生單位平方厘米的凍脹力約為100 Mpa，則飽和狀態(tài)軟骨料的凍脹力約為17.3 Mpa （軟骨料面積中水的面積可以認(rèn)為占單位面積的17.3%），因此單位面積軟骨料的凍脹力是混凝土抗拉強(qiáng)度RL 的2.53倍，造成混凝土凍融脹裂破壞。就該組樣中52次凍融循環(huán)后裂縫寬最小的一個(gè)試件而言，從凍裂面撥開發(fā)現(xiàn)裂面上主要有2塊同材質(zhì)軟骨料，斷面直徑分別約為14mm、12mm，累計(jì)面積約為420.76 mm 2，凍脹力約為7.28Mpa>RL=6.84 Mpa，導(dǎo)致表面混凝土鼓脹脫落。凍脹力大于混凝土抗拉強(qiáng)度，使得軟骨料周邊混凝土開裂，凍融過程裂縫逐漸發(fā)展而外部混凝土開裂破壞。

4.結(jié)論

1） 對嚴(yán)寒地區(qū)有抗凍要求的混凝土，在骨料滿足質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)的前提下，還應(yīng)嚴(yán)格控制軟骨料含量，尤其是那些含量不高，吸水率卻較大的骨料。

2） 使用天然骨料時(shí)，除進(jìn)行正常質(zhì)量檢驗(yàn)外，還應(yīng)對軟骨料的特性進(jìn)行檢測和試驗(yàn)，才能確保骨料在應(yīng)用中不發(fā)生問題。

3） 混凝土的抗凍性能不僅有混凝土生產(chǎn)時(shí)含氣量的控制，而且還有對軟骨料的要求，這樣才能保證混凝土的抗凍性能滿足要求，確保建筑物耐久性滿足要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程.DL/5150—2001

[2] 普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》 JGJ 52—2006

摘 要：本文通過實(shí)際工程事例和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，找到了嚴(yán)寒地區(qū)軟骨料對水工混凝土凍脹破壞原因分析，客觀地說明采用天然卵石配制有抗凍要求混凝土?xí)r，應(yīng)特別注意軟弱卵石產(chǎn)生的可能破壞對建筑物耐久性影響，提出了卵石質(zhì)量評定在滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，還應(yīng)對其含有的軟骨料進(jìn)行專項(xiàng)試驗(yàn)，最終保證混凝土的抗凍性能滿足要求。

關(guān)鍵詞：軟骨料； 凍脹； 破壞； 原因

1.引言

處在嚴(yán)寒地區(qū)的水電站水工建筑物外部混凝土，不同程度存在局部凍脹破壞的現(xiàn)象；引起這類破壞的因素較多，但由于含量5%以內(nèi)軟骨料本身的原因出現(xiàn)的凍脹破壞與一般大面積混凝土變酥、脫落的情況有所不同。這類原因引起的凍脹破壞成點(diǎn)狀鼓脹脫落，破壞的面積一般為1～2cm2，深度也在2cm以內(nèi)，分布無規(guī)律，但其周邊混凝土卻完好無損，大面積破壞后類似混凝土鑿毛面。筆者在實(shí)際工作中遇到的XX發(fā)電廠這種破壞情況尤為為突出。下面通過XX電廠典型的工程實(shí)例來說明造成破壞的原因。XX發(fā)電廠總裝機(jī)容量4×300WM，4座冷卻塔作為主要的水工建筑物，一期1#、2#冷卻塔99年投運(yùn)，二期3#、4#冷卻塔正在工程建設(shè)中； 1#、2#冷卻塔運(yùn)行近3年時(shí)間，在塔體和人字柱上發(fā)現(xiàn)多處點(diǎn)狀鼓脹、剝落破壞；破壞在建筑物分布上，相同的環(huán)境條件和混凝土強(qiáng)度等級，有些部位破壞相對集中，有些部位零星分布成麻面；就此問題查閱了當(dāng)時(shí)的施工檢驗(yàn)記錄，也未發(fā)現(xiàn)造成實(shí)質(zhì)性破壞的直接原因；為避免正在建設(shè)中的3#、4#冷卻塔發(fā)生類似情況，針對問題開展了分析和研究工作；查找工作從原材料著手，進(jìn)行了原材料力學(xué)特性檢測，化學(xué)分析，原配合比相應(yīng)參數(shù)復(fù)試和對建筑物鉆孔取芯分析試驗(yàn)。逐步排除其它可能性，從中找出了導(dǎo)致破壞的真正原因。

2.試驗(yàn)檢測與分析

2.1 試驗(yàn)檢測情況

XX電廠1#、2#冷卻塔及預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)混凝土等級為C30F150W8。該工程主要材料：水泥為鴛鴦牌32.5R級袋裝硅酸鹽水泥；粗細(xì)骨料全部采自當(dāng)?shù)貨芎舆吿烊涣?，砂的?xì)度摸數(shù)3.12，屬粗砂。試驗(yàn)室按原混凝土設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行復(fù)試，水泥用量420㎏，水灰比取0.39，摻MNC—AE型引氣劑；檢測的混凝土含氣量為4.9%，抗壓強(qiáng)度d28 =39.9Mpa，完全滿足設(shè)計(jì)和有關(guān)規(guī)范要求。結(jié)合現(xiàn)場施工記錄調(diào)查，可以排除水泥、拌和水質(zhì)量、混凝土養(yǎng)護(hù)、粗細(xì)骨料含泥量等因素的影響。工程中所用卵石、砂的主要力學(xué)指標(biāo)及堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)，逐項(xiàng)在試驗(yàn)室進(jìn)行了檢驗(yàn)與試驗(yàn)，結(jié)果也均滿足JGJ 52—2006含有抗凍要求骨料的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

從冷卻塔同條件預(yù)制構(gòu)件和環(huán)板基礎(chǔ)分別鉆取一組φ=100mm柱狀芯樣，并與復(fù)試混凝土抗凍試件平行進(jìn)行抗凍試驗(yàn)，觀察混凝土破壞外部表現(xiàn)特征，尋找可能破壞原因再做進(jìn)一步針對性工作?？箖鲈囼?yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求采用快凍法；三組9個(gè)試件經(jīng)過24次凍融循環(huán)，其中6個(gè)試件表面即出現(xiàn)凍脹開裂，5個(gè)出現(xiàn)在柱狀芯樣上，1個(gè)出現(xiàn)在復(fù)試抗凍試件上，試件破壞的外觀形態(tài)相同，只是縫寬大小有別。三組試件經(jīng)過52次凍融循環(huán)，全部都出現(xiàn)凍脹開裂。沿脹裂面剖開可清楚的發(fā)現(xiàn)，破壞處均有黃色的強(qiáng)風(fēng)化軟骨料，且軟骨料也脹裂為兩瓣，僅僅52次循環(huán)軟骨料酥如黃泥而失去強(qiáng)度，初步斷定破壞是由此引起的。

2.2 抗凍破壞原因分析

1）抗凍破壞究竟是什么原因造成的呢？經(jīng)過仔細(xì)分析和研究，確定從料場中專門選取黃色強(qiáng)風(fēng)化軟骨料進(jìn)行力學(xué)指標(biāo)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與天然混合料的結(jié)果對比見下表：

從上表中顯然可以看出，按JGJ 52—2006質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)衡量，配制有抗凍要求C35級混凝土，所用天然混合料與其密切相關(guān)的主要力學(xué)指標(biāo)是滿足標(biāo)準(zhǔn)（比重≥2.5（kg/m3），壓碎指標(biāo)≤16、吸水率≤2.5）的要求，但實(shí)際工程中骨料在抗凍方面卻出現(xiàn)了一些問題；這個(gè)工程事例充分說明有抗凍要求的骨料，在滿足質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)的前提下，還應(yīng)嚴(yán)格控制軟骨料含量，尤其是那些含量不高，吸水率卻較大的骨料。這類軟骨料質(zhì)量輕，力學(xué)指標(biāo)檢測中比重和壓碎指標(biāo)的滿足性要求幾乎完全由品質(zhì)好的骨料承擔(dān)，而骨料中70%以上的水卻由不到5%的軟骨料吸入，天然混合料中這種品質(zhì)差別較大，平均分?jǐn)偤髾z測結(jié)果卻滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，掩蓋了存在的問題，影響了本工程骨料對混凝土抗凍問題的及早發(fā)現(xiàn)。因此有抗凍要求的混凝土，使用天然骨料時(shí)，除進(jìn)行正常質(zhì)量檢驗(yàn)外，還應(yīng)對軟骨料的特性進(jìn)行檢測和試驗(yàn)，避免類似問題發(fā)生。

2）天然混合料中的黃色強(qiáng)風(fēng)化軟骨料是導(dǎo)致冷卻塔出現(xiàn)凍脹破壞的根源，這一點(diǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)也得以證明。從環(huán)板基礎(chǔ)鉆取的一組φ=100mm柱狀芯樣，混凝土的實(shí)際抗壓強(qiáng)度為40.54Mpa。根據(jù)抗壓強(qiáng)度R、抗拉強(qiáng)度RL的經(jīng)驗(yàn)公式 （RL=0.58 3√R2），得出單位面積混凝土抗拉強(qiáng)度RL=6.84 Mpa。該類軟骨料的吸水率為17.3%，水結(jié)冰體積增加9 %產(chǎn)生單位平方厘米的凍脹力約為100 Mpa，則飽和狀態(tài)軟骨料的凍脹力約為17.3 Mpa （軟骨料面積中水的面積可以認(rèn)為占單位面積的17.3%），因此單位面積軟骨料的凍脹力是混凝土抗拉強(qiáng)度RL 的2.53倍，造成混凝土凍融脹裂破壞。就該組樣中52次凍融循環(huán)后裂縫寬最小的一個(gè)試件而言，從凍裂面撥開發(fā)現(xiàn)裂面上主要有2塊同材質(zhì)軟骨料，斷面直徑分別約為14mm、12mm，累計(jì)面積約為420.76 mm 2，凍脹力約為7.28Mpa>RL=6.84 Mpa，導(dǎo)致表面混凝土鼓脹脫落。凍脹力大于混凝土抗拉強(qiáng)度，使得軟骨料周邊混凝土開裂，凍融過程裂縫逐漸發(fā)展而外部混凝土開裂破壞。

4.結(jié)論

1） 對嚴(yán)寒地區(qū)有抗凍要求的混凝土，在骨料滿足質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)的前提下，還應(yīng)嚴(yán)格控制軟骨料含量，尤其是那些含量不高，吸水率卻較大的骨料。

2） 使用天然骨料時(shí)，除進(jìn)行正常質(zhì)量檢驗(yàn)外，還應(yīng)對軟骨料的特性進(jìn)行檢測和試驗(yàn)，才能確保骨料在應(yīng)用中不發(fā)生問題。

3） 混凝土的抗凍性能不僅有混凝土生產(chǎn)時(shí)含氣量的控制，而且還有對軟骨料的要求，這樣才能保證混凝土的抗凍性能滿足要求，確保建筑物耐久性滿足要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程.DL/5150—2001

[2] 普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》 JGJ 52—2006