混凝土冻融损伤过程研究
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混凝土冻融损伤机理研究
是由于水流宣泄不及 ， 疏导不 畅引起 的动水 压力 ， 计算如 公式① ， 水压力的大小一方面取决 于材料组 织 ， 多孔性 与 渗透性 ， 另一方面与最邻 近逃逸空 间的位置有直接关 系。 对于冰冻破坏 最有 决定意 义的是 其相邻 气泡的距 离 ， 即 材料 体内的孔 隙大小及其 位置分 布 ， 即水压力 学说 的临 界尺 ， 如图 ｌ 临界尺寸按照公式③ ） ， 计算。
主要来 自水分 的迁 移 ， 得冰 晶增 长 ， 生压 力 ， 不是 使 产 这 显微 规模 的毛 细冰 晶 ， 而是 肉眼 可 以看 见 的 巨大冰 晶。 冰晶的庞大压力促使混凝土隆起破坏。冻胀破坏 在外观 上突 出的特点是材料体 内将 出现若 干平 行的 冰夹层 ， 彼 此平行而垂直热流 （ 冷却 ） 方向 ， 图 ２所示。 如 冰夹层的产生 过程 ： 当结构物外表面 降温冷却时 ， 冷 流向材料体内延伸 ； 在体 内深处某水平开 始冻结 ， 般从 一 较粗大孔穴中水分 开始 。冰 晶形成 后从 附近吸水 ， 育 发 增长 ， 从热力学考 察是 自发 的不可逆 过程 。水 分或 者从 附近材料 中的未冻 水 ， 或者通 过未 冻区从 更远 的外部水 源取 得补 给 ； 总之要 进行宏 观规模 的移 动。第一 层孔 穴 中冰冻后 ， 冰晶生长过 程中 ， 料质体受 到拉应 力 ， 在 材 如果 超过抗拉 强度 即破坏 。 数值 由下式估算 ：
第ｌ Ｏ卷 第 ２期 ２ １ ４月 ０ ０年
鸡 两 大 学 学 报
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文章编号 ：６ ２— ７ ８ ２ １ ） ２— ０ ４— １７ ６ ５ （０ ０ ０ ０ ７ ２
混凝土的冻融性能研究与改善
混凝土的冻融性能研究与改善随着气候变化的不断加剧，混凝土结构在冬季面临的冻融环境下容易出现破坏。
因此，研究混凝土的冻融性能以及改善其性能具有重要意义。
本文将探讨混凝土的冻融性能研究现状，并提出改善混凝土冻融性能的方法。
一、混凝土的冻融性能研究现状混凝土是一种由水泥、砂、石子和其他添加剂组成的复合材料。
在冻融环境下，水分在混凝土中结冰和融化，导致混凝土内部产生应力和变形，进而引发开裂和破坏。
为了研究混凝土的冻融性能，许多学者进行了大量的实验和数值模拟。
实验方面，他们通过混凝土试件的冻融循环试验来评估混凝土的性能。
通常，他们会测量试件在冻融循环过程中的强度损失和变形情况，并对试件进行显微观察，以分析开裂机理。
数值模拟方面，他们利用计算机模拟方法，对混凝土在冻融循环过程中的力学响应和热湿传输进行建模和仿真，以深入理解其性能。
通过这些研究，学者们认识到混凝土的冻融性能与多个因素相关，包括材料性质、外部环境和结构设计等。
具体来说，混凝土的抗冻性能主要受水灰比、气泡剂、细骨料种类、摩擦系数等因素的影响。
此外，外部环境条件，如温度变化、湿度和载荷等，也会对混凝土的冻融性能产生重要影响。
最后，结构设计的合理性以及施工工艺也对混凝土的冻融性能起到决定性作用。
二、改善混凝土冻融性能的方法为了改善混凝土的冻融性能，学者们提出了许多措施。
下面介绍几种常见的方法：1. 添加气泡剂：气泡剂可以生成大量微小气泡，这些气泡在混凝土中形成稳定的孔隙结构，从而降低冻融循环时的内部应力和变形，提高抗冻性能。
2. 优化材料配比：通过控制水灰比、细骨料种类和用量等，可以调整混凝土的力学性能和抗冻性能。
例如，采用矿渣粉等掺合料可以提高混凝土的抗冻性能。
3. 采用保护措施：在混凝土表面施加防水涂层或使用护面剂等保护措施，可以减少水分进入混凝土内部，降低冻融损伤的风险。
4. 优化结构设计：在混凝土结构设计中考虑冻融影响，合理布置伸缩缝和防水层，增加结构的抗冻性能。
冻融循环后混凝土力学性能的试验研究共3篇
冻融循环后混凝土力学性能的试验研究共3篇冻融循环后混凝土力学性能的试验研究1冻融循环是混凝土在极端环境下遭受冻结和融化的过程，常常出现在寒冷地区或者高海拔区域。
混凝土力学性能是混凝土的重要特征之一，经过冻融循环后混凝土力学性能的变化对于工程结构的安全性和可靠性都具有很大的影响。
因此，对于混凝土冻融循环的力学性能进行研究是非常必要的。
混凝土的力学性能包括抗压强度、弹性模量、抗拉强度等多个方面。
冻融循环后，混凝土的力学性能受到很大的影响，主要有以下几个方面：1. 抗压强度冻融循环对混凝土的抗压强度有较大的影响。
由于混凝土中水的持续冻融，内部水分会逐渐增多，导致混凝土孔隙性增加，微观结构疏松，使得混凝土的抗压强度下降。
同时，循环过程中云母、石英等矿物物质疏松变形，也会对混凝土的抗压强度造成影响。
2. 抗拉强度冻融循环对混凝土的抗拉强度也有影响。
在循环过程中，混凝土会受到温度变化和水分变化的影响，导致混凝土内部的微观结构发生变化。
这种结构变化导致混凝土的细观孔隙度增加，内部应力增加，从而降低了混凝土的抗拉能力。
3. 弹性模量冻融循环会导致混凝土的弹性模量发生变化。
在冻融循环过程中，混凝土内部的水分在冻结时形成冰晶。
当冰晶解冻时，它们会膨胀并改变混凝土内部的应力状态。
这种应力状态的变化导致混凝土的弹性模量降低。
4. 氯离子渗透性冻融循环会加剧混凝土的氯离子渗透性。
在冻融循环的过程中，混凝土中水分不断地冻结和融化，导致混凝土内部的微观结构发生变化。
这种结构变化使得混凝土内部的氯离子在混凝土中的扩散更加迅速，从而加剧了混凝土的氯离子渗透性。
总之，冻融循环对混凝土的力学性能具有很大的影响。
为了保证混凝土结构的安全性和可靠性，我们需要对混凝土在冻融循环条件下的力学性能进行研究，以建立合理的工程设计和施工标准。
冻融循环后混凝土力学性能的试验研究2冻融循环是指混凝土在环境温度变化的过程中不断经历冷却和加热的循环过程。
混凝土受冻融循环的原理
混凝土受冻融循环的原理一、前言混凝土作为一种常见的建筑材料，因其性能稳定、使用寿命长等特点被广泛应用于建筑工程中。
然而，在寒冷的冬季，混凝土却面临着被冻害的风险。
混凝土受冻害的主要原因是由于水在混凝土孔隙中的冰膨胀而引起的。
因此，对混凝土在冻害条件下的性能研究具有重要意义。
本文将从混凝土受冻害的原理入手，详细介绍混凝土受冻融循环的原理。
二、混凝土受冻害的原理混凝土受冻害的主要原因是由于水在混凝土孔隙中的冰膨胀而引起的。
水在低温下冻结时，其体积会增大约9%，因此，如果混凝土中的水被冻结，就会在混凝土内部产生较大的冰膨胀压力。
当这种压力超过混凝土的抗压强度时，就会导致混凝土的破坏。
此外，混凝土中的冰融化后，会产生大量的水，这些水在再次冻结时，又会产生新的冰膨胀压力，因此，混凝土的受冻害程度会随着冻融循环次数的增加而加剧。
三、混凝土受冻融循环的原理混凝土受冻融循环的原理可以分为以下几个方面：1. 冻结阶段在低温环境下，混凝土中的水会逐渐冻结。
当水分子在混凝土孔隙中形成冰晶时，周围的水分子也会被吸附到冰晶表面，从而形成一个更大的冰晶。
冰晶的形成会导致混凝土内部的温度下降，同时还会产生冰膨胀压力，这种压力会引起混凝土的开裂和破坏。
2. 融化阶段当环境温度回升时，混凝土中的冰会融化成水。
融化后的水会填充混凝土孔隙中的空隙，同时也会渗入混凝土内部的微孔和裂缝中。
由于混凝土中的水分含量增加，混凝土的孔隙率也会随之增加。
此外，融化后的水还会引起混凝土的膨胀，这种膨胀会进一步加剧混凝土的开裂和破坏。
3. 再冻结阶段当环境温度再次下降时，混凝土中的水又会重新冻结。
这时，由于混凝土中的孔隙率增加，融化后的水会充满混凝土中的微孔和裂缝，形成更多的冰晶。
这些冰晶的形成会导致混凝土内部的压力增加，从而引起混凝土的进一步破坏。
这个过程就是冻融循环。
四、混凝土受冻融循环的影响因素混凝土受冻融循环的影响因素主要包括以下几个方面：1. 混凝土的强度和孔隙率混凝土的强度和孔隙率是影响混凝土受冻融循环性能的重要因素。
高寒地区混凝土冻融破坏演化规律与劣化防控研究
高寒地区混凝土冻融破坏演化规律与劣化防控研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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混凝土路面的冻融循环性能研究
混凝土路面的冻融循环性能研究一、研究背景混凝土路面是公路工程中最常见的路面类型之一，它具有强度高、耐久性好、抗裂性强等优点。
然而，在寒冷地区，混凝土路面的冻融循环性能却成为了制约其使用寿命和安全性能的关键因素。
冻融循环会导致路面的开裂、龟裂、起砂等问题，严重影响路面的使用寿命和行车安全。
因此，对混凝土路面的冻融循环性能进行研究，对于提高路面的使用寿命和安全性能具有重要意义。
二、冻融循环的定义和特点1. 冻融循环的定义冻融循环是指在冻结和解冻的交替作用下，路面材料所经历的循环过程。
在这个过程中，路面材料会发生应力、应变、温度变化等变化，从而导致路面的变形和破坏。
2. 冻融循环的特点（1）冻融循环是由温度变化引起的；（2）冻融循环是一个循环过程，路面材料会经历反复的冻结和解冻过程；（3）冻融循环会导致路面材料的应力、应变变化，从而引起路面的变形和破坏；（4）冻融循环的影响程度受诸多因素影响，如路面材料的性质、路面结构、环境温度等。
三、混凝土路面的冻融循环性能研究方法1. 实验方法（1）冰融试验：将混凝土试件置于低温环境中冰冻一定时间后，再将其放在常温环境下解冻，观察试件的破坏情况和性能变化；（2）热膨胀试验：通过测量混凝土试件在低温下的长度变化和在高温下的长度变化，计算其热膨胀系数，评估其冻融循环性能；（3）路面试验：在实际路面上进行冻融循环试验，观察路面的裂缝、龟裂、起砂等情况，评估路面的冻融循环性能。
2. 数值模拟方法通过有限元分析等数值模拟方法，模拟混凝土路面在冻融循环过程中的应力、应变变化，评估其冻融循环性能。
四、影响混凝土路面冻融循环性能的因素1. 混凝土材料的性质，如抗压强度、抗拉强度、弹性模量等；2. 混凝土路面的结构形式，如路面厚度、底基厚度、路面补强层等；3. 环境温度和湿度等自然因素；4. 路面使用状态，如车辆荷载、路面损伤等。
五、改善混凝土路面冻融循环性能的方法1. 选用合适的混凝土材料，提高其抗压强度、抗拉强度和弹性模量等性能；2. 优化混凝土路面的结构形式，增加路面厚度、底基厚度、路面补强层等；3. 采用保温材料，减少路面温度的变化幅度，降低冻融循环的影响；4. 在路面上铺设防护层，减少外界环境的影响，提高路面的使用寿命。
混凝土冻融循环试验研究
混凝土冻融循环试验研究一、研究背景随着城市建设的不断发展，混凝土作为建筑材料之一，得到了广泛的应用。
然而，在气候条件较恶劣的地区，混凝土易受冻融循环的影响，导致其强度和耐久性下降，影响建筑物的使用寿命和安全性能。
因此，混凝土冻融循环试验研究具有重要的实际意义和科学价值。
二、试验设计1. 试件制备选取普通混凝土作为试验材料，按照标准要求配制混凝土，并制备成标准试件。
试件尺寸为100mm×100mm×100mm的立方体。
制备的试件表面应平整光滑，无明显的裂缝和缺陷。
2. 试验条件将试件置于-18℃的低温环境中，保持24小时，然后将其移至20℃的室温下，保持24小时。
重复以上操作，模拟混凝土在低温和室温环境中的冻融循环过程，共进行50次试验。
3. 试验指标测量试件的抗压强度、弹性模量、渗透性等指标，并对试件进行断面观察和显微结构分析，探究混凝土冻融循环对其性能和微观结构的影响。
三、试验结果1. 抗压强度经过50次冻融循环试验后，混凝土试件的抗压强度逐渐下降，且下降速度逐渐加快。
前10次试验后，抗压强度下降幅度较小，约为7%~10%。
50次试验后，抗压强度下降幅度达到30%~40%。
2. 弹性模量冻融循环试验对混凝土的弹性模量也有较大影响。
试验前10次，弹性模量下降幅度约为5%~8%，50次试验后，弹性模量下降幅度达到15%~20%。
3. 渗透性经过50次冻融循环试验后，混凝土的渗透性明显增强。
试验前，混凝土的渗透系数约为1.5×10^-11m/s，50次试验后，渗透系数增加到2.5×10^-10m/s。
4. 显微结构冻融循环试验后，混凝土试件表面出现明显的裂缝和麻面，试件内部出现多个小孔和空洞。
显微结构观察发现，试件内部混凝土颗粒的连接状况受到破坏，且大量孔隙和空洞出现，导致试件整体强度下降。
四、结论混凝土冻融循环试验的结果表明，冻融循环对混凝土的性能和微观结构都有较大的影响。
混凝土中的冻融损伤原理
混凝土中的冻融损伤原理一、前言混凝土是一种常用的建筑材料，其力学性能和耐久性能对于建筑结构的安全和使用寿命有着至关重要的作用。
然而，混凝土的力学性能和耐久性能受到环境因素的影响，其中冻融循环是一种重要的环境因素。
混凝土在冻融循环过程中容易出现冻融损伤，这会严重影响混凝土的力学性能和耐久性能，因此深入研究混凝土中的冻融损伤原理对于保障建筑结构的安全和使用寿命具有重要意义。
二、冻融循环的基本原理冻融循环是指在冰冻和解冻的循环过程中，由于水的膨胀和收缩，混凝土内部会产生应力和应变，从而导致冻融损伤。
冻融循环的基本原理可以用以下公式表示：$\Delta L = \alpha L \Delta T + \beta L \Delta V$其中，$\Delta L$表示混凝土的长度变化，$\alpha$表示混凝土的线膨胀系数，$\Delta T$表示温度变化，$L$表示混凝土的长度，$\beta$表示混凝土的体膨胀系数，$\Delta V$表示混凝土的体积变化。
当温度下降时，混凝土内部的水会凝固成冰，冰的体积比水的体积大，因此会产生膨胀应力，导致混凝土产生裂纹和损伤。
当温度升高时，冰会融化成水，水的体积比冰的体积大，因此会产生收缩应力，同样会导致混凝土产生裂纹和损伤。
三、混凝土中的冻融损伤机理混凝土中的冻融损伤机理很复杂，主要包括以下几个方面：1.冰的膨胀和收缩在冻融循环过程中，水会从混凝土中蒸发，进入空气中，当温度降低时，水会凝固成冰，冰的体积比水的体积大，会产生膨胀应力，导致混凝土内部产生应力和应变，从而导致混凝土产生裂纹和损伤。
当温度升高时，冰会融化成水，水的体积比冰的体积大，会产生收缩应力，同样会导致混凝土产生裂纹和损伤。
2.冰的形成和融化在冻融循环过程中，混凝土中的水分会凝固成冰，导致混凝土内部产生应力和应变。
当温度升高时，冰会融化成水，水会从混凝土中流出，导致混凝土内部产生收缩应力，同样会导致混凝土产生裂纹和损伤。
混凝土板冻融循环试验及其影响因素研究
混凝土板冻融循环试验及其影响因素研究一、引言混凝土作为一种重要的建筑材料，其性能对于工程的稳定性有着至关重要的作用。
然而在寒冷地区，混凝土所经受的冻融循环会对其性能产生一定的影响，因此混凝土板冻融循环试验成为了研究混凝土性能的重要手段之一。
本文将对混凝土板冻融循环试验及其影响因素进行详细研究。
二、混凝土板冻融循环试验1.试验方法混凝土板冻融循环试验是通过将混凝土板样本置于一定温度范围内进行多次循环冻融的试验。
具体步骤如下：首先将混凝土板样本从混凝土搅拌站中制备出来，然后将其放置于室温下待其自然养护。
随后将样本置于-18℃的环境中，待其完全冻结后再将其置于+18℃的环境中进行完全解冻。
重复以上步骤多次，直到样本出现明显的损伤或破坏为止。
2.试验结果混凝土板冻融循环试验可以反映混凝土在冻融循环中的性能表现。
试验结果主要表现在以下几个方面：（1）强度损失：由于混凝土在冻融循环中会出现微小的裂缝，导致混凝土的强度出现一定的损失。
（2）表面破坏：混凝土表面可能会出现明显的破坏，如表面麻点、剥落等。
（3）空隙率增大：冻融循环过程中，混凝土内部的水分会逐渐冻结并膨胀，导致混凝土内部空隙率增大。
（4）质量损失：混凝土在冻融循环过程中可能会出现一定的质量损失，如颜色变淡等。
三、影响因素研究混凝土板冻融循环试验的结果受到多种因素的影响，下面将对其中比较关键的几个因素进行详细分析。
1.配合比混凝土的配合比可以影响其抗冻性能。
一般来说，水灰比越小，混凝土的抗冻性能越好。
同时，适量添加一些掺合料如硅灰、飞灰等也可以提高混凝土的抗冻性能。
2.气孔率混凝土中的气孔率也会影响其抗冻性能。
气孔率越小，混凝土的抗冻性能越好。
因此在混凝土制备过程中应该尽可能控制气孔率，减少混凝土中的空隙。
3.水泥种类不同种类的水泥对混凝土的抗冻性能也有一定的影响。
研究表明，普通硅酸盐水泥的抗冻性能相对较差，而高性能水泥等则可以提高混凝土的抗冻性能。
混凝土冻融循环试验的研究
混凝土冻融循环试验的研究摘要：我国北方冬季气候寒冷，混凝土结构长期暴露在自然环境中，使得混凝土遭受着较为严重的冻融循环破坏，冻融循环引起的耐久性损伤问题已经不容忽视，试验将研究冻融作用下混凝土性能的变化规律。
关键词：混凝土；循环；试验试验目的：探讨在相同配合比不同冻融循环次数条件下混凝土性能的变化情况；探讨在相同冻融循环次数不同配合比条件下混凝土性能的变化情况；试验材料：1.水泥：采用太行山牌42.5级普通硅酸盐水泥。
2.骨料：（1）粗骨料：试验采用5～20mm连续级配石子，石子颗粒均匀，针状、片状颗粒分布少，级配良好，堆积密度和表观密度分别为1500kg/m3和2740kg/m3；（2）细骨料：试验采用干燥的河沙，细度模数为2.4，级配Ⅱ区，堆积密度和表观密度分别为1550kg/m3和2590kg/m3；3外加剂：（1）减水剂：保定慕湖恒源新型建材公司生产的聚羧酸系高效减水剂，固含量为40%。
配合比设计：根据混凝土相关配制规范及经验结论确定水灰比、单位用水量、及胶凝材料用量。
一、混凝土的配合比设计按照强度/水灰比/砂率/水泥（kg/m3）/砂子（kg/m3）/石子（kg/m3）/水（kg/m3）组一：C30/0.54/38%/370/695/1134/200 组二：C40/0.42/36E2/633/112/190组三：C50/0.35/34%/514/588/1140/180根据配合比设计指标，试验测试试配混凝土的塌落度、和易性。
根据3d、7d、28d强度等指标优化确定该工程实际应该采用的（C30、C40、C50）混凝土试验室配合比。
二、试块制作明细及材料用量 1.试验计划混凝土搅拌、成型依照GBJ107一87方法进行，试件24h后拆模，随后将试件置于标准养护室养护至规定龄期进行相关性能试验。
论文通过试验对混凝土的力学性能进行研究。
（1）混凝土抗压强度混凝土抗压强度测定按GB/T50081-2002标准试验规范进行试验。
混凝土的冻融损伤原理
混凝土的冻融损伤原理一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑领域的材料，由于其优良的性能和广泛的应用，混凝土的冻融损伤问题引起了人们的高度关注。
本文将重点探讨混凝土的冻融损伤原理。
二、混凝土的组成和结构混凝土由水泥、砂、石子和水等原材料制成。
一般来说，水泥砂浆是混凝土的“骨架”，石子则是混凝土的“骨料”。
在混凝土中，水泥砂浆和骨料之间存在着一定的间隙，这些间隙称为孔隙。
三、混凝土的冻融损伤机理混凝土的冻融损伤是由于混凝土中的孔隙在冻结过程中被冻结水占据，导致孔隙内部压力增大，从而破坏混凝土的内部结构。
具体来说，混凝土的冻融损伤机理包括以下几个方面：1. 孔隙结构的变化在混凝土的冻结过程中，孔隙中的水会逐渐冻结，形成冰晶。
由于冰晶比水密度大，因此会导致孔隙的体积缩小。
同时，在冻结过程中，孔隙内的水会形成冰柱，使孔隙变得更加不规则和复杂。
这些变化导致混凝土的孔隙率增大，从而降低了混凝土的密度和强度。
2. 冰晶的生成和扩张在混凝土的冻结过程中，孔隙中的水逐渐冻结，形成冰晶。
由于冰晶比水密度大，因此会导致孔隙的体积缩小。
同时，在冻结过程中，冰晶会不断扩张，使混凝土的内部结构发生破坏。
当冰晶扩张到一定程度时，会导致混凝土内部的裂缝和空隙扩大，加剧混凝土的冻融损伤。
3. 水的渗透和结晶在混凝土的冻结过程中，孔隙中的水会逐渐冻结，形成冰晶。
同时，冰晶会不断扩张，导致混凝土内部的裂缝和空隙扩大。
当冰晶扩张到一定程度时，会导致混凝土内部的裂缝和空隙扩大，加剧混凝土的冻融损伤。
此外，在冰融过程中，混凝土中的水会重新渗透到孔隙中，形成新的冰晶，加剧冻融损伤。
四、混凝土的冻融损伤预防措施为了减少混凝土的冻融损伤，可以采取以下预防措施：1. 选择合适的水泥和骨料在混凝土的配制过程中，应选择合适的水泥和骨料，以保证混凝土的密度和强度。
同时，应控制混凝土的水灰比，以减少混凝土中的孔隙。
2. 加强混凝土的密实性为了减少混凝土中的孔隙，可以采用加压振捣等方法，加强混凝土的密实性。
混凝土的冻融损伤原理及防护措施
混凝土的冻融损伤原理及防护措施一、引言混凝土作为一种常见的建筑材料，其性能的稳定性和耐久性一直是建筑领域的研究重点。
然而，在寒冷地区或冬季气温较低的地区，混凝土的冻融损伤问题成为了建筑施工和维护中需要重点关注的问题。
本文将详细介绍混凝土的冻融损伤原理及防护措施。
二、混凝土的冻融损伤原理1. 冻融循环的影响在寒冷的冬季，混凝土中的水分会因为温度变化而发生冻融循环，从而导致混凝土结构的损伤。
当水分在温度低于0℃时开始结冰，水分的体积会增加，从而产生冻胀现象。
当温度回升时，冰块会融化并缩小，从而产生冻胀破坏。
这样的循环过程会不断地重复，从而对混凝土结构造成损伤。
2. 混凝土的物理性质混凝土的物理性质是影响其冻融损伤的重要因素之一。
混凝土的孔隙率、粘结强度、弹性模量、渗透率等都会影响其对冻融循环的抵抗能力。
孔隙率较大的混凝土会更容易受到冻融循环的影响，而弹性模量高、渗透率低的混凝土则具有更好的抵抗冻融循环的能力。
3. 混凝土的化学性质混凝土的化学性质也会对其冻融损伤产生影响。
混凝土中的水泥石会因为冻融循环而发生破坏，从而导致混凝土的强度降低。
此外，混凝土中的碱性物质也会因为冻融循环而发生变化，从而导致混凝土的化学性质发生变化。
4. 混凝土的结构形式混凝土的结构形式也会影响其冻融损伤的程度。
一般来说，混凝土结构中的薄壁、尖角、凹凸不平等部位更容易受到冻融循环的影响，从而出现裂缝和破坏。
三、混凝土冻融损伤的防护措施1. 混凝土材料的选择为了提高混凝土的耐冻融性能，可以选择一些具有较高孔隙率、较低的强度和较高的变形能力的混凝土材料。
例如，可以采用高弹性模量的混凝土，或者添加一些防冻剂、膨胀剂等材料，以提高混凝土的抵抗冻融循环的能力。
2. 混凝土结构的设计在混凝土结构的设计中，应该尽可能地减少薄壁、凹凸不平等结构部位的使用。
同时，也应该合理设置混凝土结构的排水系统，以避免水分在混凝土结构中聚集和冻胀。
3. 预防措施为了预防混凝土的冻融损伤，可以采取一些措施，例如在混凝土表面加装保护层、增加混凝土的密实度、设置排水系统等。
混凝土结构施工中的冻融循环与耐久性研究
混凝土结构施工中的冻融循环与耐久性研究混凝土是建筑工程中常用的材料之一，其在各种气候条件下均显示出良好的性能。
然而，在一些寒冷地区或高海拔地区，冻融循环会对混凝土结构的耐久性产生不可忽视的影响。
因此，研究混凝土结构施工中的冻融循环与耐久性问题，对于确保工程质量和延长使用寿命具有重要的意义。
一、冻融循环对混凝土结构的影响冻融循环是指混凝土在温度周期性变化中经历冻结和融化过程。
当温度降低到混凝土的极限温度以下时，水分在孔隙中冻结，导致水的体积膨胀。
当温度回升时，冻结的水分融化，导致混凝土结构发生收缩。
这种冻融循环的反复作用会引起混凝土材料内部的微观破坏并最终导致结构的损坏。
具体而言，冻融循环对混凝土结构的影响主要表现在以下几个方面：1. 表面剥落：冻融循环引起的水的膨胀和收缩会导致混凝土表面的微裂缝，进而使得混凝土的外表层逐渐剥落。
2. 强度降低：冻融循环对混凝土的抗压强度会产生显著的影响。
冻结过程中，水的膨胀和孔隙内部压力会导致混凝土的强度降低。
3. 孔隙增大：冻融循环可以加剧混凝土的孔隙扩展，导致混凝土内部的孔隙结构变得更加松散，从而影响其整体性能。
二、提高混凝土结构的抗冻融能力为了提高混凝土结构的抗冻融能力和延长其使用寿命，以下几个方面值得重视：1. 使用优质材料：选择高质量的水泥、骨料和外加剂，可以提高混凝土的抗冻融性能。
特别是骨料的选择要注重其抗冻性能，避免因骨料吸水导致的冻胀现象。
2. 控制适宜的水灰比：合理控制混凝土的水灰比，可以减少混凝土的孔隙率，提高其抗冻融性能。
3. 采取增加气泡剂：添加适量的气泡剂可以形成微细气泡在混凝土中分布，从而减缓水的冻胀对混凝土的破坏。
4. 控制结构温度：合理控制混凝土的浇筑温度和养护温度，避免引起过早强度下降和冻胀现象。
三、耐久性研究与建设管理除了考虑冻融循环对混凝土结构的影响外，进行耐久性研究和建设管理也是至关重要的。
以下几个方面需要重视：1. 抗盐-融雪剂性能：在寒冷地区或高海拔地区，盐和融雪剂的使用是必不可少的。
混凝土的冻融损伤原理与防治
混凝土的冻融损伤原理与防治一、前言混凝土是建筑工程中主要的结构材料之一。
它的重要性在于其强度、耐久性和耐火性。
然而，混凝土也有一些缺陷，其中之一就是它容易受到冻融损伤。
冻融损伤是指混凝土在冻结和融化的过程中受到的破坏。
这种破坏会导致混凝土表面开裂、剥落和脱落，从而降低混凝土的强度和耐久性。
本文将详细介绍混凝土的冻融损伤原理和防治措施。
二、混凝土的冻融损伤原理混凝土的冻融损伤是由以下因素引起的：（1）水分和冰晶形成的压力当混凝土中的水分在冷却过程中结冰时，水分会膨胀，形成冰晶。
这些冰晶会对混凝土施加压力，导致混凝土表面开裂、剥落和脱落。
（2）冰晶的生长和收缩当混凝土中的水分结冰时，冰晶开始生长。
在冰晶生长的过程中，它们会对混凝土施加压力，导致混凝土表面开裂、剥落和脱落。
当混凝土中的冰晶融化时，它们会收缩。
这种收缩会导致混凝土表面开裂和剥落。
（3）冰晶的再结晶当混凝土中的冰晶再次结晶时，它们会对混凝土施加压力，导致混凝土表面开裂、剥落和脱落。
三、混凝土的冻融损伤防治措施为了防止混凝土的冻融损伤，需要采取以下措施：（1）控制混凝土的含水量混凝土中的含水量是引起冻融损伤的主要原因之一。
因此，在混凝土的制作和使用过程中，应该控制混凝土的含水量。
这可以通过使用适当的混凝土配合比和加入适量的减水剂来实现。
（2）增加混凝土的密实度混凝土的密实度越高，它的抗冻性就越好。
因此，在混凝土的制作和使用过程中，应该采取措施增加混凝土的密实度。
这可以通过使用适当的混凝土配合比、加入适量的矿物掺合料和使用充分振捣来实现。
（3）采用合理的加热和保温措施在冬季施工混凝土时，应该采用合理的加热和保温措施。
这可以防止混凝土在冷却过程中过快地结冰，从而减少混凝土的冻融损伤。
（4）使用抗冻剂抗冻剂是一种可以增加混凝土抗冻性的化学添加剂。
它可以改善混凝土的物理和化学性质，从而提高混凝土的抗冻性。
在混凝土的制作和使用过程中，可以加入适量的抗冻剂来提高混凝土的抗冻性。
混凝土中冻融循环试验的研究
混凝土中冻融循环试验的研究一、引言混凝土是建筑工程中重要的材料之一，而冻融循环是混凝土在使用过程中不可避免的环境因素之一，会对混凝土的性能和寿命产生影响。
因此，深入研究混凝土在冻融循环条件下的性能变化规律是很有必要的。
本文将从混凝土的性能、冻融循环试验方法、试验结果分析和改善措施等方面进行研究和探讨。
二、混凝土的性能混凝土是由水泥、砂子、石子等物质按一定比例混合而成的复合材料，具有很好的压缩强度和抗拉强度。
但是，在冻融循环条件下，混凝土的性能会发生变化。
冻融循环会使混凝土中的水分在冻结时膨胀，冰的体积会比水大，从而对混凝土的内部结构造成破坏，使其压缩强度和抗拉强度下降。
三、冻融循环试验方法为了研究混凝土在冻融循环条件下的性能变化规律，需要进行冻融循环试验。
冻融循环试验的方法有很多种，常见的有以下几种：1.标准试验方法：按照国家标准GB/T50082-2009《混凝土耐久性试验方法标准》进行试验，将混凝土试块放入冰箱中进行冻结，然后取出在常温下放置一段时间，再放入冰箱中进行融化，重复进行多次。
2.真实环境试验方法：将混凝土试块放置在户外，让其经受真实环境下的冻融循环。
3.快速冻融试验方法：将混凝土试块放入高温环境中，然后快速放入低温环境中，进行多次循环。
四、试验结果分析进行冻融循环试验后，需要对试验结果进行分析，以了解混凝土在冻融循环条件下的性能变化规律。
试验结果分析可从以下几个方面进行：1.外观变化：观察混凝土试块表面的裂纹情况和颜色变化等，以判断混凝土的破坏程度。
2.重量变化：测量混凝土试块在冻融循环前后的重量变化，以判断混凝土中水分的损失情况。
3.压缩强度和抗拉强度变化：使用万能试验机测试混凝土试块在冻融循环前后的压缩强度和抗拉强度，以判断混凝土的性能变化。
4.微观结构变化：使用扫描电镜等仪器观察混凝土试块的微观结构变化，以更深入地了解混凝土在冻融循环条件下的变化情况。
五、改善措施为了提高混凝土在冻融循环条件下的性能，需要采取一些改善措施，如下：1.选用高强度水泥：高强度水泥具有更好的耐久性和抗冻融性能，可以提高混凝土的性能。
冻融循环下的混凝土力学性能变化实验研究 梁胜增
冻融循环下的混凝土力学性能变化实验研究梁胜增摘要；混凝土是一种常见的多相复合材料，广泛应用于各工程领域，钢筋腐蚀，冻融循环及侵蚀环境的物理化学作用是影响混凝土耐久性的重要因素。
冻融循环对混凝土耐久性的影响受到人们的重视，我国西部寒区，冻融循环是导致混凝土破坏的主要因素，本文主要研究了冻融循环过程混凝土性能劣化的特征，对不同等级的普通混凝土立方体试块进行实验研究，为寒冷地区建筑物设计及其寿命预测等提供实验理论依据。
关键词：冻融循环；混凝土；性能变化实验混凝土结构是我国基础设施建设中的主导结构，以其优良性能广泛应用于各工程领域，冻融破坏是影响混凝土性能的重要因素，导致混凝土抗压强度等基本力学性能降低。
目前对冻融循环作用下混凝土基本力学性能的主要集中于混凝土的抗冻性能。
本文对不同等级混凝土冻融后试块进行单轴抗压等性能作了实验，综合分析了混凝土等级与冻融次数的因素对其基本性能的影响。
一、混凝土力学性能变化实验混凝他室内冻融循环试验主要通过设置特定的实验条件，模拟寒区工程结构在冻融循环影响下产生的损伤破坏情况，分析试样冻融质量变化规律。
冻融循环实验对试样要求较高，试样制备应严格按相关规范进行。
考虑到冻融实验设备空间的限制，本次制作4组立方体试块，对制备的4组立方体进行取芯。
在拌制混凝土中掺入一定量的减水剂。
试件采用《普通混凝土力学性能试验方法标准》规定标准试块钢模成型，试块放入标准养护室养护23d，再放入水中浸泡4d，试件在相同条件下养护，保证具有相同初始强度【1】。
依据《普通混凝土长期性能与耐久性实验方法》中快冻法实验制度，分别进行冻融循环，按《普通混凝土力学性能实验方法标准》进行劈拉强度实验。
二、实验结果分析随着冻融循环次数的增加，混凝土冻融性能参数随之增大。
循环次数达到125次时，C50动弹性模量损失达到25%左右。
随冻融次数增多降低，引发混凝土内部结构出现微损伤。
损伤逐步积累扩散。
图1 相对质量损失与冻融次数图关系曲线每个等级的抗压强度随冻融次数增加降低，强度较低的试块曲线形状趋于线性。
混凝土冻融损伤的原理
混凝土冻融损伤的原理一、引言混凝土是广泛应用于建筑和基础设施的主要材料之一，但是其在寒冷地区的使用可能会受到冻融损伤的影响。
混凝土冻融损伤是指在冻融循环过程中，混凝土的体积发生变化而引起的物理和化学损伤。
这种损伤对混凝土的力学性能、耐久性和使用寿命都有严重的影响。
因此，深入研究混凝土冻融损伤的原理对于提高混凝土的性能和耐久性至关重要。
二、冻融循环过程冻融损伤是由于混凝土在冻融循环过程中发生的体积变化引起的。
当混凝土吸收水分时，其中的水分会在低温下结晶形成冰晶，这会导致混凝土的体积增大。
当温度回升时，冰晶会融化，水分会逐渐释放出来，混凝土的体积也会缩小。
这个过程被称为冻融循环。
冻融循环过程中的温度和湿度变化会对混凝土的内部结构和性能产生影响。
在冻融循环的过程中，由于混凝土内部的水分结晶膨胀和融化收缩，混凝土中的孔隙结构会发生改变，导致混凝土的性能下降。
三、混凝土冻融损伤的机理混凝土冻融损伤的机理非常复杂，可以归纳为以下几方面：1. 混凝土内部结构的变化在冻融循环过程中，混凝土内部的水分结晶膨胀和融化收缩会导致混凝土中的孔隙结构发生变化。
当水分结晶时，会产生高压力，这会导致混凝土内部的孔隙结构破坏。
当水分融化时，混凝土内部的孔隙结构会重新形成，但是这种重组会导致混凝土内部的应力集中，从而加速混凝土的破坏。
2. 冰晶的形成和膨胀冰晶的形成是混凝土冻融损伤的主要原因之一。
当混凝土中的水分结晶时，会产生高压力，这会导致混凝土内部的孔隙结构破坏。
同时，冰晶的形成也会导致混凝土内部的应力集中，从而加速混凝土的破坏。
3. 化学反应在冻融循环过程中，混凝土中的水分可能会与其他元素发生化学反应，从而导致混凝土的破坏。
例如，当混凝土中的水分与钙化合物反应时，会形成钙石膏，这会导致混凝土中的孔隙结构增大，从而降低混凝土的强度和耐久性。
四、混凝土冻融损伤的影响混凝土冻融损伤对混凝土的性能和耐久性都有严重的影响。
具体的影响包括以下几方面：1. 强度下降冻融循环过程中，混凝土内部的应力集中和孔隙结构的改变会导致混凝土的强度下降。
混凝土冻融损伤本构模型研究
其次，冻融损伤混凝土的危害和影响也是研究的重要内容。冻融损伤会导致混 凝土的强度、刚度和稳定性下降，影响工程的安全性和耐久性。此外，冻融损 伤还会导致混凝土的体积膨胀和收缩，引发工程裂缝和变形等问题。
在研究方法方面，学者们采用了多种手段，包括实验研究、数值模拟和理论分 析等。其中，实验研究是最常用的方法，包括原材料实验、配合比实验、冻融 循环实验和性能测试等。数值模拟方法可以模拟冻融过程和混凝土的微观结构 变化，有助于深入理解冻融损伤的机理。理论分析则从宏观和微观两个层面， 对冻融损伤的机理和性能进行解析和预测。
其次，基于实验结果，采用损伤力学和物理力学理论，构建了混凝土冻融损伤 本构模型。该模型综合考虑了混凝土的泊松比、弹性模量、抗剪强度等物理力 学性质的变化，以及微裂缝的产生和发展。
最后，对所建立的本构模型进行验证和分析，将模拟结果与实验数据进行对比， 以评估模型的准确性和适用性。
实验结果与分析
通过对比实验和模拟结果，发现所建立的混凝土冻融损伤本构模型能够较好地 预测混凝土在冻融过程中的宏观表现和微观结构变化。模型能够模拟混凝土在 不同温度条件下的弹性模量、泊松比和抗剪强度的变化趋势，以及微裂缝的产 生和发展过程。
参考内容二
冻融对混凝土本构关系的影响研 究及冻融过程数值模拟
引言
混凝土是一种广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程领域的建筑材料。然而，在 某些地区，混凝土结构会受到反复的冻融作用，这对其性能和稳定性产生了重 要影响。冻融作用会引发混凝土内部微观结构和物理性能的变化，从而导致其 强度、刚度和耐久性的降低。因此，研究冻融对混凝土本构关系的影响具有重 要意义。
文献综述
混凝土冻融损伤本构模型的研究是一个复杂的问题，涉及到多个学科领域，如 材料科学、物理学、力学等。在国内外学者的不懈努力下，已经提出了一些混 凝土冻融损伤的本构模型。这些模型大多基于损伤力学和物理力学理论，考虑 了混凝土在冻融过程中的宏微观变化，为分析和预测混凝土冻融损伤提供了有 力支持。
混凝土路面冻融损伤机理及防护措施研究
混凝土路面冻融损伤机理及防护措施研究一、引言混凝土路面是公路交通的重要组成部分，承担着车辆行驶、货物运输等重要任务。
然而，在寒冷地区，路面常常会受到冻融循环的影响，导致路面损伤，甚至破坏，严重影响交通安全和道路使用寿命。
因此，研究混凝土路面冻融损伤机理及防护措施，对于提高公路交通安全和道路使用寿命至关重要。
二、混凝土路面冻融损伤机理1. 冻融循环的原理当路面温度低于0℃时，路面中的水分会结冰，形成冰晶。
冰晶的形成会使路面内部产生应力，当温度升高时，冰晶会融化，产生水分。
这个过程被称为冻融循环。
频繁的冻融循环会导致路面内部的应力不断积累，最终导致路面损伤。
2. 冻融循环对混凝土路面的影响冻融循环对混凝土路面的影响主要表现在以下方面：（1）路面表面开裂：冻融循环会导致路面内部应力不断积累，在一定的条件下，这些应力会导致路面表面产生裂缝。
（2）路面变形：由于冻融循环的影响，路面表面和深部的温度差异会导致路面变形，进而影响车辆行驶。
（3）路面松散：冻融循环造成的应力作用会导致路面内部结构松散，失去原有的承载力。
三、混凝土路面冻融损伤防护措施1. 混凝土路面材料的选择在设计混凝土路面时，应选择低温抗裂性能好的材料，例如添加聚丙烯纤维等增强材料，以提高混凝土的抗裂性能，降低路面开裂的风险。
2. 路面结构设计的优化在混凝土路面的结构设计中，应根据当地的气候条件和水分状况，选择合适的结构形式，例如增加路面厚度、采用特殊的路面材料等，以提高路面的抗冻融性能。
3. 路面养护管理在混凝土路面的养护管理中，应采用科学的管理措施，例如定期清理雪、冰、积水等，保持路面的干燥状态；及时修补路面损伤，防止损伤扩大。
4. 路面加热技术对于一些特殊的地段，例如桥梁、隧道等，可采用路面加热技术，以提高路面温度，防止路面结冰，减少冻融循环对路面的影响。
四、结论混凝土路面冻融损伤是公路交通安全和道路使用寿命的重要隐患。
为了提高公路交通安全和道路使用寿命，需要加强对混凝土路面冻融损伤机理的研究，采取科学合理的防护措施，以保证公路交通的安全和畅通。
混凝土中冻融循环对强度的影响研究
混凝土中冻融循环对强度的影响研究一、背景介绍混凝土是建筑工程中常用的材料之一，其性能直接影响到建筑物的安全和使用寿命。
而冻融循环是混凝土在使用过程中遇到的一种常见的环境因素，对混凝土的强度、耐久性等性能产生重要影响。
因此，研究混凝土中冻融循环对强度的影响具有重要的理论和实践意义。
二、冻融循环的原理及影响因素冻融循环是指混凝土在冬季遭受低温冰冻后，在春季融化，形成周期性的冻融循环。
冻融循环对混凝土的影响主要表现在以下几个方面：1.冻胀现象：在冰冻过程中，水分会膨胀，导致混凝土表面产生龟裂、剥落等现象。
2.物理性能变化：冻融循环会改变混凝土的体积、密度等物理属性，导致混凝土的性能发生变化。
3.化学性能变化：冻融循环会影响混凝土中的化学反应过程，导致混凝土的化学性能变化。
冻融循环对混凝土的影响因素主要包括以下几个方面：1.混凝土配合比：不同的混凝土配合比对冻融循环的抗性不同，一般来说，水灰比越小，混凝土的抗冻性就越好。
2.混凝土的制备工艺：混凝土的制备工艺和生产工艺也会影响其抗冻性能。
3.混凝土中的添加物：混凝土中添加适量的添加剂可以改善混凝土的抗冻性能。
三、混凝土中冻融循环对强度的影响混凝土的强度是评价混凝土性能的重要指标之一，而冻融循环对混凝土的强度也有一定的影响。
主要表现在以下几个方面：1.抗压强度：一般情况下，混凝土中冻融循环次数越多，抗压强度就越低。
2.弯曲强度：冻融循环会导致混凝土中的微裂纹扩展，进而影响混凝土的弯曲强度。
3.拉伸强度：冻融循环会导致混凝土的体积发生变化，从而影响混凝土的拉伸强度。
四、影响因素分析混凝土中冻融循环对强度的影响主要受以下因素的影响：1.冻融循环次数：冻融循环次数越多，混凝土的强度就越低。
2.混凝土配合比：水灰比越小，混凝土的抗冻性能和强度就越高。
3.混凝土中添加物：适量的添加剂可以改善混凝土的抗冻性能和强度。
4.制备工艺：制备工艺和生产工艺也会影响混凝土的抗冻性能和强度。
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混凝土冻融损伤过程研究马开志（中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司）【摘要】总结了混凝土冻融损伤机理的理论；结合相关学者的冻融损伤实验，分析了冻融循环过程中混凝土材料内部水分的状态转换及含量变化过程；探讨了在温度变化情况下，冰的热胀冷缩性质对混凝土冻融损伤的影响；论述了混凝土材料冻融损伤的过程。
【关键词】混凝土；冻融循环；损伤过程1引言混凝土的抗冻性是混凝土耐久性最重要的指标之一[1]。
在寒冷地区，当建筑物环境温度和湿度变化较大时，混凝土材料必须具有足够的抗冻性。
长期以来，通过对实践经验的总结和混凝土材料性能的研究，工程界已经基本掌握了提高混凝土的抗冻性能，控制混凝土结构的冻害程度的技术，例如在混凝土配合比设计时控制水灰比、引入含气剂等。
但是，目前学术界对混凝土的冻融损伤过程仍不十分清楚，在混凝土冻融损伤机理方面的研究进展缓慢，国内外很多学者虽然提出了各种假说，但还没能形成共识。
2混凝土冻融破坏理论最早开始混凝土冻融损伤机理研究的是美国学者T.C.powers，他在1945年提出了混凝土材料冻融损伤的静水压理论[2,3]，认为在水分冻结过程中，混凝土内部的水分由气泡向外部空隙移动，激发巨大的静水压力导致混凝土的破坏。
在提出了静水压力理论后，Powers 在试验中发现，水泥浆体中的水在冻结时并不是向外排出，而是向着冰冻区移动，基于这一现象，Powers和Helmuth于1953年提出了混凝土的冻融损伤机理的渗透压理论[4]。
在19世纪70年代，瑞典学者Fagerlund提出了临界饱和湿度的概念。
认为对空隙材料存在一个临界的饱和湿度，当气泡中的湿度超过这个临界饱和湿度时，即使冻融一次，也会导致材料退化甚至产生裂缝。
临界饱和湿度的概念是基于静水压理论提出来的，由于它的一般性，使其对所有的冻融损伤理论都适用[5,6]。
同时代的G.G.Litvan根据等温吸附理论和实验研究指出，在多孔材料中，气泡中吸附的水分不能在原位冻结。
由于气泡内未冻液和气泡外的蒸汽压的差别，会发生解吸附过程，使水分向气泡外迁移。
因此，水分不能在气泡中结冻，而是在气泡外部附近发生冻结。
但当温度低于-20℃时，周围小空隙的中的水分将会向大气泡中流动并在其中冻结[7,8]。
M.J.Setzer根据空隙中的未冻水、蒸汽和冰在冰点以下的三相稳定平衡原理，提出了冻融破坏的微观冰棱镜理论[9]。
认为在冻融循环过程中，温度变化会产生活塞效应，在温度降低时将凝胶孔中的水分挤出至微冰晶部分冻结，而升温时吸入周围环境中的水分。
微观冰晶则像一个阀门一样，阻碍水分的流动。
活塞效应使混凝土湿度不断增大，最终冰的膨胀造成混凝土的破坏。
Bernard Erlin和Bryant Mather考虑了冰的体积随温度变化的特点，综合静水压力和渗透压力理论，分析了混凝土冻融破坏过程[10]。
认为在冻融循环的降温过程中，冰的体积收缩所产生的新的空间使周围的水分向冻结区流动，这构成了渗透压的主要组成部分。
虽然静水压理论和渗透压理论本身还有很多缺陷，例如它们不能解释混凝土在冻结体积不发生变化液体中的冻融破坏，并且两者在水分流动方向上有本质的矛盾，但它们是混凝土抗冻破坏中的经典理论，一般认为，水胶比大、强度较低以及龄期较短、水化程度较低的混凝土，静水压力破坏是主要的；而对水胶比较小、强度较高及含盐量大的环境下冻融的混凝土,渗透压起主要作用[1]。
其他的一些理论目前仍在发展中，在学术界还没有取得共识。
3混凝土冻融损伤过程的宏观表象一般认为，混凝土的循环冻融损伤过程是一个物理图1混凝土冻融循环试验试件长度变化（左图为常压饱和，右图为真空饱和）变化过程，水泥水化产物的成分和含量基本保持不变[11]，冻融循环过程中主要发生水分的含量的变化和状态的转变。
在冻结过程中，水的流动方向直接关系到混凝土内部压力产生的原因，静水压力假说和渗透压力假说正是通过试验分析混凝土材料内水分流动方向的基础上提出的。
与水的冻结相对应，冰的融化过程是冻融循环的重要部分，在冻融过程中冰的体积变化对混凝土破坏有着重要影响。
3.1水份的冻结与流动混凝土材料是多孔材料，其孔隙组成十分复杂，主要包括凝胶孔、气泡和毛细孔，其孔径单位从nm 到mm，包含了六个数量级。
其中，凝胶孔的直径不超过3.2nm，毛细孔直径在3.2nm 到3000nm 之间，气泡的直径大于3000nm [10]。
常温状态下，混凝土空隙内存在水分和空气。
进行混凝土冻融循环试验时，首先将混凝土试件浸入水中使试件吸水饱和，其饱和程度与混凝土的渗透性有关。
在水灰比较大时，混凝土的渗透系数很小，水分很难渗入：当水灰比W/C=0.45时，混凝土几乎不透水；W/C=0.40时，混凝土基本不透水[16]。
比较混凝土试件在常压和真空吸水两种状态下混凝土相同温度冻融体积变化发现[12]：在常压吸水状态下，当温度降低时，混凝土试件并没有因为其中的水分结冰体积膨胀而出现膨胀的现象，相反体积发生了冷缩；在真空吸水状态下，混凝土试件体积膨胀现象十分明显，由于水结冰所产生的体积膨胀不仅弥补了由于温度降低而产生的时间温缩现象，而且使试件的体积明显增大，如图1所示。
在混凝土吸水饱和的过程中，由于毛细现象，毛细孔中最容易充满水分，其次是气泡，最难充满水分的是凝胶孔。
可以推断，在通常状态下，混凝土渗透现象主要发生在局部，比如表面附近的区域、毛细孔等，吸水饱和不充分。
当温度下降时，混凝土孔隙中的水分会冻结。
混凝土空隙水的冻结温度受多个因素的影响，例如孔隙水中离子的浓度、空径大小等。
一般来讲，离子浓度越高，空隙越小，水的冻结温度越低。
因此，空隙中的水分的冻结是一个随温度变化的过程，在不同的温度范围内，水分的冻结速率、冻结量等往往表现出不同的性质。
Bjorn Johannesson 的实验表明[12]：当温度变化到0℃以下很小范围内时，混凝土试件内冰的含量急剧增加，之后随着温度的降低，混凝土含冰量持续增长，但是增长的速率相对较低。
Marshal 的相关研究也表明，当温度从-20℃降低到-70℃，混凝土试件没有因为温度降低而发生收缩，相反体积发生了膨胀[13]。
可以肯定，在0℃温度附近，混凝土材料中一部分孔隙水快速冻结，之后随着温度的降低，冻结量不断增大；由于通常冻融循环实验温度在-20℃以上，Marshal 的实验表明混凝土的内部还存在大量的未冻水。
Malgorzata 等人通过对多空玻璃材料冻融试验的研究发现只有当孔的直径大于20倍的分子直径时（8nm），空隙中的水分才有可能随着温度下降而结晶[14]。
吴中伟教授[15]认为混凝土材料中孔径小于20nm 的空隙为无害空隙。
因此，在一般冻融循环试验温度范围内，凝胶孔以及部分孔径较小的毛细孔中的水分不会冻结。
当温度的下降到0℃以下时，冻结最先发生在气泡以及孔径较大的毛细孔中。
3.2冰的体积变化在一个标准大气压下，不含气泡的纯结晶冰块相对水的密度是0.91650，其冻结成冰体积约增加9%。
其后，随着温度的降低，冰同样具有冷缩的性质。
当温度在0～-30℃变化时，其相对体积满足公式⑴[10,17]：V it =0.91650[1-10-6t （157.556+0.2779t+0.008854t 2+0.0001778t 3）](式1)t———摄氏温度值，取负值。
根据公式⑴，可以计算出随着温度降低，冰块的相对密度以及相对体积变化，如表1所示。
冻融循环过程中，当温度降低到冰点以下时，部分孔隙中的水分冻结成冰。
在这个过程中，水份的体积会增大9%，这会在孔隙中产生很大的压力。
当压力超过混凝土材料局部的拉应力时，就会造成混凝土材料的损伤。
在水份供给充足的情况下，孔隙会被冰填满。
同时，随着温度的降低，冰的体积会发生收缩，产生新的空间，这促使周围的未冻水继续向冻结区域移动，并在其中冻结，这个过程会一直持续到冻融循环温度的最低点。
在融化过程中，随着温度的增加，冰的体积会膨胀。
与开放空间中冰的膨胀相比，冷缩效应导致的冰的体积的累加，在混凝土内部孔隙中会产生更大的应力。
空隙冰的这种效应是造成混凝土局部破坏的重要原因。
例如，在混凝土表面附近的区域内，随着冻融循环次数的增加，会产生混凝土剥蚀的现象。
其中很大的原因就是由于表面附近水分供给充足，结冻过程中空隙被冰不断填满，而在升温过程中，产生很大的附加应力，最容易发生剥蚀。
4混凝土冻融循环损伤的过程混凝土冻融循环损伤过程十分复杂。
从微观结构看，多孔材料在冻融循环过程中受静水压、渗透压以及冰胀压力的共同作用，使孔隙受拉产生裂缝[11]，造成了混凝土的损伤；从宏观表象看，冻融造成混凝土材料的强度、变形等性能降低，造成混凝土结构表层的剥蚀以及动弹性模量的降低。
从微观结构方面，根据孔隙中水分冻融的变化，可以将一个冻融循环循环过程分为以下四个阶段：⑴初始冻结阶段。
当温度降低到0℃时，水分开始冻结成冰。
在温度低于0℃附近的范围内，水分冻结十分迅速，很多实验表明这一阶段冰锋快速的“刺入”试件，材料内部毛细孔和部分气泡中的水分快速结冻[18]。
当混凝土材料内部湿度较大时，结冻过程中空隙中的多余水分不能有效的扩散，就可能激起很大的静水压力，当局部静水压力超过混凝土的抗拉强度时，就会造成混凝土材料的受拉损伤。
⑵冻结发展阶段。
从快速结冻阶段结束开始，直到达到冻融循环实验的最低温度为冻结继续发展的阶段。
随着温度的降低，试件中的水分还会持续的结冻，但其结冻速率相对降低。
由于渗透压的作用以及冰的冷缩效应的影响，周围的凝胶孔中的水分将向冻结部分移动并继续冻结，混凝土材料内水分发生重分布，冻结气泡和毛细孔中的含冰量不断增多。
⑶升温融化阶段。
升温融化阶段是造成混凝土破坏的另一个重要阶段。
在升温过程中，冰的体积会发生膨胀。
相对于结冻阶段而言，这一阶段产生的体积膨胀无法“逃逸”，并且前一阶段水分的重分布，使得冻结部分含冰量大于初始冻结的含冰量，将产生更大的附加应力，再次挤压混凝土内部空隙壁，造成损伤。
⑷水分再饱和阶段。
当温度升高到0℃以上时，在上述冻融过程中产生的新的损伤（如裂缝等）会被水分浸润，这个过程中不会产生混凝土损伤，但它提高了混凝土材料内部的湿度，对下一次的冻融过程造成更大的影响，会导致更严重的冻融损伤。
由于冻融损伤的发展，混凝土内部的湿度随冻融循环次数的增加不断提高。
从宏观表象方面，实验表明[19]：随着冻融次数的增加，表征其冻融破坏程度的动弹性模量加速降低，而质量损失率则加速增加，如图2所示。
在冻融循环的初期，混凝土破坏性能指标随冻融循环次数的增加变化较慢，这主要是由于这一时期的破坏主要发生在局部，例如混凝土结构的表面附近的区域。
在冻融循环的后期，冻融损伤大面积的展开，造成了其性能指标的加速下降。