沈阳建筑工程学院的张巨松在承认迁移是冻害的一个原因外,提出了干燥也对早期冻害起一定作用,即水分迁移导致两种结果:一是增加了表面区域内形成的冰晶, 产生了结晶压力,***了混凝土结构均匀性,对已形成的结构产生***作用;二是混凝土内部没有生成冰晶,但迁移使得混凝土内部产生干燥***。对于不饱和的一 个冻融结冰和干燥这两种***因素对不同的发展阶段混凝土的作用是不同的。立即受冻的混凝土是以迁移结冰造成结构不均匀为主,因此时混凝土尚处于塑性阶段, 迁移导致内部的干燥收缩,不致使混凝土结构***。
相反预养受冻的***除了可能产生上述的结晶***外,混泥土配重块,干燥***是不可忽视的因素,因为此时混凝土内部完全没有生成冰晶,实际工程中的混凝土受冻不是一次冻。立即受冻的混凝土即产生严重的迁移结冰,随着转入正温,结构的发展又承受了严重的干燥***。所以预养时间越短,***终结构损伤越大。
这一部分的叙述主要是针对于早期受冻的混凝土,对混凝土受冻过程进行了更进一步的区分。混凝土早期受冻是指混凝土在养护硬化期间受冻,在此期间混凝土中的水分较成龄混凝土多,因此水分迁移对混凝土结构的***较严重。而迁移造成的干燥严重影响了混凝土正常养护和强度增长。
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1.2 混凝土中水的存在形式及空隙中饱水程度
在混凝土硬化初期混凝土中水存在形式:
(1)结晶水。如钙矾石等晶体中所含的水称结晶水,这部分水是不可能结冰的。
(2)吸附水。也称凝胶水,存在于各种水化物,如钙矾石的胶凝孔中,因凝胶孔尺寸很小,一般为15!~20!之间仅比水分子大一个数量级,配重块,可认为在自然条件下这部分水是不可能结冰的。
(3)毛细孔水。存在于毛细孔中,这部分水是可冻的。由开文公式:rtln(pr/po)=m/d(2σ/r)式中r为气体常数;t为温度;pr为曲 率半径为γ的毛细管中液体的蒸汽压;po为大体积液体的蒸汽压;d为水的密度;σ为表面张力;r为毛细管中的液体曲率半径。得知随毛细孔半径的减小,水蒸 气的冰点也随之下降。例如:半径为5!的孔中纯水冰点为-5℃,而半径为115!孔中水要到-70℃才结冰。
(4)游离水。也称自由水,存在于各种固体颗粒之间,是可冻水。由此可见混凝土冻害是由于游离水和孔径较大的毛细水结冰造成的。水转化为冰体积约增大9%,若硬化混凝土孔隙中的游离水达到饱和,则会在混凝土内部产生内应力,使混凝土结构发生***。
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