冻融循环混凝土耐久性

环的次数越多，混凝土的抗冻融循环能力越弱，耐久性 越差。
冻融循环后混凝土材料的纤维结构
影响因素二：水灰比
随着水灰比的降低和 混凝土等级强度的提 高，混凝土的抗冻循 环次数显著提高。
冻融循环对不同水灰比的混凝土耐久性产生影响的 原因： 低w/c混凝土微观结构密实,大量的孔隙以凝胶 孔形式存在,毛细孔含量少,因此毛细孔中可参与冻 融破坏的自由水量就少。此外,低w/c混凝土中的自 由水由水泥水化很快消耗完,内部产生自我干燥,而 且该混凝土非常密实,一旦硬化后,外部的水分也很 难进入,内部一直保持比较干燥状态,参与冻融破坏 的水量就少,这意味着冻融过程不足以破坏混凝土内 部结构。
物理侵蚀 冻融侵蚀
混凝土耐久性危机：
时间 第1 次 第2 次 第3 次 40年代 70年代 80年代 特点 盐冻 离析、泌水 早期热裂缝 措施 引气剂 低水胶比 综合
☞ 冻融循环对混凝土耐久性的破坏机理 ☞ 影响因素：
冻融循环次数
混凝土水灰比
孔结构
☞提高混凝土抗冻性的方法
冻融循环破坏机理：
目前提出的混凝土冻融破坏机理有五六种，其中 具有代表性的是静水压理论和渗透压理论。（P74）
影响因素三：孔结构
混凝土经过冻融循环后，混凝土的总孔隙率增加。
冻融循环过程中不仅对混凝土的大孔有破坏作用，同
时也造成小孔的破坏。使得小孔的数量减少，大孔数
量增加。对混凝土的耐久性造成破坏。但在混凝土中
存在的细微封闭气孔却能提高混凝土的耐久性，因为
细微封闭气孔不仅能起到缓冲作用，还能减小混凝土 的抗渗性，从而提高混凝土的抗冻性。
提高混凝土抗冻性（耐久性）的方法：
1、改善混凝土自身因素 ① 减少混凝土用水量和降低水灰比： 在混凝土中掺入高效减水剂和外掺料，从而降低混 凝土水化热，增加结构的致密性和稳定性。 ②提高水化物稳定性： 在混凝土中掺入高效活性矿物掺料，该掺料中含有 大量活性SiO2和活性Al2O3，增加水泥结构的致密性。
当混凝土处于饱水状态受冻时，其毛细孔壁同时承受 毛细孔冰晶膨胀压和凝胶孔渗透压两种压力，当两种压力 超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂；在反复冻融
循环后，混凝土中的裂缝由表及里相互贯通，其强度逐渐
降低，直至完全丧失使用性能。
影响因素：
混凝土的抗冻融性与其内部孔结构、水饱
和程度、受冻龄期和混凝土的强度等诸多因素
有关，其中主要的因素是孔结构，而混凝土的
孔结构是由混凝土的水灰比、添加剂和施工养
护方法等因素决定的。
接下来主要就冻融循环次数、水灰比、
孔结构对混凝土的抗冻融性（也就是耐久性）
进行阐述。
从图中可看出混凝土冻融 影响因素1：冻融循环次数循环次数越多，相对弹性模 量越小，质量损失越大。
相对动弹性模量：在动负荷作用下物体应力与应变 的比值。
2、外部因素：
①保证混凝土良好的养护条件；
②骨料的抗冻性：
选用抗冻骨料；细骨料宜选用色泽鲜艳、质地
坚硬、级配良好、质量合适的中砂，其含泥量不得
大于1.0％，粗骨料一选用经15次冻融值实验的合格
的坚实级配花岗岩等。
冻融循环开始阶段：质量有所增加，因为试件吸收水分，表 面掉渣少。
冻融循环质量损失增大阶段：冻融循环次数增加，混凝土内
部及表面出现微裂纹，使试件表面出现 掉渣现象；并且试件吸收水分的质量小 于混凝土表面剥落的质量，所以质量减 小。
随着冻融循环次数的增加，相对动弹性模量减小。
因为弹性模量是应力与应变的比值，所以经历的冻融循
成员：曾蕾 张倩 杨森林
冻融循环对混凝土耐久性的影响： 名词解释：
冻融循环：结构件表面和内部所含水分的冻结
和融化的交替进行。
耐久性：混凝土材料在长期使用过程中，抵抗 因服役环境外部因素和材料内部原因造成的侵
蚀和破坏，而保持其原有性能不变的能力。
（P6Fra Baidu bibliotek）
渗透性 混凝土耐久性： 化学侵蚀
碳化与钢筋锈蚀