《建筑材料》建筑材料学建筑材料学 (6).ppt

水泥混凝土抗冻探究建材讲解——我们是认真的Research on frost resistance of cement concrete 导 语 在严寒地区,水泥混凝土经受着大温差、冻融循环剧烈等恶劣气候环境考验。 冻胀冻裂是一种比较普遍的破坏形式，主要过程是混凝土结构内部孔隙中的水溶液结冰膨胀，使混凝土内部结构产生微损伤并逐步积累扩展，最终导致混凝土结构松散开裂，体积膨胀破坏。 目录/Contents混凝土与混凝土抗冻性水泥混凝土受冻破坏机理抗冻混凝土配合比设计案例探究 混凝土与混凝土抗冻性Concrete and frost resistant concrete讲解人：王宇琪 什么是混凝土？混凝土是指用胶凝材料将粗细骨料胶结成整体的复合固体材料的总称。混凝土的种类很多，分类方法也很多。通常根据主要胶凝材料的品种，并以其名称命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等等。有时也以加入的特种改性材料命名，如水泥混凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等等。 混凝土的抗冻性是指材料在含水状态下能经受多次冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性质。什么是混凝土的抗冻性？ 我国地域辽阔，有相当大的部分处于严寒地带，致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。根据全国水工建筑物耐久性调查资料，在32座大型商品混凝土坝工程、40余座中小型工程中，22%的大坝和21%的中小型水工建筑物存在冻融破坏问题，大坝商品混凝土的冻融破坏主要集中在东北、华北、西北地区。尤其在东北严寒地区，兴建的水工商品混凝土建筑物，几乎100%工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。除三北地区普遍发现商品混凝土的冻融破坏现象外，地处较为温和的华东地区的商品混凝土建筑物也发现有冻融现象。冻融很常见 混凝土表面损害混凝土冻融起皮混凝土“冻伤”损害 水泥混凝土受冻破坏机理Failure mechanism of cement concrete under freezing讲解人：赵洪汉 体积膨胀理论认为，水泥混凝土受冻破坏是其内部孔溶液结冰后产生的膨胀压力造成的。水泥混凝土硬化早期含有４种形式的水，即结晶吸附水、毛细水和自由水，其中毛细水和自由水对混凝土影响最大。体积膨胀理论受冻破坏机理 静水压理论 静水压理论认为，水泥混凝土中的孔溶液发生冻结产生体积膨胀，压迫未结冰的孔溶液向外迁移，在受限的孔结构中产生静水压，形成破坏应力。孔结构中的静水压力随孔溶液流程长度的增加而增加，如果流程长度过大，则产生的静水压力将超过材料的抗拉强度而造成破坏。受冻破坏机理 受冻破坏机理 渗透压理论认为，水泥混凝土受冻破坏不仅与水泥石的受冻行为有关，与骨料的受冻行为也有密切关系。冰冻开始时,水泥石中大孔与小孔存在溶液压差，会产生渗透压力，小孔的未结冰孔溶液会向先结冰大孔中的冰晶迁移，致使水泥石膨胀开裂。渗透压理论 受冻破坏机理 温度应力理论是一种力学方法。由于不同粒级骨料和水泥石的热膨胀系数不同，温度降低时，体系中会产生内应力，导致混凝土发生破坏。此外，盐蚀环境中的混凝土受冻破坏还存在盐胀的作用。在快速冻融循环试验中，低温时混凝土孔隙溶液中的盐溶解度降低，导致盐溶液过度饱和，促使盐结晶并增长，在混凝土孔壁产生巨大盐结晶压力，使混凝土产生破坏。温度应力理论 抗冻混凝土配合比设计Mix design of frost resistant concrete讲解人：卢禹辰 采取如下控制措施，可有效提高混凝土的抗冻性能:(1)优化配合比设计, 降低水胶比，控制含水率,减小毛细孔所占比例;(2)优选原材料，优化骨料级配，提高混凝土密实度;(3) 在混凝士中掺入优质引气剂，引入稳定细小气泡，控制含气量在3%~6%;(4)掺加矿物掺合料，细化孔径,降低混凝土内部可冻水比例;(5)掺加轻质骨料, 吸收膨胀应力。 配比注意事项应选用硅酸盐水泥或普通硅酸水泥粗骨料宜选用连续级配，其含泥量不得大于1.0%，泥块含量不得大于0.5%。细骨料含泥量不得大于3.0%,泥块含量不得大于1.0%在钢筋混凝土结构或者预应力结构不得使用掺有含有氯盐的防冻剂；在预应力混凝土中不应使用含有亚硝酸盐或者碳酸盐的防冻剂。武汉大别山项目现场配比混凝土试块 配比注意事项对抗冻等级不小于F100及以上的混凝土，应掺引气剂混凝土所用的粗骨料和细骨料均应进行坚固性试验，并应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量标准及检验方法》（JGJ52）的规定应严格控制最大水胶比和胶凝材料掺入量、引气剂的控制，相关要求要符合JGJ55的相关规定。武汉大别山项目现场配比混凝土试块 大兴