混凝土受凍害有三個(gè)重要條件,即濕度、水和混凝土內部結構的孔隙狀況,這三個(gè)條件缺一不可。當溫度降低到0℃以下時(shí),促進(jìn)水相轉變而成冰,水結冰后體積膨脹達到9%,從而使混凝土內部結構遭到破壞。
水主要取決于施工使用條件
施工時(shí)水灰比大,混凝土含水量增大,導致混凝土遭受凍害嚴重。
混凝土內部結構的孔隙狀態(tài)
混凝土內部結構的孔隙狀態(tài)決定于混凝土配合比設計及施工水平。設計和施工不當,會(huì )使混凝土內部的孔隙率增大,毛細孔直徑較粗,自由水含量增多,導致混凝土的凍害程度嚴重。
混凝土是一種多孔性材料,它在硬化中和硬化后形成大小不同的孔隙及相互連通的毛細孔通道。這些孔隙和毛細通道充滿(mǎn)水后,當溫度降低時(shí),對混凝土的凍害可歸納為以下幾點(diǎn):
當溫度降低到0℃以下時(shí),混凝土內部毛細孔中的自由水開(kāi)始結冰,體積膨脹;
結構構件的結冰由表面開(kāi)始,逐漸向內部發(fā)展,表面部位水凍結后,由于結冰而膨脹,將內部未凍結的部分水封閉并沿毛細孔通道壓向內部;
隨著(zhù)凍結的發(fā)展,結冰體積越來(lái)越大,使內部未凍水壓力越來(lái)越高,當內部增高到超過(guò)混凝土的抗拉強度時(shí),就會(huì )把毛細孔脹破,產(chǎn)生微裂紋;水在一定壓力下,流入發(fā)生裂紋的裂縫內,這時(shí)毛細孔內部的靜水壓降低,破壞有所緩和;
爾后,凍結再繼續向深層發(fā)展,水壓力又繼續增大,達到一定程度時(shí),則或裂紋繼續擴展,后產(chǎn)生新的裂紋,裂紋不斷發(fā)展增多,使混凝土內部發(fā)生破壞;
當混凝土內部殘留有未充滿(mǎn)水的氣孔,或者由于施工時(shí)摻入了引氣劑而在混凝土內部引入大量氣孔時(shí),則有壓的未凍水的壓力作用下,通過(guò)滲透或毛細微孔流入氣孔內,使靜水壓力減小,從而減少了混凝土內部的裂紋,改善和提高了混凝土的抗凍害性能。
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