摘要:闡述混凝土抗凍等級的確定方法與目前混凝土生產技術存在的不足之處。重點分析了混凝土中大毛細孔和微毛細孔對混凝土吸水性、吸濕性及抗凍性的不同影響。并對混凝土抗凍等級的確定方法和提高耐久性的技術途徑提出了建議。
1.引言
混凝土抗凍等級是衡量混凝土耐久性的一個重要指標。目前，GBJ 82-85中規定混凝土抗凍等級的確定方法，是采用慢凍法和快凍法2種。這2 種方法的共同特點是按規定使混凝土試塊在冷凍前后處于水中浸泡和融化，并且要求水面至少分別高出試件頂面20mm和5mm（快凍法試件盒內）以上。也就是說試塊必須完全浸入水中融化并吸飽水分。用這種方法測試并評定混凝土的抗凍等級存在一個很重要的問題，即試塊吸飽水分后的含水率高低，完全取決于混凝土試塊的吸水性，而不是取決于混凝土試塊的吸濕性，這與大多數混凝土工程在應用環境中的實際含水率無相關性。因為比越小，混凝土的強度越高。
大多數混凝土工程是暴露于大氣中，而不是浸于水中。這些工程中混凝土的實際含水率主要取決于混凝土在空氣中的吸濕性，而不取決于混凝土的吸水性。
2.抗凍等級確定方法的商榷
混凝土的吸水性和吸濕性是2個完全不同的概念。吸水性是指混凝土在水中吸收水分的性質通常取決于混凝土中毛細孔數量多少和毛細孔半徑的大小。當混凝土浸入水中，其內部孔隙只要是開孔毛細孔就能被水充滿。因此，在毛細孔半徑范圍以內，毛細孔越多、半徑越大，混凝土的吸水率越高。其吸水性受大毛細孔數量的影響較大，而受微毛細孔影響相對較小。吸濕性是指混凝土在潮濕空氣中吸收水分的性質，與吸水性相反，吸濕性受大毛細孔影響較小，受微毛細孔數量影響相對較大。已有研究表明，只有在半徑小于0.1um 的微毛細孔中才能產生毛細孔凝結現象[1]，它可以吸附周圍介質的蒸汽而被充填，在孔壁上生成液膜，故這樣的孔具有吸濕性。所以，混凝土中微毛細孔數量越多，混凝土孔隙的吸濕性越強，排濕性越弱。此時，混凝土的孔隙率和吸水性都可能較低，但因具有吸濕性的微毛細孔數量較多，混凝土在大氣環境中仍然有相對較高的含水率（稱含濕率更為貼切）。
半徑大于0.1-1um的大毛細孔，只有直接與液體接觸時才能被液體充滿。在大氣中，大毛細孔不僅不吸收潮濕空氣中的水分，其中原有的水分反而會被排入空氣中[1]。這樣的孔隙不具有吸濕性。因此，混凝土中微毛細孔數量越少，大毛細孔數量越多，混凝土孔隙的吸濕性越弱；雖然，由于大毛細孔數量較多，混凝土的孔隙率和吸水性都可能較高，但處于大氣中混凝土的含濕率仍然可以較低。即吸水性低的混凝土仍可以有較高的吸濕性和含濕率；吸濕性和含濕率較低的混凝土也可以有較高的吸水性。作者試驗中，分別采用含細顆粒（小于5um）較少的水泥和細顆粒含量較多的水泥制備成的水泥石試樣，在潮濕空氣中放置3d，含細顆粒較少的試樣，吸濕率比后者降低17%-37%；而在水中浸泡1d，前者吸水率比后者提高13%-29%。
文章來源：中國水泥網
