混凝土抗凍耐久性前言混凝土的耐久性是混凝土抵抗氣候變化、化學侵蝕、磨損或任何其它破壞過程的能力，當在暴露的環(huán)境中，能耐久的混凝土應保持其形態(tài)、質量和使用功能。抗凍性是砼耐久性的重要指標。凍融破壞是凍融過程中正負溫交替變化而產生疲勞應力造成。致使動彈性摸量下降，砼裂斷，表面剝落。砼的凍融破壞是混凝土耐久性的的最具有代表性的指標。天津市位于北緯39.1度，東經117.2度。氣溫12.2℃，最高氣溫39.9℃，最低氣溫-18.3℃~-22.9℃，年平均最低氣溫1月為-7.7℃凍結期平均為130天，霜凍期可達187天，最大凍結深度67cm根據統(tǒng)計，天津市的年凍融循環(huán)約為81次。我標段修筑的子牙新河特大橋位于津冀交界處，橋梁總長為3192m，子牙新河特大橋（天津段），橋梁長1596m，里程樁號為K11＋949.521～K13＋545.521。該橋上部結構采用預應力混凝土先簡支后連續(xù)小箱梁，下部結構采用柱式墩、肋板臺、鉆孔灌注樁基礎。因此津訕高速公路指揮部提出了對墩柱及橋面等部位進行抗凍耐久性混凝土配比設計。耐久性混凝土配比設計時原材料的選用與水膠比等配合比參數應滿足如下要求：1、最大水灰比：0.452、最小膠凝材料用量：（kg/m3）：3003、最大氯離子含量（%）：0.154、最大堿含量（kg/m3）：3.05、抗凍等級：F2506、抗?jié)B等級：W8針對以上要求，我們采用摻入摻和料、引氣劑及高效減水劑的技術措施，減少水泥用量，降低混凝土水化熱，提高混凝土抗凍耐久性能；控制混凝土原材料相關指標，如堿含量、氯離子等，為達到設計混凝土總堿量要求并防止發(fā)生堿骨料反應，設計時盡量降低水泥用量，使用非堿活性集料等。2、原材料情況2.1水泥水泥一般選用品質穩(wěn)定的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，對于水泥材料，除去強度，細度，安定性等必須合格的項目還須控制其堿含量、氯離子等指標，鋁酸三鈣含量應不大于8%，我們選用了唐山冀東水泥有限公司生產的盾石牌P.O42.5R水泥，具體檢測結果見下表表1水泥試驗結果表檢測項目標準規(guī)定檢測結果檢測方法標準代碼碼初凝時間≮45min2h35minnGB/T13446-20001終凝時間≯10h3h20minnGB/T13446-20001安定性（沸煮法法）合格合格GB/T13446-20001細度（負壓篩）（％％）≯100.8GB/T13445-19991３d抗折強度（Mppa）≥3.56.3GB/T176671-1199928d抗折強度度（Mpa）≥6.58.78GB/T176671-11999３d抗壓強度（Mppa）≥2129.8GB/T176671-1199928d抗壓強度度（Mpa）≥42.545.3GB/T176671-11999Mgo含量（%%）≤54.2608GB/T1766-19996So3含量（%）≤3.51.8728GB/T1766-19996燒失量（%）≤53.27GB/T1766-19996細度（比表面積積）(m2/kg))-----343GB/T80774-19987游離氧化鈣（%%）-----0.79GB/T1766-19996堿含量（%）-----0.77GB/T1766-19996氯離子含量（%%）-----0.02JTJ270--982.2細集料細集料選用河北新樂產的Ⅱ區(qū)中砂細度模數2.6-2.9，砂中雜質應盡量的低，含泥量指標應小于1%，由于料源限制很難達到1%，故放寬至小于2%，檢測結果見下表表2細集料試驗結果表檢測項目標準規(guī)定檢測結果檢測方法標準代碼碼級配中砂Ⅱ區(qū)中砂JTGE42--20055細度模數2.6-2.992.7JTGE42--20055堅固性（%）≤84.5JTGE42--20055含泥量（%）≤30.9JTGE42--20055泥塊含量（%）≤10.2JTGE42--20055云母含量（%）≤10JTGE42--20055輕物質含量（%%）＜10.05JTGE42--20055堿活性----非活性JTGE42--20055氯離子含量（%%）----1.17×100-3JTG270--982.3粗集料粗集料選用薊縣產的5-25mm連續(xù)繼配碎石，檢測結果見下表表3粗集料試驗結果表檢測項目標準規(guī)定檢測結果標準方法標準代碼碼顆粒級配連續(xù)級配5-25mm連續(xù)續(xù)級配JTGE42--20055壓碎值（%）C30≤16、C40≤127.6JTGE42--20055針片狀（%）≤153.4JTGE42--20055含泥量（%）≤1.00.2JTGE42--20055泥塊含量（%）≤0.50.1JTGE42--20055小于2.5mm的顆粒含量量（%）≤50.1JTGE42--20055堅固性（%）≤51.3JTGE42--20055堿活性非活性非活性JTGE42--20055吸水率（%）----0.85/1..35JTGE42--20055氯離子含量（%%）----1.76×100-2JTJ270--982.4礦渣粉在普通混凝土中摻入活性礦物的目的，在于改善混凝土中水泥石的膠凝物質的組成?；钚缘V物摻料中含有大量活性SiO2及活性AL2O3，它們能和波特蘭水泥水化過程中產生的游離石灰及高堿性水化矽酸鈣產生二次反應，生成強度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)的低堿性水化矽酸鈣，從而達到改善水化膠凝物質的組成，消除游離石灰的目的，使水泥石結構更為致密，并阻斷可能形成的滲透路。此外，還能改善集料與水泥石的界面結構和界面區(qū)性能。這些重要的作用，對增進混凝土的耐久性及強度都有本質性的貢獻。礦渣粉應選用活性較高，比表面積不宜低于350m2/kg，但也不宜超過350m2/kg。因此我們選用的選用唐山唐龍新型建材有限公司生產的S95級礦渣粉檢測結果見下表表4礦渣粉試驗結果表檢測項目標準規(guī)定檢測結果標準方法標準代碼碼比表面積（m22/kg）＞350358GB/T80774-19987密度(g/cm3)≥2.83.02GB/T2088-19994氯離子含量(%%)≤0.020.12JTJ270--98活性指數(7dd)(%))≥7589GB/T80446-20000活性指數(288d)(%%)≥95112GB/T80446-20000三氧化硫(%))≤40.5728GB/T1766-19996堿含量(%)----0.57GB/T1766-19996含水量(%)≤1.00.64GB/T80446-20000燒失量(%)≤3.00GB/T1766-199962.5減水劑配制耐久性混凝土在保證混凝土拌合物所需流動性的同時應盡可能減少用水量以保證較低的水膠比，使混凝土的總孔隙，特別是毛細管孔隙率大幅度降低。故選用了天津世新建材有限公司生產的KD-M1緩凝高效減水劑，檢測結果見下表表5減水劑試驗結果表檢測項目標準規(guī)定檢測結果標準方法標準代碼碼28d抗壓強度度比（%）≥110132GB80766-19997減水率（%）≥1016.8GB80766-19997凝結時間差（初初凝）（min）-90~+1220105GB80766-19997鋼筋銹蝕對鋼筋有無銹蝕蝕危害無GB/T80777-20000堿含量（%）----7.7157GB/T80777-20000氯離子含量（%%）----1.93GB/T80777-20000密度(g/cmm3)----1.26GB/T80777-20000PH值----10.58GB/T80777-200002.6引氣劑抗凍性混凝土應通過引入一定量細小均勻的氣泡，阻斷混凝土內的微裂縫，以改善混凝的土內部結構，提高混凝土抗凍性和防腐性能。引氣劑應選用表面張力降低值大、水泥稀漿中氣泡容量多而細蜜、氣泡穩(wěn)定時間長，不溶殘渣少的產品，因此選用了青島科力建材有限公司生產的PC混凝土引氣劑3、配合比及混凝土性能結果表6配合比強度標號單位用量（kgg/m3）水泥粉煤灰礦渣粉砂石水減水劑引氣劑C302660114634.61322.4144.45.70.0228C40280012062813121449.60.018表7混凝土性能試驗結果強度標號設計坍落度（mm）實測坍落度（mm）設計含氣量（%%）實測含氣量（%%）28d抗壓強度度（Mpa）抗凍性能氯離子含量%堿含量（%）抗?jié)B性能C3070-90704-65.538.6大于F2500.082.57＞8C40140-16001604-66.050.4大于F2500102.82＞84、坍落度坍落度是新拌混凝土的常規(guī)性能，施工生產時應嚴格控制，確保混凝土性能的穩(wěn)定，保證施工正常。必須嚴格控制施工過程中的隨機加水，防止混凝土配合比的改變。5、混凝土含氣量在配制有抗凍要求的混凝土時，含氣量一般控制在4%-6%，含氣混凝土不僅能提高其抗凍性能，而且能夠提高混凝土的韌性和抗折強度。含氣量的大小與攪拌方法，運輸時間等有一定的關系，故我們采用強制式攪拌機和灌車運輸，并在生產和運輸當中加強了含氣量的控制及檢測，我們保證運輸到現場的混凝土含氣量控制在不小于4.5%，混凝土的含氣量過大會降低強度，過小則不起作用。6、抗凍試驗快速凍融試件經過250次凍融循環(huán)后，質量損失率為4.8%未超過5%，達到了規(guī)定的F250次凍融循環(huán)要求。7、強度試驗盡管混凝土強度與耐久性是不同概念，但又密切相關，它們之間的本質聯系是基于混凝土的