混凝土冻融破坏的防治技巧

（一）提高混凝土抗冻融破坏耐久性的措施

提高混凝土抗冻融破坏耐久性的措施，首先应从提高混凝土本身抗冻融破坏能力着手，其次是对混凝土作必要的防护，避免或减少混凝土受冻结，主要措施如下。

1.正确选择混凝土抗冻融破坏耐久性指标

如上一节所述，影响混凝土冻融破坏的因素包括混凝土的抗冻融破坏能力、环境条件、混凝土的饱水程度等。因此，选择混凝土抗冻融破坏耐久性指标——抗冻等级应根据混凝土工程所在地区的气温情况，每年冻融循环次数、混凝土的种类及使用部位、混凝土饱水条件、混凝土构件的重要性和检修条件等进行确定。表3-10是SL211—98《水工建筑物抗冰冻设计规范》规定的指标。对重要工程以及不利因素较多时，可选用提高一级的抗冻等级。

2.使用质量优良的原材料

选用质量优良的原材料是配制高抗冻融破坏能力混凝土的基本条件，也是提高混凝土耐久性的重要措施。在原材料方面需选用抗冻融破坏能力高的水泥，如硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级宜不低于42.5MPa；选用质地坚实、吸水率低、软弱颗粒含量少、含泥量低、粒径适当且片状颗粒含量少的骨料；掺入适量高效减水剂及引气剂和适量优质掺和料（如硅粉、优质粉煤灰等）。

表3-10　水工结构和构件混凝土抗冻等级要求［13］

续表

注　1.年冻融循环次数分别按一年内气温从+ 3 ℃以上降至- 3 ℃以下，然后回升到+3 ℃以上的交替次数和一年中日平均气温低于-3 ℃期间设计预定水位的涨落次数统计，并取其中的大值。
2.冬季水位变化区，指运行期间可能遇到的冬季最低水位以下0.5～1.0m 冬季最高水位以上1.0m（阳面）、2.0m（阴面）、4.0m（水电站尾水区）。
3.阳面，指冬季大多为晴天，平均每天有4h以上阳光照射，不受山体或建筑物遮挡的表面，否则均按阴面考虑。
4.最冷月平均气温低于-25 ℃地区的混凝土抗冻等级宜根据具体情况研究确定。

3.选择优良的混凝土配合比(www.xing528.com)

优良的配合比是混凝土具有良好抗冻融循环耐久性的基础。水灰比的大小是影响混凝土密实性的主要因素，为了保证混凝土具有很好的抗冻融破坏能力，应严格控制水灰比。SL211—98《水工建筑物抗冻设计规范》规定，大中型工程抗冻混凝土的水灰比应通过试验确定。小型工程抗冻混凝土的水灰比应达到表3-11的要求。

表3-11　小型工程抗冻混凝土水灰比要求

骨料的合理级配，可使混凝土在保证和易性要求的条件下，减少水泥用量，并有较好的密实性。这样不仅有利于混凝土耐久性，而且也较经济。掺用适量的减水剂及引气剂，可减少混凝土用水量和水泥用量，改善混凝土的孔隙构造。这是提高混凝土抗冻融破坏耐久性的有力措施。

4.精心浇筑均匀密实的混凝土

有了优良的原材料和好的配合比，仍须通过加强施工管理，严格控制施工质量，才能获得均匀密实的高抗冻融破坏能力的混凝土。施工过程中可采用二次振捣、真空模板等施工技术措施以提高混凝土的质量。冬季施工应避免新拌混凝土冰冻的不良影响。可以采用加热水拌和方法以提高混凝土拌和物的入模温度，但水温不宜高于60～80 ℃。过高的温度会使水泥产生假凝。此外，还应预防混凝土在运输过程中产生冻结现象，更不应将混凝土浇筑在结冰的基面上。应保证浇筑后混凝土的正常凝结硬化。

5.做好混凝土的养护、防护及维护

混凝土浇筑完毕后，应及时洒水养护，以保持混凝土表面经常湿润，防止混凝土干燥出现表面裂缝。早期应避免阳光曝晒，表面宜遮盖。混凝土的养护时间根据使用水泥的不同和工程结构的重要性等确定，一般宜达到14～28d，以保证混凝土强度的正常增长。寒冷及严寒地区，低温季节浇筑完毕的混凝土外露表面应及时保温，将混凝土与周围大气隔绝起来，以防新浇筑的混凝土受冻破坏。加强混凝土结构运行管理和维护也是防止混凝土冻融破坏的一项重要措施。在可能的情况下，消除或减少混凝土中的水分是有效的途径。对结构物的排水设施，保证其畅通；除了蓄水建筑物外，冬季可以不积水的建筑物则在冰冻期到来之前设法排空积水；对提供混凝土吸水饱和条件的渗水通道（如裂缝、孔洞）应进行修补、堵塞。严寒、冻结期较长地区，某些结构物冬季在其混凝土表面浇水形成冰覆盖层，起到一定的保温、减小冻结深度的作用。

（二）混凝土建筑物冻融破坏的修复

新浇筑的混凝土在凝结之前遭受冻结，此时拌和水冻结使混凝土总体积增大，由于水分冻结不参加水泥的化学反应，混凝土的凝结硬化推迟。若低温一直持续不变，则混凝土的凝结一直中断。由于拌和水冻结时膨胀，若冻结融化后不重新振实，将会使凝结硬化后的混凝土中存在大量的孔隙，强度极低。当冻结融化后重新振实混凝土，可以取得凝结硬化后混凝土强度不降低的令人满意效果。不过，这一方法是不得已而采取的，不值得推荐。如果混凝土在凝结之后，未达到要求的强度（大体积内部混凝土不小于5MPa，大体积外部混凝土和钢筋混凝土不小于10MPa）而受冻结，则结冰膨胀将引起混凝土破裂并造成不可恢复的强度损失，应视混凝土为被冻融破坏。

对被冻融破坏的混凝土建筑物进行修复之前，应确定混凝土受冻融破坏的程度和破坏的范围。一般应钻取混凝土芯样进行强度和抗冻试验，以了解混凝土强度和抗冻融破坏性能降低的程度。根据破坏的范围及深度确定修复方案、方法。水工蓄水建筑物上游做好防渗层，修补渗漏水的裂缝、孔洞，切断水源并保证排水系统畅通，使负温区混凝土内的水减少到最低限度，争取做到只冻不胀。对无法设置上游防渗层或设置有困难者，可在靠近上游的混凝土内钻孔灌浆设置止水帷幕，在其后加强排水，排走透过帷幕渗进混凝土结构内部的水。对多数结构物的混凝土冻融破坏，均可采用凿旧补新的方法进行修补加固处理，即把已遭冻融破坏的混凝土凿除，再浇筑新的高抗冻融破坏能力的混凝土。在修复遭受冻融破坏的混凝土结构物过程中，如何保证新老混凝土的结合良好是个关键。一般均需在清除已破坏的混凝土之后，在坚固的老混凝土表面钻孔并埋设锚筋。当锚筋与老混凝土间产生一定的锚固强度后，清洗混凝土表面，保持表面润湿不积水，涂刷一定厚度的无机界面粘结胶（使用有机界面粘结胶时，一般需使混凝土表面干燥），再浇筑新的混凝土抗冻层。