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抗凍混凝土

抗凍混凝土是指結構設計要求混凝土具有長期抵抗凍融循環的耐久性能，即滿足結構設計規定的抗凍級別。
當抗凍混凝土在冬期環境下澆筑時，還必須采取冬期施工的技術措施。抗凍混凝土無論在什么季節施工，都必須摻引氣劑來達到結構設計的抗凍級別要求，提高混凝土含氣量（4%～6%）是提高混凝土抗凍性能有效的技術措施。應用抗凍混凝土的工程主要有：水工、港口、橋梁及公路等。
（1）抗凍等級和抗凍標號
根據GB/T50082-2009標準，混凝土抗凍性能按試驗方法不同，分抗凍等級和抗凍標號。抗凍等級用符號F表示，而抗凍標號是用符號D表示，兩種方法均采用齡期28d的試件在吸水飽和后，檢測其承受反復凍融循環下的性能變化。抗凍等級是以試件相對動彈性模量下降至不低于60％或者質量損失率不超過5％時的大凍融循環次數來確定；抗凍標號是以抗壓強度損失率不超過25％或者質量損失率不超過5％時的大凍融循環次數來確定。常用的混凝土抗凍等級有：F50、F100、F150、F200、F250、F300等，分別表示混凝土能夠承受反復凍融循環次數為50、100、150、200、250和300次。
（2）影響混凝土抗凍性的因素
影響混凝土抗凍性的主要因素是平均氣泡間距、水膠比、含氣量、骨料和膠凝材料等。
①平均氣泡間距
平均氣泡間距是影響混凝土抗凍性主要的因素，平均氣泡間距越大，則凍融過程中毛細孔中的靜水壓力和滲透壓力越大，混凝土的抗凍性越低；一般平均氣泡間隔系數在500μm以下可獲得高抗凍混凝土。
②水膠比
水膠比越大，混凝土中可凍水的含量越多，混凝土的結冰速度越快；氣泡結構越差，平均氣泡間距越大；混凝土強度越低，抵抗凍融的能力越差。水膠比在0.45～0.85范圍內變化時，不摻引氣劑的混凝土抗凍性變化不大，只有水膠比小于0.45以后，抗凍性才隨水膠比的降低而明顯提高；水膠比小于0.35的混凝土，即使不摻引氣劑，也有較高的抗凍性。
③含氣量
在一定范圍內，含氣量越多，混凝土的抗凍性越好。但含氣量超過一定范圍時，混凝土的抗凍性反而降低，原因是含氣量增加在降低平均氣泡間距的同時，降低了混凝土強度（混凝土含氣量每增加1%抗壓強度下降3%～5%）。一般當所用的天然骨料的大粒徑為10～40mm時，使新澆混凝土中的含氣量達到4%～7%，可獲得足夠的抗凍性。
④混凝土強度
當靜水壓力和滲透壓力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土即產生凍融破壞。因此作為表征抵抗凍融破壞能力的混凝土強度對混凝土抗凍性也有影響。當含氣量或平均氣泡間距相同時，強度高的混凝土抗凍性高于強度低的混凝土。但相對而言，強度對混凝土抗凍性的影響程度遠沒有氣泡結構大。
⑤骨料
當骨料吸水飽和，受凍后在骨料孔隙和骨料-水泥漿界面產生靜力壓力，超過骨料或界面強度時就產生凍害。因此，影響骨料抗凍性的主要因素是骨料吸水率和骨料尺寸。用吸水率大的骨料（如輕骨料）配制抗凍混凝土更依賴引氣劑的摻入；骨料尺寸越大，受凍后越容易破壞，但細骨料對混凝土的抗凍性影響不大。此外，骨料的堅固性、風化程度、粘土含量、雜質含量等對混凝土抗凍性也有影響。
⑥水泥品種和用量
水泥中隨混合材摻入量的增加，混凝土的抗凍性降低，因此抗凍混凝土用硅酸鹽水泥配制要優于用其它品種的水泥。對于非引氣混凝土，水泥品種和用量對混凝土抗凍性有一定的影響，而對于引氣混凝土，這種影響不大。
⑦混合材
粉煤灰摻量在一定范圍內，且強度和含氣量相同的條件下，摻與不摻粉煤灰的混凝土抗凍性基本相同。但當粉煤灰摻量超過一定范圍時，會降低混凝土的抗凍性。硅粉摻量不超過10%時，混凝土的抗凍性有所提高，超過15%時抗凍性則會明顯降低。
⑧養護
混凝土澆筑后的早期養護對混凝土結構實體強度有明顯的影響。筆者用C30泵送混凝土，成型150mm的立方體試件進行試驗，從試驗結果來看，澆水養護14d的試件抗壓強度平均比不澆水養護的試件高4.4MPa，28d碳化厚度少1.5～2.0mm；不澆水試件對回彈推定強度的影響更大。充分說明養護方法對混凝土的抗凍性也有一定的影響。因此，混凝土澆筑后應及時采取有效的保濕養護措施，既增強又防裂，提高混凝土的耐久性。

來源：《商品混凝土》，作者：楊紹林，如涉及作品內容、版權和其它問題，請及時聯系，我們將盡快處理。