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冻融引起的混凝土结构破坏是桥梁结构中的常见病害。它主要发生于气候较低的北方寒冷地区,如当桥墩立柱受其影响时,会产生严重缩颈,危及桥梁安全。



一、混凝土冻融发生机理和影响因素
1、发生机理
     混凝土在饱水状态下因冻融循环产生的破坏作用称为冻融破坏,一般认为,冻融破坏主要是因为在某一冻结温度下,水结冰产生体积膨胀,过冷水发生迁移,引起各种压力,当压力超过混凝土能承受的应力时,混凝土内部孔隙及微裂缝逐渐增大,扩展并互相连通,强度逐渐降低,造成混凝土破坏。



2、影响因素
(1)混凝土的结构。一般来说,孔隙率越大,相对含水量越多,冻水量也就越多,混凝土抗冻性就越低。
(2)混凝土的饱水程度。含水量小于孔隙总体积的91.7%就不会产生冻结膨胀压力,该数值被称为临界饱水度。
(3)集料。集料的饱水程度影响了它的容水空间。
(4)水灰比。混凝土的水灰比越大,孔隙率越大,可能填充的水分越多,对混凝土抗冻不利的可能性越大。
(5)混凝土的龄期。随着龄期的增加,水泥不断水化,可冻结水逐渐减少。
二、预防措施
(1)严格控制水灰比
     对于有抗冻性要求的混凝土,在满足其他条件的前提下,应严格控制其水灰比,一般不超过0.55。
(2)掺入外加剂
     在混凝土施工过程中掺入引气剂或减水剂对改善混凝土的内部结构,改善混凝土的内部孔隙结构可起到缓冲冻胀的作用,降低冻胀应力,提高抗冻性。
(3)掺入适量的优质掺合料
     掺入适量的优质掺合料,可以改善孔结构,使孔细化,导致冰点降低,可冻孔数量减少,因而有利于提高混凝土的抗冻性。
(4)改善外部环境条件及控制施工质量
     
加强混凝土结构的防渗和排水功能,冬季施工时,混凝土内添加抗冻剂、早强剂或升温养护等方法,促进混凝土硬化凝固过程,延长早期受冻龄期。对材料的称量、混凝土的搅拌、振捣、养护等各个工艺严格控制,提高混凝土的施工质量。

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