混凝土冻融影响内部物质膨胀么?
把瓶子里装满水放在冰柜里冻,瓶子会胀裂,因为水结冰后体积增加9%,在封闭空间里会形成对周围约束体的压力。
混凝土冻融破坏的根本原因是混凝土孔隙里的水冻结膨胀,早期冻融破坏理论是:当混凝土孔隙内溶液体积大于孔隙容积91%时,就开始出现冻胀压力。 但由于混凝土内部分布着诸多大大小小的孔隙,许多孔隙是相通的,不是全封闭空间,裂缝形成机理比瓶子冻胀开裂更复杂一些。准确地说,冻融裂缝是静水压力和渗透压力联合反复作用的结果。
(1)静水压力 混凝土内的水结冰膨胀,会挤压毛细孔中未结冰的水向外迁移,如此产生静水压力,作用于水泥石孔壁上,反复作用后导致孔壁破坏。另外,骨料,特别是大颗粒骨料内的水结冰膨胀时,也会挤出尚未结冰的水,形成静水压力。
(2)渗透压力 混凝土孔隙内含有弱碱溶液,随着温度下降,大孔先结冰,孔内尚未结冰的水溶液的碱浓度提高,与毛细孔等小孔还未开始结冰(即碱浓度未提高)的水溶液形成浓度差,如此,形成了碱离子和水分子的相向运动,即大孔的碱离子向碱浓度小的小孔运动,小孔的水分子向碱浓度高的大孔运动,水分子和碱离子的渗透阻力和速率不同,水渗透得更快更多,大孔中水增加,渗透压力产生。
在静水压力和渗透压力联合作用下,混凝土开始出现细微裂缝。随着多次冻融反复作用,裂缝由细变宽、由短变长、由各自独立变成互相连通,如此疲劳作用,最终形成冻融破坏。 影响混凝土冻融性能的混凝土孔隙包括:
1)毛细孔,约占混凝土体积的10%~15%。
2)水化反应后多余水分蒸发时留下的孔隙。
3)混凝土搅拌、振捣过程中形成的气孔。
4)混凝土振捣泌水形成的孔隙。
5)振捣不好导致的蜂窝。
6)混凝土各种收缩裂缝。
7)混凝土各种膨胀裂缝,如碱-骨料反应裂缝等。 毛细孔是冻融破坏的主要发生点,是“作案”现场;而2)~7)的孔隙和裂缝使混凝土渗水,是冻融破坏的最重要因素——水——的通道。
冻融裂缝发生在潮湿和冻融交替频繁的环境中。有的建筑在向阳面反而发生冻融破坏,而更冷的背阴面却没有问题。 最容易发生冻融破坏的部位是混凝土构件边角部位、积雪积冰积水部位和水位变化区域。
混凝土孔隙越少,抗冻融性越好。混凝土毛细孔之外的孔隙和裂缝的多少与混凝土质量有直接关系。降低水灰比,掺加减水剂和粉煤灰,提高密实度、养护好是提高混凝土抗冻融性的主要措施。 构件和构造设计中,应对积雪积冰积水的部位设计好通畅的排水构造和防水构造,并尽可能避免小断面的凸出构造和尖角。
看完上面的内容,可以确定混凝土冻融破坏影响内部物质膨胀。