輕骨料混凝土的抗凍性與普通混凝土不同,輕骨料對輕骨料混凝土的抗凍性好壞起很大作用,在水灰比相同的情況下,輕骨料混凝土的抗凍性優於普通混凝土主要是 輕骨料起了作用。正如謝斯托別洛夫和其他研究人員的著作所指出的,抗凍性好的水泥砂漿不能保護抗凍性差的骨料和整個混凝土免遭破壞。 輕骨料混凝土的優點 陶粒是多孔結構,輕骨料在混凝土中,骨料的周圍存在著固、液、氣三相。孔的形狀決定著混凝土抗凍性的時壞。骨料中的孔的形狀大概可以分為三類: 1.孔的結構為壹端封閉而另壹端開通,這種孔具有自泵性。如果位於骨料的表面,它會產生內壓力,促使包在其周圍的水泥石中的水分向內部擴散。而此時,外部水泥石中的水灰比急劇減小,改善混凝土界面區的結構,降低界面區的孔隙率,從而使混凝土強度提高。 2.貫穿於骨料的孔,這種孔的結構對混凝土好壞完全取決於其充水的程度。當孔中完全充滿水時,孔是有害的。而孔中充水不滿時,孔中依然有多余的空間,它除 了可以提供這部分水膨脹時的多余空間外,還可以為其周圍的骨料膨脹提供多余空間。它可以抵消壹部分壓力。 3.孔的結構為全封閉形狀的,它可以為周圍的物質膨脹提供壹定的空間。另外,無論孔的結構如何,它的充水程度與混凝土的強度始終有關。 普通混凝土是由水泥砂漿及粗骨料組成的毛細孔多孔體。在拌制混凝土時為了得到必要的和易性,加入的拌合水總是多於水泥的水化水, 這部分多余的水便以遊離水的形式滯留在混凝土中形成連通的毛細孔,並占有壹定的體積。這種毛細孔中的自由水就是導致混凝土遭受凍害的主要內在因素。因為水 遇冷結冰發生體積膨脹,引起混凝土內部結構的破壞。 但應該指出,在正常的情況下,毛細孔中的水結冰並不至於使混凝土內部結構遭受嚴重損壞。因為混凝土中除了毛細孔之外還有壹部分水泥水化後形成的凝膠孔和其 它原因形成的非毛細孔,這些孔隙中常常混有空氣。因此,當毛孔中的水結冰擠入凝膠孔,從而減小膨脹壓力,避免混凝土內部結構破壞。但當混凝土處於飽水狀態 下,情況就完全兩樣了。此時當毛細孔中的水結冰時,凝膠孔中的水處過冷狀態。因為混凝土孔隙中水的冰點隨孔徑的減小而降低。凝膠孔中形成冰核的溫度在 -17. 8以下。凝膠孔中處於過冷狀態的水分因為其蒸汽壓高於同溫度下冰的蒸汽壓而向毛細孔中冰的界面處滲透。於是在毛細孔中又產生壹種滲透壓力。此外,凝膠孔滲 透的結果必然使毛細孔中的冰體積進壹步膨脹。 由此可見,處於飽水狀態混凝土受凍時,其毛細孔孔壁同時承受膨脹壓及滲透壓兩種壓力。當這兩種壓力超過混凝土的抗拉強度時,混凝土就會開裂。在反復凍融循 環作用後,混凝土的損傷會不斷擴大,逐步積累。經過壹定的凍融循環後,混凝土中的裂縫會相互貫穿,其強度的逐漸降低,最後甚至完全喪失,使混凝土結構由表 及裏遭受破壞。這種關於混凝土受凍損壞的假說比單純認為混凝土受凍後孔隙水結冰,體積膨脹9%,引起內部結構破壞的假說更為確切。 通過上面所說,壹般中等強度以上的泥凝土在不直接接觸水的條件下不存在凍融破壞的問題。壹般說來當混凝土大量吸水時,混凝土 受到凍融循環的作用後,往往出現兩種形式的破壞:內部開裂和表面的脫落而導致彈性模量與重量的下降。這種下降的速度與幅度決定混凝土抗凍性能的好壞。
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