3.6混凝土抗冻性.ppt

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新华网西宁2月20日电(冰清黄梁)
这里白天的最高气温也在零下10摄氏度左右,干冷的空气几乎要凝结。然而,建设中的“世界屋脊”铁路——青藏铁路却没有被“冻住”。
新华社电稿
混凝土的耐久性
抗碱集料反应性能
抗硫酸盐侵蚀性能
抗冻融循环性能
抗钢筋锈蚀性能
抗(水、气)渗透性能
抗冻融循环性能
需要掌握的知识
1、砼冻融破坏机理;
2、混凝土气泡特征参数;
3、砼冻融破坏特征;
4、提高砼抗冻性的技术方法。
Cementitious Materials
Resistant to Freeze-thaw of cement and concrete
Wang Fazhou .
College of Mat. Sci.&Eng. of WUT
砼中的水分在0 ℃时为什么不结冰?
1、混凝土中水的冰点
冰点:
某一压力下,水、冰共存的平衡温度,通常指1个大气压下溶有空气的水与冰平衡共存的温度,0℃。
混凝土中水的冰点:
混凝土中的水溶有盐类,根据稀溶液的性质,其冰点要低于纯水时的冰点,冰点的降低值与溶液的浓度成正比:
混凝土冻融破坏机理
由于混凝土中水的盐溶液浓度相对比较低,因此浓度对冰点的影响较小,只比普通状态的水的冰点略有降低1~2℃。
引起混凝土中水的冰点降低的主要因素是细孔的曲面水,细孔的曲面水使水面内侧压力P减小。P与r成反比,半径越小,冰点越低。由于混凝土毛细孔的直径各不相同,所以混凝土各种状态的水的冰点是不同的,半径为150nm左右的凝胶孔中的水,其冰点约为-73~78 ℃。凝胶孔由于孔径较小,因此实际上不会结冰。
在某一冻结温度下混凝土毛细孔中存在结冰的水和过冷的水,结冰的水产生体积膨胀;过冷的水发生迁移,引起各种压力(膨胀压与渗透压),导致混凝土破坏。
水结冰时体积膨胀达9%,如混凝土毛细孔中含水率超过临界值(%),则结冰时产生很大的压力,此压力的大小决定于:
(1)毛细孔的含水率;
(2)冻结速度;
(3)未结冰的水向周围能容纳水的孔隙流动的阻力。
2、混凝土冻融破坏机理
A、膨胀压
水泥石中毛细孔的水由于结冰膨胀,向最邻近的气孔排出多余的水分产生的最大压力:
η:水的粘性系数;S:毛细孔的含水率;u:每降低1℃冻结水的增加率,R:温度降低速度;rb:气孔半径;L:气孔间隔系数。