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建筑科学
混凝土冻融损伤的影响因素与防治策略

金虎’姜春林
(1．延边勘测设计有限责任公司吉林延吉133002；2．中国城建第十一工程局吉林长春130000)

摘要：混凝土冻融损伤造成了其耐久寿命的降低，进而严重影响了混凝土结构的正常使用，本文介绍了混凝土冻融损伤理论．影响因
素及防治策略。
关键词：混凝土冻融损伤影响因素防治策略
中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：1674-098x(2011)11(a)-O046-01

1冻融损伤境破坏的能力越强，因而耐久性也越高。高。因为龄期越长，水泥水化越充分，混凝
混凝土的冻结破坏过程是比较复杂的但在受冻融破坏情况下，强度与耐久性不土强度越高，抵抗膨胀的能力越大。这一点
物理变化过程。混凝土是由硬化的水泥浆一定成正比。例如，低强度的引气混凝土对早期受冻的混凝土更为重要。试验可知，
体和骨料组成的含毛细孔的复合材料，为可能比高强度的非引气混凝土抗冻性高初次受冻时龄期小于8h的混凝土经几次循
了获得浇筑混凝土所必须的和易性，其拌得多，从而更耐久。只有在相同含气量或环即已损坏。因此，防止混凝土早期受冻至
和水量总多于水泥水化所需的水量，多余相同平均气泡间距的情况下，强度越高，关重要。
的水就滞留在混凝土中，形成占有一定体抗冻性越高。2．7外加剂及掺合料的影响
积的连通毛细孔。于是常温下硬化混凝土2．3水灰比减水剂、引气剂及引气减水剂等外加
就是由未水化的水泥、水泥水化产物、集水灰比是混凝土抗冻性的重要因素，剂均能提高混凝土的抗冻性。引气剂能增
料、水、空气共同组成的气一液一固三相平其直接影响混凝土的孔隙率及孔结构。随加混凝土的含气量且使气泡均匀分布，而
衡体系，当混凝土处于负温时，其内部孔隙着水灰比的增大，不仅可冻结水量增多，而减水剂则能降低混凝土的水灰比，从而减
中的水分将发生从液相到固相的转变。因且强度较低，因而混凝土的抗冻性必然降少孔隙率，最终都能提高混凝土的抗冻性。
此那些连通的毛细孔就是导致混凝土遭受低。水灰比小于0．35，水化完全的混凝土，粉煤灰掺合料对混凝土抗冻性的影响，则
冻害的主要因素。但是目前关于混凝土冻即使不引气，也有较高的抗冻性，因为除去主要取决于粉煤灰本身的质量与掺量。研
融破坏机理众说纷纭。在这方面T．C．Pow-水化结合水和凝胶孔不冻水外，可冻结水究证实，掺入适量的优质粉煤灰，只要保持
ers~NR．A。．Helmuth等人的研究工作为混凝量很少了。水灰比大的混凝土，其内部的毛混凝土等强、等含气量，就不会对其抗冻性
土的冻融破坏机理奠定了理论基础。到目细孔孔径也大且形成连通的毛细孔体系，有不利影响。
前为止，提出的混凝土冻融破坏理论有很因而其中起缓冲作用的储备孔很少，受冻
多种。但目前公认程度较高的，仍是由美国后极易产生较大的膨胀压力，反复循环后3提高混凝土抗冻性的措施
学者T．C．Powers提出的膨胀压理论和渗透必然使混凝土内部结构破坏。因此对有冻由于混凝土抗冻性主要取决干其孔隙
压理论，他认为吸水饱和的混凝土在冻融融破坏可能的混凝土，应该严格控制水灰率、孔结构及孔的水饱和程度。因此提高混
过程中遭受的破坏力主要有以下两部分：比，必要时应加入引气剂及抗冻剂。我国凝土抗冻性也主要应从降低混凝土孔隙
膨胀压力和渗透压力。Ⅸ钢筋混凝土工程施工及验收规范》中规定率、改善混凝土孔结构人手。向混凝土中引
了用于不同环境条件下的混凝土最大水灰入大量均匀的微小封闭气泡能够有效地改
2影响混凝土抗冻性的主要因素比与最小水泥用量。善混凝土的耐久性，特别是抗冻性，同时能
混凝土的抗冻性与其内部孔结构、水2．4含气量和气泡间距防止混凝土内部应力集中，对各种有害物
饱和程度、受冻龄期、混凝土的强度等许多含气量和平均气泡间距是混凝土抗冻质的渗入起到阻断作用。因此，向混凝土中
因素有关。而混凝土的孔结构及强度又主性的又一重要指标。混凝土加入引气剂形掺入引气剂已成为提高耐久性的基本措
要取决于集料、水泥品种及其水灰比、有无成的微细气孔对提高混凝士抗冻性尤为重施。
外加剂及养护方法等。要。因为这些互不连通的微细气孔在混凝3．1掺用引气剂或减水剂及引气型减水剂
2一水泥品种及集料质量土受冻初期能使毛细孔中的静水压力减根据对京津地区立交桥的调查可知，
试验表明，水泥的化学组成、细度和品少，起到减压作用。在混凝土受冻结冰过程不加引气剂的混凝土使用l5年即出现表面
种对混凝土的抗冻融破坏无显著影响，除中这些孔隙可阻止或抑制水泥浆中微小冰剥落等冻害现象，而加引气剂的混凝土则
非混凝土早期受冻。因在早期，水泥品种组体的生成。除了必要的含气量外，要提高混无冻害。
成影响到混凝土的水化程度，从而影响可凝土的