混凝土抗凍性能檢測與評估試驗研究

李玉軍

（南水北調東線山東干線有限責任公司 濟南 250013）

混凝土抗凍性能檢測與評估試驗研究

李玉軍

（南水北調東線山東干線有限責任公司 濟南 250013）

根據實際工程要求，通過鉆芯法及速凍試驗法對現場已經成型的混凝土抗凍性能進行檢測和評估。研究結果表明：經過凍融試驗，混凝土均不同程度出現粉狀剝落，隨著水灰比的增大質量損失越多，相對動彈性模量降低也越大；水灰比越大，抗凍性能越差。

混凝土 抗凍性能 檢測 評估

1 概述

在我國北方寒冷地區的水利工程中，凍融破壞是引起混凝土水工建筑物耐久性的主要因素之一，凍融破壞嚴重影響水工建筑物的正常運行，導致其安全性使用壽命降低。本文對我國北方某水利工程中不同標段的3批混凝土的抗凍性能進行檢測，并根據速凍法試驗結果，依據《水運工程混凝土試驗規程》，評估3批混凝土的抗凍性是否滿足混凝土設計抗凍等級F150的要求。

2 現場檢測與抗凍性能試驗

2.1現場檢測取樣

根據《水運工程混凝土試驗規程》（JTJ 270-98），并結合現場實際情況，采用鉆芯法，共有3個混凝土檢測批，每個檢測批鉆取3個直徑為100mm、長為400mm的混凝土芯樣，并根據施工日期分為A、B、C三組，并依次編號為X1～X9，取出的混凝土芯樣外觀質量均較好，混凝土振搗充分，芯樣表面無氣孔等缺陷。

2.2混凝土配合比

根據現場調閱施工資料，混凝土配合比共有3組，見表1。

2.3速凍試驗方法

室內按照《水運工程混凝土試驗規程》（JTJ 270-98）的要求，將現場所取9個抗凍芯樣加工成長度為400mm的混凝土芯樣，并將加工后的芯樣浸泡在20℃±3℃的淡水中4d，對已飽水完畢的試件，擦去表面水后，測其初始質量、初始共振頻率，然后將試件裝入桶底和桶壁均襯有橡皮的試件桶內，注入淡水，水面應浸沒試件頂面20mm，試件放在混凝土快速凍融試驗機中進行凍融試驗，每4h為一個凍融循環歷時。

表1 混凝土配合比

試驗過程中每隔25次進行一次檢查，每次檢查完畢后將試件調頭重新裝入試件盒，注入淡水，繼續試驗，當有一部分試件停凍取出后，應另用試件填充空位，若無正式試件，應用廢試件填充。

將芯樣進行150次凍融循環試驗后，從試件筒中取出立即用電子天秤稱重，并用動彈性模量測定儀進行自振頻率測試，按《規程》（JTJ 270-98）的要求，將3個試件分為一組進行分析評估。

3 試驗結果與分析

3.1試驗現象分析

混凝土芯樣經過150次凍融循環試驗過程后，芯樣均出現不同程度的凍融破壞現象，試驗現象見表2。

表2 混凝土芯樣凍融試驗現象匯總表

3.2混凝土抗凍性能分析

3.2.1質量損失率按公式（1）計算

以3個試件試驗結果的平均值為測定值，計算結果見表3。

式中：Wn——n次凍融循環后試件質量損失率，%；

G0——試件凍融循環前的質量，g；

Gn——試件凍融n次循環后的質量，g。

表3 芯樣質量損失率與相對動彈性模量試驗結果匯總表

3.2.2相對動彈性模量按公式（2）計算

以3個試件試驗結果的平均值為測定值，計算結果見表3。

式中：Pn——n次凍融循環后試件相對動彈性模量，%；

f0——試件凍融循環前的自振頻率，Hz；

fn——試件凍融n次循環后的自振頻率，Hz。

3.2.3試驗結果評定要求

①相對動彈性模量下降至初始值的75%或質量損失率達5%時，即可認為試件已達破壞，并以相應的凍融循環次數作為該混凝土的抗凍等級（以F表示）。

②若凍融至預定的循環次數，而相對動彈性模量或質量損失率均未達到上述指標，可認為試驗的混凝土抗凍性已滿足設計要求。

4 結語

工程實踐中，采用速凍法可以從宏觀的角度，對水工建筑物中測混凝土的抗凍性能進行定量分析和評估；混凝土經過凍融循環后，會出現混凝土局部呈粉末狀脫落，質量呈整體較小的趨勢；水灰比對混凝土抗凍性能影響較大，隨著水灰比的增大，混凝土的質量損失的越多，相對動彈性模量降低的越多，混凝土的抗凍性能越差■