混凝土冻融试验规范(混凝土耐久性检测要点)

Posted 2023-06-01

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混凝土冻融试验规范(混凝土耐久性检测要点)

混凝土除应具有设计要求的各种强度，以保证其能安全地承受设计的荷载外，还应该根据其周围的自然环境及使用条件，具有经久耐用的性能，以满足建筑物的使用寿命。如受水压作用的混凝土，要求就有抗渗性；

一、混凝土的抗渗性

混凝土的抗渗性示指混凝土抵抗有压介质（水、油、溶液等）渗透的能力。抗渗性时混凝土耐久性的一项重要指标，是决定混凝土耐久性最主要的因素。如果混凝土的抗渗性差，不仅周围水等液体物质以渗入内部，而且当遇到有负温或环境水中含有侵蚀性介质时，混凝土就医遭受冰冻或侵蚀作用而破坏，对钢筋混凝土还将引起其内部钢筋的锈蚀，并导致表面混凝土保护层开裂与剥落。因此，对于地下建筑、水池、水坝、港工、海工等工程，必须要求混凝土具有相应的抗渗性。

混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。抗渗等级以28d龄期的标准混凝土试件，按照规定的试验方法，一所能承受的最大静水压力（M Pa）来确定。《混凝土质量控制标准》（GB50164—2011)中规定：混凝土的抗渗等级用代号P表示，如P4、P6、P8、P10、P12和大于P12等不同的抗渗等级，他们分别表示能抵抗0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa的水压力而不出现渗透现象。

混凝土渗水的主要原因是由于内部的孔隙形成联通的渗水通道，这些孔道除产生于施工振捣不密实外，主要来源于水泥浆中多余水分的蒸发而留下的气孔，水泥浆泌水所形成的毛细孔，一级粗骨料下部界面水富集所形成的孔穴。这些渗水通道的多少，主要与水灰比大小有关，因此水灰比是影响混凝土抗渗性的主要因素。实验表明，随着混凝土水灰比的增大，混凝土的抗渗性逐渐变差，当水灰比大于0.60时抗渗性急剧下降。

提高混凝土抗渗性的技术措施很多，主要是提高混凝土的密实度和改善混凝土中的孔隙结构，减少混凝土内部的连通孔隙。因此，认真搞好混凝土的配合比设计，采用较低的水灰比，选择良好的谷辽机配，充分进行振捣和养护，产假适量的引气剂减水剂等，都是提高混凝土抗渗性的重要措施。

二、混凝土的抗冻性

混凝土的抗冻性是指混凝土在水饱和的状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。在严寒和寒冷地区，尤其是经常与水接触，容易受冻的外部混凝土构件，更应具有较高的抗冻性。

混凝土的抗冻性用抗冻等级表示，混凝土的抗冻等级是以28d龄期的混凝土标准试件，在浸水饱和的状态下，按照规定方法进行冻融循环试验，以同时满足强度损失率不超过25%，质量损失率不超过5%时所能承受的最大循环次数来确定。《混凝土质量控制标准》（GB 50164—2012）中规定：混凝土的抗冻等级有F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400和大于F400等等级。如F100表示这种混凝土能承受反复冻融循环次数为100次，其强度损失率不超过250%，质量损失率不超过25%。

混凝土受冻融破坏的主要原因，是由于混凝土内部孔隙的谁在负温下结冰后体积膨胀而形成的冻胀应力，当冰胀应力超过混凝土的抗拉强度是，混凝土就会产生裂缝，多次冻融循环是裂缝不断扩展而破坏。

混凝土的水灰比、密实度、孔隙率、孔隙构造、孔隙中充水程度等，是影响混凝土抗冻性的主要因素。一般来说，密实的、具有粉笔孔隙的混凝土，其抗冻性好；混凝土的水灰比越小，孔隙越小，其抗冻性越好；在混凝土中掺入适量的引气剂或减水剂，能有效提高混凝土的抗冻性。

三、混凝土的抗侵蚀性

混凝土抗侵蚀性是指混凝土抵抗外界侵蚀性介质破坏作用的能力。混凝土所处环境中含有侵蚀性介质时，混凝土会遭受不同程度的侵蚀，对混凝土必须提出抗侵蚀性要求。对混凝土的侵蚀，通常主要有软水侵蚀、硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、碳酸侵蚀、一般酸侵蚀和强碱侵蚀等，其侵蚀机理与水泥化学侵蚀相同。随着混凝土在地下工程、海岸与海洋工程等恶劣环境中的大量应用，对混凝土的抗侵蚀性提出了更高的要求。

混凝土的抗侵蚀性与所用水泥品种、混凝土的密实程度和孔隙特征等有关。密实和孔隙封闭的混凝土，环境水不易侵入，其抗侵蚀性则强。提高混凝土抗侵蚀性的主要措施是：合理选择水泥品种，尽量降低混凝土的水灰比，掺加实力的活性掺合料，提高混凝土的密实度，改善混凝土的孔隙结构，掺加合适的外加剂等。混凝土所用的水泥品种，可根据工程所处环境进行选择。

四、混凝土的碳化性

混凝土的碳化是指混凝土内水泥石中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳，在湿度相宜时发生化学反应，生产碳酸钙和水，从而降低混凝土的原始碱度，也才称为中性化。由于碳化后碱度降低，减弱了对钢筋的保护作用，混凝土中的钢筋容易发生锈蚀。碳化还会引起混凝土的收缩，导致表面形成细微裂缝，使混凝土的抗拉强度和抗折强度降低。

混凝土的碳化有不利的一面，也有一些有利的一面，即碳化作用产生的碳酸钙填充了水泥石的孔隙，碳化时所放出的水分有助于未水化水泥的水化，从而可提高混凝土碳化层的密实度，对提高混凝土的抗压强度有利。在工程中也常利用谈话来提高混凝土构件的表面硬度。

影响混凝土碳化速度的因素有：环境中二氧化碳的浓度、水泥品种、水灰比、环境湿度等。二氧化碳的浓度高，混凝土的碳化速度快；当环境中的相对湿度在50%~75%时，碳化速度最快；当相对湿度小于25%时，碳化作用将停止；水灰比越小，混凝土越密实，二氧化碳和水不易侵入，碳化速度则慢；掺混合材料的水泥碱度降低，碳化速度随混合材料掺量的增多而加快。