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混凝土受冻性能的实验研究及改善措施一、前言混凝土作为一种广泛应用于建筑工程中的材料，其性能对工程的质量和持久性有着重要影响。
在寒冷地区，混凝土受冻性能成为了一个十分重要的问题。
因此，本文将从实验研究及改善措施两个方面对混凝土受冻性能进行探讨。
二、混凝土受冻性能的实验研究1. 实验目的混凝土受冻性能的实验研究旨在探究混凝土材料在寒冷环境下的抗冻性能，为混凝土在寒冷地区的应用提供科学依据。
2. 实验方法（1）材料准备：选取水泥、砂子、骨料、水等原料，按照一定比例配制混凝土试块。
（2）试验过程：将混凝土试块分别置于不同温度的环境中，并不断进行冻融循环，记录试块的质量变化、强度变化等参数。
（3）实验结果分析：根据试验结果，分析混凝土在不同温度下的受冻性能。
3. 实验结果实验结果表明，混凝土在寒冷环境下会出现冻胀现象，严重影响其强度和持久性。
而混凝土的受冻性能与其配合比、水泥品种、骨料种类等因素有关。
因此，为了提高混凝土在寒冷地区的抗冻性能，需要采取相应改善措施。
三、混凝土受冻性能的改善措施1. 优化混凝土配合比通过合理调整混凝土配合比，可以提高混凝土的密实性和耐久性，从而提高其在寒冷环境下的抗冻性能。
具体来说，可以适当增加水灰比和骨料的粗细比，减少水泥用量等方式来优化混凝土配合比。
2. 选用高性能水泥高性能水泥具有强度高、抗冻性好等优点，可以显著提高混凝土的抗冻性能。
因此，在寒冷地区，可以优先选用高性能水泥来制作混凝土。
3. 选择合适的骨料骨料对混凝土的性能有着重要影响。
在寒冷地区，应该选择具有良好耐冻融性能的骨料，如石英砂、玄武岩等。
4. 加入防冻剂防冻剂是一种能够降低混凝土凝固点的化学物质，可以延缓混凝土的冻结时间，从而减缓混凝土的冻胀破坏。
在寒冷地区，可以在混凝土中加入适量的防冻剂来提高混凝土的抗冻性能。
5. 采用保温措施在施工过程中，可以采用保温措施来避免混凝土在凝固期间遭受冻结。
具体来说，可以在混凝土表面覆盖一层保温材料，或在混凝土周围搭建临时保温棚，以保持混凝土的温度稳定。
混凝土抗冻性能的原理及改进方法一、引言混凝土是建筑工程中常用的一种材料，其性能直接关系到建筑物的安全和耐久性。
其中混凝土的抗冻性能是一个重要的指标，尤其在北方地区气候寒冷的情况下更为重要。
本文将从混凝土的组成结构、抗冻机理以及改进方法三个方面来探讨混凝土抗冻性能的原理及改进方法。
二、混凝土的组成结构混凝土主要由水泥、骨料、砂子和水等组成，其中水泥是混凝土中的主要胶凝材料，骨料和砂子则是混凝土中的骨架材料，水则是混凝土中的溶剂。
混凝土中的水泥在水的作用下，发生水化反应，形成了硬化的胶凝体，将骨料和砂子紧密地粘结在一起，形成了一个整体的结构。
三、混凝土的抗冻机理混凝土在低温环境下易受到冻融循环的影响，导致混凝土的抗拉强度、弹性模量和耐久性等性能下降，严重时甚至会引起混凝土的开裂和破坏。
混凝土的抗冻机理主要包括以下几个方面：1.水泥胶凝体的破坏混凝土中的水泥胶凝体是混凝土的主要胶凝材料，也是混凝土中最脆弱的部分。
在低温环境下，水泥胶凝体中的水分会冻结成冰晶，导致水泥胶凝体的体积膨胀，从而破坏混凝土的结构。
2.骨料的破坏混凝土中的骨料是混凝土的骨架材料，其物理性能对混凝土的抗冻性能有着重要的影响。
在低温环境下，骨料中的水分也会冻结成冰晶，导致骨料的体积膨胀，从而破坏混凝土的结构。
3.孔隙结构的变化混凝土中的孔隙结构对混凝土的抗冻性能也有着重要的影响。
在低温环境下，孔隙中的水分会冻结成冰晶，从而扩大孔隙的大小，导致混凝土的抗冻性能下降。
四、混凝土抗冻性能的改进方法为了提高混凝土的抗冻性能，可以采取以下的改进方法：1.选用合适的水泥为了提高混凝土的抗冻性能，可以选用硫铝酸盐水泥或者高性能混凝土水泥等抗冻性能较好的水泥。
这些水泥的硬化产物中有较多的钙硅石和硅酸钙等物质，具有较好的抗冻性能。
2.控制混凝土中的含水率为了控制混凝土中的含水率，可以在混凝土中添加适量的减水剂或者控制混凝土的配合比。
减水剂可以使混凝土的流动性和可塑性得到改善，从而减少混凝土中的含水率，提高混凝土的抗冻性能。
混凝土的抗冻性能原理及其改善方法一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的重要材料，但是在寒冷地区，由于受到低温冻融的影响，混凝土的抗冻性能受到了很大的挑战。
因此，研究混凝土的抗冻性能原理及其改善方法是非常必要的。
二、混凝土的抗冻性能原理混凝土的抗冻性能是指混凝土在低温环境下能够承受住冻融循环的能力。
混凝土的抗冻性能主要取决于以下几个方面的因素：1. 混凝土的孔隙结构混凝土的孔隙结构是影响混凝土抗冻性能的重要因素之一。
混凝土中存在各种不同大小的孔隙，当混凝土遇到低温环境时，水分会在孔隙中产生冻膨胀，导致混凝土的体积增大，从而使混凝土破裂。
2. 混凝土的水泥石胶结强度混凝土的水泥石胶结强度是指水泥和骨料粘结在一起的强度。
在低温环境下，水泥石胶结强度会受到影响，从而导致混凝土的强度下降，容易发生破裂。
3. 混凝土的成分和配合比混凝土的成分和配合比也是影响混凝土抗冻性能的重要因素之一。
在低温环境下，如果混凝土的成分和配合比不合理，容易导致混凝土的强度下降，从而影响混凝土的抗冻性能。
4. 混凝土的加工和养护条件混凝土的加工和养护条件也会对混凝土的抗冻性能产生影响。
在混凝土的制作过程中，如果加工不当或养护不到位，容易导致混凝土中存在缺陷和裂缝，从而降低混凝土的抗冻性能。
三、混凝土抗冻性能的改善方法为了提高混凝土的抗冻性能，可以采取以下几种改善方法：1. 优化混凝土的配合比混凝土的配合比是影响混凝土抗冻性能的重要因素之一。
为了提高混凝土的抗冻性能，可以采取优化配合比的方法。
一般来说，适当增加混凝土中的粉煤灰和矿渣粉等掺合料，可以有效地提高混凝土的抗冻性能。
2. 采用空气掺合剂空气掺合剂是一种可以增加混凝土中气孔数量和尺寸的添加剂。
在低温环境下，空气掺合剂可以有效地减少混凝土中的内部应力，从而提高混凝土的抗冻性能。
3. 采用防冻剂防冻剂是一种可以抑制混凝土冻融循环产生的冻胀和融胀的添加剂。
在低温环境下，防冻剂可以有效地减少混凝土的水分凝结，从而提高混凝土的抗冻性能。
混凝土抗冻性原理研究混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施建设中的材料。
然而，在寒冷地区，混凝土的抗冻性能是一个重要的问题。
当混凝土暴露在低温环境下时，其内部水分会结冰，导致混凝土的体积膨胀和破坏。
因此，混凝土抗冻性能的研究对于建筑和基础设施的耐久性和安全性至关重要。
混凝土抗冻性机理混凝土的抗冻性能是由多种因素决定的，包括混凝土的物理和化学性质、水分含量、空气含量、孔隙结构等。
其中，混凝土的孔隙结构是影响其抗冻性能的主要因素之一。
混凝土中的孔隙结构分为几种类型：毛细孔、粗孔、空隙和裂缝。
毛细孔是小于50纳米的孔隙，由于其尺寸小于水分子的直径，水分子可以在其中形成氢键，从而形成一个内聚力较强的水层。
这个水层对于混凝土的抗冻性能至关重要。
粗孔是大于50纳米的孔隙，它们不能形成氢键，因此对混凝土的抗冻性能影响较小。
空隙和裂缝是混凝土中最大的孔隙，它们会导致水分进入混凝土内部，从而使混凝土的抗冻性能降低。
混凝土抗冻性提高的方法为了提高混凝土的抗冻性能，需要采取以下措施：1. 控制混凝土的水灰比：水灰比是指混凝土中水分和水泥的比例。
如果水灰比太高，混凝土中的孔隙结构会变得更大，从而导致混凝土的抗冻性能降低。
因此，控制水灰比可以提高混凝土的抗冻性能。
2. 添加空气剂：空气剂可以使混凝土中形成更多的微小气泡，从而改善混凝土的孔隙结构。
这些气泡可以在混凝土中形成一个“气垫”，从而减少水分进入混凝土内部的可能性，提高混凝土的抗冻性能。
3. 使用低温混凝土：低温混凝土是一种专门设计用于寒冷地区的混凝土。
它们通常采用高性能水泥和添加剂，以提高混凝土的强度和抗冻性能。
4. 加强养护：在混凝土浇筑后，需要对其进行充分的养护。
这包括保持混凝土表面的湿润、控制温度、避免混凝土的过早干燥等措施，以确保混凝土的强度和抗冻性能得到充分发挥。
混凝土抗冻性测试方法为了评估混凝土的抗冻性能，需要采用一些标准测试方法。
以下是常用的混凝土抗冻性测试方法：1. 冰融试验：这是一种简单的测试方法，可以评估混凝土的抗冻性能。
混凝土的防冻原理与技术一、引言混凝土是目前最常用的建筑材料之一，但在寒冷地区，混凝土的抗冻性能往往成为影响其使用寿命的主要因素。
为了解决混凝土在冬季遇到的防冻问题，科学家们开发了各种防冻技术。
本文将探讨混凝土的防冻原理与技术。
二、混凝土的抗冻性能混凝土的抗冻性能是指混凝土在冰冻和解冻过程中的物理、化学性质的稳定性能。
混凝土的抗冻性能主要受以下因素的影响：2.1 水泥的种类和含量水泥是混凝土的重要组成部分，决定了混凝土的强度和抗冻性能。
一般来说，硅酸盐水泥比普通硬化水泥的抗冻性能更好。
此外，增加水泥的含量可以提高混凝土的抗冻性能。
2.2 混凝土中气孔的数量和分布混凝土中的气孔会影响混凝土的强度和抗冻性能。
较大的气孔会使混凝土易于结冰，从而降低抗冻性能。
因此，混凝土中的气孔应该尽可能小且分布均匀。
2.3 混凝土中的纤维添加纤维可以有效地提高混凝土的抗冻性能。
纤维可以增加混凝土的韧性，减少混凝土的裂缝，从而提高混凝土的抗冻性能。
三、混凝土的防冻原理3.1 结冰力学原理混凝土在冰冻过程中，水分会渗入混凝土内部并结冰。
当水分结冰时，会释放出大量的热量，从而导致温度降低。
随着温度的降低，混凝土中的水分会进一步结冰，形成冰晶。
冰晶的体积比水大，会对混凝土产生压力，从而导致混凝土的破坏。
3.2 盐的防冻原理在寒冷的冬季，很多地区会使用盐来防止道路结冰。
盐可以降低水的冰点，从而防止水分在道路上结冰。
类似地，混凝土中添加盐可以降低混凝土中水的冰点，从而提高混凝土的抗冻性能。
3.3 化学防冻原理化学防冻剂可以通过改变混凝土中水的物理和化学性质来提高混凝土的抗冻性能。
化学防冻剂可以在混凝土中形成复杂的物理和化学反应，从而减少混凝土中水分的结冰点。
此外，化学防冻剂还可以改善混凝土的流动性和减少混凝土的收缩和裂缝。
四、混凝土的防冻技术4.1 空气加热法空气加热法是一种常用的混凝土防冻技术。
该技术通过将空气加热并将其喷洒到混凝土表面来升高混凝土的温度，防止混凝土结冰。
混凝土抗冻性能研究及其在寒地建筑中的应用一、引言混凝土是一种常用的建筑材料，但在寒冷地区遇到低温时可能会出现抗冻性问题。
因此，研究混凝土的抗冻性能及其在寒地建筑中的应用是非常重要的。
二、混凝土的抗冻性能1. 抗冻性能的定义混凝土的抗冻性能是指在低温环境下，混凝土的耐久性和强度的能力。
2. 影响混凝土抗冻性能的因素（1）混凝土的成分：混凝土的成分是决定混凝土抗冻性能的关键因素。
水灰比越小，混凝土抗冻性能越好。
（2）混凝土的制作工艺：混凝土的制作工艺也会影响其抗冻性能。
充分振捣、充分养护的混凝土抗冻性能更好。
（3）低温环境：低温环境也是影响混凝土抗冻性能的因素之一。
在低温环境下，混凝土的水分会结冰，导致混凝土的微裂纹和开裂。
3. 混凝土的抗冻性能测试方法（1）抗冻循环试验：抗冻循环试验是常用的测试混凝土抗冻性能的方法之一。
该试验通过反复循环冻融，来模拟混凝土在寒冷环境下的耐久性和强度。
（2）渗透试验：渗透试验可以测量混凝土的孔隙率和渗透性，进而评估混凝土的抗冻性能。
三、混凝土在寒地建筑中的应用1. 混凝土在寒地建筑中的特点（1）混凝土在寒地建筑中的应用十分广泛，但在低温环境下混凝土的抗冻性能必须得到保证。
（2）混凝土在寒地建筑中的使用条件较为苛刻，需要注意混凝土的强度、密实度、渗透性等方面。
2. 混凝土在寒地建筑中的应用案例（1）哈尔滨国际冰雪节大型雪雕的制作：混凝土作为雪雕制作的基础材料，需要保证其抗冻性能和耐久性。
（2）寒地住宅建筑：混凝土在寒地住宅建筑中的应用可以有效地保证住宅的保温性和耐久性。
四、提高混凝土抗冻性能的方法1. 优化混凝土的配合比：减小水灰比、增加矿物掺合料等方法可以有效地提高混凝土的抗冻性能。
2. 优化混凝土的制作工艺：振捣充分、养护充分的混凝土抗冻性能更好。
3. 使用抗冻剂：抗冻剂可以降低混凝土的结冰点，从而提高混凝土的抗冻性能。
4. 增加混凝土的密实度：混凝土的密实度越高，抗冻性能越好。
混凝土抗冻性能研究及其在寒地建筑中的应用一、前言混凝土是建筑工程中最常见的材料之一，其抗冻性能是保证建筑物在寒冷地区使用寿命的关键因素之一。
因此，混凝土抗冻性能的研究及其在寒地建筑中的应用显得尤为重要。
本文将对混凝土抗冻性能的研究进行全面的探讨，并分析其在寒地建筑中的应用。
二、混凝土抗冻性能的研究1. 抗冻性能的定义混凝土抗冻性能是指混凝土在低温环境下的物理、化学、力学性能等方面的表现。
其主要包括混凝土的冻融稳定性、强度、渗透性、气孔结构及微观结构等。
2. 影响混凝土抗冻性能的因素（1）水胶比：水胶比是混凝土中水和水泥的比例，水胶比越大，混凝土的抗冻性能越差。
（2）气孔结构：混凝土中的气孔结构对抗冻性能有着至关重要的影响，气孔结构越细密，抗冻性能越好。
（3）材料成分：混凝土中水泥的种类和用量、骨料的种类和颗粒大小等都会影响混凝土的抗冻性能。
（4）冻融循环次数：混凝土在低温环境下经历多次冻融循环后，其抗冻性能会逐渐下降。
3. 测定混凝土抗冻性能的方法（1）冻融试验：将混凝土试样放入低温环境中，经历多次冻融循环后，测定其强度、渗透性等指标。
（2）气孔结构测定：通过扫描电镜等仪器测定混凝土中的气孔结构，分析其大小、数量等指标。
（3）微观结构分析：通过显微镜等仪器观察混凝土微观结构，分析其对抗冻性能的影响。
三、混凝土抗冻性能在寒地建筑中的应用1. 混凝土防护层的应用在低温环境下，建筑物的外墙、屋顶等部位容易受到冻融循环的侵蚀，因此需要采用混凝土防护层对其进行保护。
混凝土防护层的抗冻性能直接影响着建筑物的使用寿命。
2. 寒地混凝土路面的应用在寒冷地区，交通运输是必不可少的，因此需要建设具有良好抗冻性能的混凝土路面。
寒地混凝土路面需要具备较高的强度和耐久性，以应对低温环境下的冻融循环。
3. 混凝土桥梁的应用混凝土桥梁是寒冷地区建筑物中最为重要的组成部分之一，因此需要具有良好的抗冻性能。
在桥梁的设计、施工过程中，需要考虑混凝土的气孔结构、水胶比等因素，以提高桥梁的抗冻性能。
混凝土抗冻性能及其在寒冷地区的应用引言寒冷地区的建筑物需要具备较高的抗冻性能，这是因为低温和冰冻会对建筑物的结构和材料造成很大的损害。
混凝土是建筑物中最常用的材料之一，因此研究混凝土的抗冻性能及其在寒冷地区的应用具有重要意义。
本文将从混凝土的抗冻性能、提高混凝土抗冻性能的方法以及混凝土在寒冷地区的应用三个方面进行详细的介绍。
混凝土的抗冻性能混凝土的抗冻性能是指混凝土在低温和冰冻条件下能够保持稳定的强度和耐久性。
混凝土的抗冻性能主要取决于以下几个因素。
水泥的种类和用量水泥是混凝土中的主要胶凝材料，不同种类和用量的水泥对混凝土的抗冻性能有很大的影响。
一般来说，硅酸盐水泥的抗冻性能比普通硬化水泥要好，因为硅酸盐水泥中的水化产物中含有膨胀性较小的硬化钙矾石。
此外，适当增加水泥用量可以提高混凝土的抗冻性能，但过多的水泥会导致混凝土的收缩和龟裂。
骨料的种类和质量骨料是混凝土中的主要骨架材料，其种类和质量对混凝土的抗冻性能有很大的影响。
一般来说，粗骨料应选择质量好、石头硬度高、耐冻性强的石料，细骨料应选择质量好、不含泥土和粉尘的河沙或山沙。
此外，应尽量减少骨料中的弱碱性矿物质和有机物质的含量，因为这些物质会影响混凝土中氯离子的渗透性，从而加剧混凝土的冻融损伤。
混凝土配合比的设计混凝土配合比的设计是混凝土抗冻性能的关键。
一般来说，应尽量选择水胶比小、粉料细度高、气孔率低、骨料骨密度大的配合比，以提高混凝土的抗冻性能。
此外，可以适当增加混凝土中的气泡数量和大小，从而减少混凝土中的内部应力，提高混凝土的抗冻性能。
提高混凝土抗冻性能的方法为了提高混凝土的抗冻性能，可以采用以下几种方法。
混凝土加气混凝土加气是通过向混凝土中加入气泡来提高混凝土的抗冻性能。
气泡可以减少混凝土中的内部应力，从而减缓混凝土的冻融损伤。
目前，常用的混凝土加气方法有机械加气法、化学加气法和物理加气法等。
混凝土掺加外加剂混凝土掺加外加剂是通过向混凝土中加入一定的化学物质来改善混凝土的物理和化学性能。
混凝土抗冻性能原理及改善方法一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料，但在低温环境下，混凝土的抗冻性能会受到影响，导致混凝土的力学性能和使用寿命下降。
因此，混凝土抗冻性能的研究和改善具有重要的意义。
二、混凝土抗冻性能的原理混凝土抗冻性能的原理主要涉及混凝土的物理和化学特性。
在低温环境下，混凝土与外界的环境发生相互作用，导致混凝土的结构和性质发生变化。
1. 冰的形成和膨胀当混凝土表面温度降至冰点以下时，混凝土中的水分会凝固形成冰晶。
由于水在凝固时的体积比液态水大约10%，因此冰晶的形成会导致混凝土的膨胀。
当混凝土内部存在孔隙时，冰晶的膨胀会导致孔隙扩大，从而破坏混凝土的结构。
2. 盐的作用在低温环境下，路面常常会使用盐来融化积雪。
而盐的作用会导致混凝土中的钙离子和水分子结合生成钙盐，从而降低混凝土的强度和耐久性。
此外，盐还会降低混凝土的冰点，从而导致冰晶形成更容易，进一步损害混凝土的结构。
3. 温度变化的影响在低温环境下，混凝土的温度变化会导致其内部应力的变化。
当温度降至冰点以下时，混凝土的弹性模量会降低，从而使得混凝土的刚度下降，容易发生开裂。
三、混凝土抗冻性能的改善方法为了提高混凝土的抗冻性能，可以采用以下方法：1. 选用合适的混凝土配合比混凝土配合比的设计应考虑到材料的物理和化学特性，以提高混凝土的密实性和抗冻性能。
一般情况下，混凝土中的水灰比应尽量降低，同时还要控制混凝土的气孔率和水泥的种类和用量。
2. 使用抗冻剂抗冻剂是一种可以降低混凝土冰点的化学物质。
常用的抗冻剂包括氯化钙、硝酸钾、硫酸铵等。
添加抗冻剂可以有效地降低混凝土的冰点，从而减少冰晶的形成，提高混凝土的抗冻性能。
3. 加强混凝土的密实性和耐久性混凝土的密实性和耐久性是影响其抗冻性能的关键因素。
为了加强混凝土的密实性和耐久性，可以采用以下措施：（1）控制混凝土的水灰比，降低混凝土的气孔率；（2）加强混凝土的养护，保证混凝土的早期强度和耐久性；（3）采用高强度水泥和掺合料，提高混凝土的强度和耐久性。
混凝土防冻施工技术及质量控制一、前言随着现代化建筑工程不断发展，混凝土结构的应用越来越广泛，但在寒冷地区，混凝土结构的施工和维护面临着严峻的挑战，其中最主要的问题是混凝土的冻融损伤。
因此，如何有效地进行混凝土防冻施工，成为了一项重要的技术和工程问题。
本文将从防冻施工的原理、具体操作过程和质量控制等方面进行详细的介绍。
二、混凝土防冻施工的原理混凝土防冻施工的主要目的是保证混凝土在寒冷环境下的性能不受影响，防止其发生冻融损伤。
具体而言，混凝土防冻施工要做到以下几点：1.控制混凝土的水灰比混凝土的水灰比越小，混凝土的强度和耐久性就越好。
在寒冷地区进行混凝土施工时，应该控制好混凝土的水灰比，以保证混凝土的强度和耐久性。
2.控制混凝土的温度混凝土的温度对其性能有着很大的影响。
在寒冷地区进行混凝土施工时，应该控制好混凝土的温度，以保证其性能不受影响。
3.控制混凝土的湿度混凝土的湿度对其性能也有着很大的影响。
在寒冷地区进行混凝土施工时，应该控制好混凝土的湿度，以保证其性能不受影响。
4.使用防冻剂防冻剂是一种特殊的混凝土添加剂，可以有效地抵抗混凝土的冻融损伤。
在寒冷地区进行混凝土施工时，可以使用防冻剂来增加混凝土的防冻性能。
三、混凝土防冻施工的具体操作过程1.混凝土配合比的确定混凝土的配合比应该根据工程要求和当地气候条件来确定，以保证混凝土的强度和耐久性。
2.混凝土的搅拌混凝土的搅拌应该均匀地进行，以保证混凝土的质量。
3.混凝土的浇筑混凝土的浇筑应该均匀地进行，避免出现断层和空鼓现象。
4.混凝土的养护混凝土的养护应该根据当地气候条件来确定，以保证混凝土的性能不受影响。
5.防冻剂的使用防冻剂的使用应该根据当地气候条件来确定，以保证混凝土的防冻性能。
四、混凝土防冻施工的质量控制1.混凝土的质量检测混凝土的质量检测应该根据当地气候条件来确定，以保证混凝土的质量。
2.防冻剂的质量检测防冻剂的质量检测应该根据当地气候条件来确定，以保证混凝土的防冻性能。
严寒地区混凝土抗冻机理及其控制探讨
作者：肖维正
来源：《中国科技纵横》2012年第04期
摘要：如何提高混凝土的抗冻性能是严寒地区建筑工程中的一个重要难题。
本文探讨了混凝土的抗冻机理，发掘抗冻性能的影响因素，并分析了抗冻性能的评价指标，提出相应的控制措施。
这些研究对严寒地区的建筑施工和维护具有一定的参考价值和实践意义。
关键词：混凝土抗冻冻融
在严寒地区，混凝土的抗冻性能一直是一个必须面对和解决的难题。
在寒冷地区，桥梁、涵洞、路面受冻害破坏极为严重，混凝土冻害无疑是道路和桥梁过早破坏的最主要的原因之一。
在东北地区，低温环境持续时间比较长，导致一些桥涵构造物遭受冻融破坏而发生表皮剥落、空鼓等现象比较严重。
因此，探讨严寒地区混凝土的抗冻机理进而发掘相应的控制措施，就成为了业界一个非常重视的研究方向。
1、混凝土抗冻机理分析
1.1 新拌混凝土受冻损害原因分析
新拌混凝土的强度低、空隙率高、含水多，极易发生冻胀破坏。
冻胀破坏的外观特征是材料体内出现若干的冰夹层，彼此平行而垂直于热流方向。
其过程为：结构物表面降温冷却时，冷流向材料体内延伸，在深处某水平位置开始冻结，一般从较粗大孔穴中水分开始，冰晶形成后从间隙吸水，发育增长，且是不可逆转的过程，水分从材料未冻水或从外部水源补给，并进行宏观规模的移动。
第一层孔穴中冰冻后，在冰晶生长的过程中，材料质体受到拉应力，一旦超过抗拉强度即就遭到破坏。
1.2 成熟混凝土受冻损害原因分析
成熟混凝土在严寒地区主要是受雨雪天气影响后出现冻融而引发的。
冻融循环次数是决定混凝土是否达到破坏指标的决定性条件。
一般认为，吸水饱和的混凝土在其冻融过程中，破坏应力主要由两部分组成：
(1)当混凝土中的毛细孔水在某负温下发生物态变化，由水转变成冰，体积膨胀9%，因受毛细孔壁约束形成膨胀压力，从而在孔周围的微观结构中产生拉应力；
(2)当毛细孔水结成冰时，由凝胶孔中过冷水在混凝土微观结构中的迁移和重分布引起的渗管压。
当混凝土受冻时，这两种压力会损伤混凝土内部微观结构。
只有当经过反复多次的冻融循环以后，损伤逐步积累不断扩大，发展成互相连通的裂缝，使混凝土的强度逐步降低，最后甚至完全丧失。
也就是说，只有冻融循环达到一定次数后，混凝土性能才会出现大幅的减小，最终造成受冻损害。
通过以上分析，混凝土抗冻性下面三个方面的变函数：
(1)材料的性质（强度、变形、空隙情况）；
(2)气候条件（冻融循环次数、最低温度、降温速度、降水量、空气相对湿度等）；
(3)材料使用方式（降水量、自由水及跨越材料的蒸气压梯度与温度梯度）。
基于这三个方面，严寒地区混凝土的抗冻性就可以得到研究，进而找到混凝土严寒地区施工和维护过程中的控制措施。
2、混凝土抗冻性能的影响因素
2.1 混凝土的原材料
有抗冻性要求的混凝土对水泥的品种、标号和存放期、砂石骨料的质地与级配及有害杂质、外加剂的品质与掺量以及水质等都有严格的规定。
其中抗冻性要求高的混凝土应采用普通水泥或硅酸盐水泥，不宜采用矿渣水泥其他火山灰质水泥，砂含泥量不得大于3%，石含泥量不得大于1%，人工骨料的石粉含量必须控制在适量的范围内。
引气剂可以改善混凝土抗冻性效果，其掺量必须准确才能确保混凝土具有足够的抗冻能力，否则将引起混凝土引气量的变化，造成混凝土抗冻性的波动，进而影响水工混凝土建筑物的使用寿命。
2.2 混凝土的施工配合比
配合比的好坏将影响到混凝土的密实度和混凝土抗冻性的变化。
当混凝土水灰比增大，游离水增多，孔隙增多，密实度减小，它所能承受的快冻次数就少；反之，当混凝土水灰比减小，游离水减少，孔隙减少，密实度增大，混凝土所能承受的快冻次数就多，抗冻性就高。
当水灰比大于0.65时，混凝土的快冻次数已不足20 次，可见大于0.65水灰比的混凝土，其抗冻性是很低的。
水灰比只是混凝土配合比中的一个参数，其它如砂率、骨料级配、含泥量、外加剂掺量等每个参数的波动，也将对混凝土的抗冻性产生影响。
2.3 混凝土的配制工艺
在配制混凝土时，必须做到称量准确、搅拌均匀、浇捣密实、养护充分，哪一个环节也不能忽视。
搅拌时间的长短，可影响混凝土含气量的大小；搅拌均匀透彻，容易使混凝土的强度和抗冻性得到保证。
在浇捣时应避免过振和漏振，不允许产生分层离析泌水的现象。
如果出现泌水，应设法排除，以免破坏混凝土的整体结构，影响混凝土的强度、抗渗、抗冻等性能。
2.4 混凝土气泡参数
气泡含量和大小也是影响混凝土抗冻性的重要因素。
一般而言，抗冻性好的混凝土气泡平均半径较小，单位体积混凝土的气泡个数较多；抗冻性不好的混凝土气泡平均半径较大，单位体积混凝土的气泡个数较少。
也就是说，抗冻性好的混凝土含有的小气泡数量比较多，抗冻性不好的混凝土含有的小气泡数量比较少，气泡分布存在着较大的差异。
3、混凝土抗冻性评价指标
3.1 混凝土抗冻性能试验方法
混凝土的抗冻性评价方法较单一，目前国内混凝土抗冻性试验方法主要有快冻法和慢冻法两种。
3.1.1 慢冻法
该试验方法的受冻状态比较接近实际，但该方法试验周期长、工作量大、试验误差大，采用抗压强度的破损试验检测。
根据混凝土受冻破坏机理，冻胀破坏是内部混凝土受拉开裂破坏，因此抗拉强度对内部裂缝敏感，而受冻破坏恰恰是对混凝土抗压强度不敏感。
因此，慢冻法用抗压强度损失率来评价混凝土抗冻性是不合理的，结果可重复性差。
目前国内外的。
3.1.2 快冻法
该方法采用相对动弹性模量来评价，它能敏感地反映混凝土内部结构的损伤，较直接测试抗压强度，更准确地表征了冻融造成的损伤情况，且方法为非破损方法，虽然该方法已被多数国家所采用，但也存在一些问题。
3.2 评价参数
(1)抗压强度损失率：以慢冻法为主要评价手段，通过一定次数的冻融循环后，抗压强度的损失率小于25%为合格。
(2)重量损失率：快冻和慢冻法都采用的评价手段，达到一定次数的冻融循环后，试件的重量损失率小于5%为合格。
(3)相对动弹模量保留量：以快冻法为主要评价手段，达到一定次数的冻融循环后，相对动弹模量下降至初始值的60%。
(4)抗冻融指数：在快冻法试验中，还可以用混凝土的抗冻融指数kb来表示混凝土的抗冻性。
式中：
kb：混凝土能经受的冻融循环措施；
p：经N次冻融循环后混凝土的相对动弹性模量。
(5)临界膨胀值法：该法是为克服快冻法难以模拟实际环境条件的缺点，通过冻融循环后的试件伸长率来评价试件是否抗冻。
(6)临界饱和度：通过临界饱和度与实际饱和度差来评价，差值越大，抗冻性越好。
4、严寒地区混凝土施工过程中的控制措施
根据严寒地区混凝土抗冻机理，施工过程中可以采取以下控制措施：
4.1 掺用防冻剂
防冻剂可以降低新拌混凝土的内部水溶液冰点以及干扰冰晶生长，有效保护未成熟混凝土不受冻胀破坏，在负温条件下能够继续水化。
4.2 掺用引气剂
引气不仅在表面无冰时减轻大体积冰冻的出现，并且在过程中也减轻了冰挤出的损害，消纳更多的毛细孔中冰冻所产生的多余体积，有助于保护成熟混凝土免于伤害。
4.3 配合比设计
采用高效减水剂，尽量降低水灰比并经过充分水化，就有可能做出实际上不包含可冻水的饱和混凝土构件。
不包含毛细水（或数量很少）的混凝土构件，由于凝胶中空间极微细，结晶的始发十分困难，并不发生冻结，故施工中尽量不使用粉煤灰作为外掺料加入混凝土。
4.4 选用吸水率较低岩石
比如重量吸水在0.5%以下的岩石，可冻水极少，骨料安全，不受冰冻伤害,同时使用小颗粒石粒可以得到较大抗冻性保证。
4.5 改善混凝土的气候条件以及使用方式
在地面以上的混凝土结构冬季施工中，采取棉毡包裹等有效的蓄热保温措施，使新拌混凝土在正温条件下水化，强度达到设计强度后采取棉毡包裹继续保温，以延长混凝土养护周期，保证成熟混凝土充分水化，尽量降低构件毛细水含量，防止成熟混凝土的受冻。
5、结语
严寒地区混凝土建筑在施工和维护过程中，一直受困于受冻损害，严重影响施工质量和工程寿命。
本文探讨了混凝土的抗冻机理，发掘抗冻性能的影响因素，并分析了抗冻性能的评价指标，提出相应的控制措施。
这些研究对严寒地区混凝土的施工和维护具有一定的实践价值和借鉴意义。
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