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摘要：通过对混凝土结构盐冻损伤的破坏性能研究，分析氯盐和冻融对混凝土的破坏机理，从分析结果来看，氯盐可以大大的加速混凝土的剥蚀进程，但同时，一定浓度的氯离子又能够抑制混凝土动弹性模量的损失。并由此提出抵抗混凝土盐冻破坏的技术途径，为合理应用氯盐型融雪材料，在保证混凝土结构使用功能和耐久性寿命上提供参考。
关键词：盐冻；混凝土；动弹模量
引言
寒冷地区冬季积雪影响道路交通的正常运行，为了避免交通事故的发生，常在路面上撒融雪剂，通过降低冰点达到融冰雪的效果。但氯盐融雪剂是一把“双刃剑”，在融冰化雪的同时，会带来巨大的负面影响，如基础设施的腐蚀危害、混凝土的冻融破坏和环境污染(破坏植被、地下水污染等)。盐冻不但加剧了路面的破坏程度，而且使路面破坏提前。
混凝土冻融破坏广泛存在，不仅发生在“三北”等严寒地区，在长江以北黄河以南的中部地区也广泛存在。因此，对氯盐和冻融双重因素作用下混凝土破坏机理及相关研究具有重要意义。
1 盐冻作用下混凝土破坏机理分析
1.1盐冻对混凝土物理腐蚀和化学破坏机理分析
物理腐蚀破坏机理可以解释为3条理论:（1）混凝土内部饱水度增大；（2）微观孔结构结晶盐水造成很大的内侧压力；（3）毛细管水形成流动水压。结构内外离子浓度差异形成高渗透压，提高了饱水度，进而增大了结晶水压和流动水压，使得混凝土由内而外逐层剥蚀，这是盐冻混凝土物理损伤的最主要的机理。
化学侵蚀破坏机理主要是由于氯盐加速了混凝土碱集料反应，生成了一系列有害复盐介质，加速了混凝土胶凝材料与骨料的剥离。
1.2氯离子对混凝土盐冻破坏机理分析
从图1、2中曲线变化可以得出两点，第一点是，水冻比盐冻对混凝土动弹性模量的影响大，300次冻融循环后水中试件的动弹性模量损失是是NaCl溶液的1. 3倍，6: 2: 2溶液的1.2倍，是6: 3: 1溶液的1. 1倍，说明一定浓度的氯盐溶液可以抑制动弹性模量的衰减;第二点是，一定浓度范围内的氯盐溶液中，C1浓度越低抑制效果越明显，C1浓度越高抑制效果越差。导致这一结果的影响因素很复杂，简单来说，混凝土内部裂缝是导致动弹性模量下降的根本原因，短循环期内混凝土内部损伤远小于外部损伤，故动弹性模量下降不明显；混凝土强度随龄期的增加而增长，低浓度的盐溶液可以降低孔隙水结晶点，一定程度上减小晶体冻胀力，抑制内部裂缝的产生，从而抑制动弹性模量的损失。
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2 抵抗混凝土盐冻破坏的措施
2.1理论分析
（1）可利用水泥浆体内部的空气泡缓冲效益来缓解其破坏能力，研究表明，适量的含气量可以保护低孔隙率混凝土减少冻害。
（2）孔结构是决定混凝土抗冻性主要因素，水泥石成形时产生的毛细孔和其他大孔具有吸纳水分的能力，这下孔隙一般比较大，很容易结冰膨胀，它们是造成混凝土破坏的主要原因。但水泥石中的一些化学收缩孔和凝胶孔由于孔径比较小，不易结冰，这些孔就可以在结冰时起到缓冲作用。这也是随着混凝土养护龄期的延长，孔结构的不断改善，其抗冻性也将不断提高的原因。
2.2具体措施
（1）加入引气剂对混凝土抗盐冻破坏的作用
有相关研究表明，掺高效型引气剂后混凝土的抗盐冻性明显提高。比如能随着冻融次数不断加大，越到后期，加入引气剂的混凝土在抗弯、抗折以及动态模量变化中减小的最小，其对混凝土抗盐冻破坏有显著作用。掺高效型引气剂混凝土由于内部引入了均匀一定量的气泡，切断了毛细孔渗水的通道，降低了孔隙中的饱水程度，另外，这些球形孔可以成为冰、水迁移的“蓄水池”，缓冲结冰引起的静水压和渗透压，大大提高了混凝土的抗冻性。
（2）掺入硅灰对混凝土抗盐冻破坏的作用
因为硅灰具有较高的火山灰活性和超细粒作用，能填充混凝土的孔隙，改善混凝土的孔隙结构，使孔径细化，提高混凝土对氯离了渗透的扩散阻力，减少了混凝土的剥蚀量，提高了混凝土抗冻性能。
3 结论
通过对混凝土盐冻破坏性能变化研究，对其破坏机理进行了分析，并由此提出一些抵抗盐冻破坏的措施，主要得出已下结论：
1）结构内外离子浓度差异形成高渗透压，提高了饱水度，进而增大了结晶水压和流动水压，使得混凝土由内而外逐层剥蚀，这是盐冻混凝土物理损伤的最主要的机理。
2）混凝土在盐溶液中经反复冻融后，盐结晶压作用和氯盐与混凝土中的水化产物发生的化学反应生成的膨胀性复盐使试件发生膨胀，当膨胀压力超过混凝土的抗拉强度时就发生开裂，加剧混凝土破坏。
3）一定浓度的氯离子可以有效抑制混凝土动弹模量的损失，提高其耐久性寿命。
4）通过掺硅灰和高性能引气剂两种措施可以改善混凝土在盐冻作用下的性能破坏情况
5）氯盐是一把“双刃剑”，在使用融雪剂或氯盐
外加剂时一定要严格控制，既要保证交通系统正常运
营和降低对环境的危害，又要保证混凝土结构的耐久性寿命不受影响。
参考文献
[1] 卢振永.氯盐腐蚀环境的人工模拟试验方法.硕士学位论文2007.
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[4] 吴泽媚.氯盐和冻融对混凝土破坏特征及机理研究.硕士学位论文.2012.
[5] 程波.寒区钢筋混凝土盐冻损伤机理及耐久性研究.公路交通科技（应用技术版）.2018.
论文作者:戚文科1
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：混凝土论文; 机理论文; 弹性模量论文; 孔隙论文; 浓度论文; 耐久性论文; 水压论文; 《基层建设》2019年第32期论文;