1、凍融是混凝土耐久性研究中的重要方面，這一劣化過程在許多國家至今仍不斷引起混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題。由于除冰鹽在路面和公路大橋中的使用以及北方海洋地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)，鹽凍也日益成為混凝土凍融研究中最典型、最復(fù)雜的熱點(diǎn)問題之一。雖然自上世紀(jì)三四十年代以來以Powers為代表的研究者就開始對混凝土的凍融機(jī)理進(jìn)行了大量研究，形成了一系列理論假說，但已有的很多理論都不能完全解釋所有試驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象。針對混凝土鹽凍作用下的損傷劣化研究更多集中在對混凝土

2、宏觀指標(biāo)的整理上，微觀層面上針對混凝土微結(jié)構(gòu)、孔溶液的研究仍顯不足且比較分散，對孔溶液在鹽凍復(fù)合條件下的化學(xué)成分動態(tài)及傳輸機(jī)理的探究較少，研究手段差別很大。
　　 針對以上問題，本文研究了水灰比、含氣量等內(nèi)部因素和養(yǎng)護(hù)條件、凍融環(huán)境等外部因素對混凝土凍融劣化的影響，并開展了孔溶液分析和微觀試驗(yàn)研究，探究鹽凍條件下混凝土微結(jié)構(gòu)劣化及氯離子傳輸機(jī)理。主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　 (1)在不摻加引氣劑的情況下，混凝土水灰比越

3、大，混凝土自由水含量越高，鹽凍時質(zhì)量損失率越大。壓汞分析表明，低水灰比混凝土缺陷較少，孔結(jié)構(gòu)較好，孔級配優(yōu)良，但是水灰比對混凝土的孔結(jié)構(gòu)和孔級配差異的影響并不是很顯著，這也造成了雖然低水灰比對抗凍有利，但是不同水灰比混凝土相對動彈模量下降速度差異并不顯著，水灰比為0.4、0.5和0.6的混凝土水凍環(huán)境下抗凍耐久性指數(shù)分別為0.030，0.028和0.026。而鹽凍混凝土受水灰比影響較為明顯，水灰比為0.35和0.4的混凝土抗凍耐久性指數(shù)

4、分別為0.228和0.092。低水灰比混凝土優(yōu)良的孔結(jié)構(gòu)使其獲得了良好的抗?jié)B性，其凍融條件下氯離子擴(kuò)散系數(shù)和孔溶液氯離子濃度均低于高水灰比混凝土。氯離子擴(kuò)散系數(shù)總是隨水灰比的增大而增大，且氯離子擴(kuò)散系數(shù)與水灰比近似成線性關(guān)系。
　　 (2)養(yǎng)護(hù)環(huán)境能夠影響混凝土內(nèi)水泥的水化反應(yīng)進(jìn)行程度，影響混凝土的凝結(jié)硬化，影響混凝土成熟度，影響混凝土的強(qiáng)度與內(nèi)部結(jié)構(gòu)。與絕水養(yǎng)護(hù)混凝土相比，水養(yǎng)混凝土最可幾孔經(jīng)和臨界孔徑較小，因此其鹽凍條件下的

5、氯離子擴(kuò)散系數(shù)低于絕水養(yǎng)護(hù)混凝土，抗?jié)B性更高。由于初始飽水度較低，絕水養(yǎng)護(hù)試件的相對動彈模量在凍融初期大于水養(yǎng)試件的相對動彈模量。25次循環(huán)時，絕水養(yǎng)護(hù)的混凝土相對動彈模量要高于水養(yǎng)混凝土的相對動彈模量。此時，A組(水灰比0.4)水養(yǎng)動彈模僅為絕水養(yǎng)護(hù)的73.9％，B組（水灰比0.5）這個比例為53.3％，而C組（水灰比0.6）為29.6％。在凍融后期兩者已接近。
　　 (3)摻加引氣劑后，混凝土相對動彈模量的下降和質(zhì)量損失率都

6、非常小。相對于水灰比，含氣量對混凝土抗凍性的影響更為明顯;含氣量足夠時，水灰比很高的混凝土（水灰比0.6）也可以具有優(yōu)異的抗凍性與抗鹽凍剝蝕性能。從微結(jié)構(gòu)方面分析，引氣劑的加入提高了混凝土的孔隙率、最可幾孔經(jīng)和臨界孔徑。引氣混凝土平均氣泡間距遠(yuǎn)小于非引氣混凝土，非引氣混凝土A的平均氣泡間距系數(shù)為AA的2.50倍，達(dá)到了337μm，而AA的平均氣泡間距只有135μm。引氣劑的摻入可以有效防止混凝土由于靜水壓而產(chǎn)生的破壞。從凍融條件下氯離子

7、擴(kuò)散試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，引氣混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)較低，且內(nèi)部較深處引氣混凝土的氯離子含量低于非引氣混凝土，其主要原因是引入的封閉氣孔阻斷了含氯離子孔溶液的滲流通道。但引氣混凝土表層氯離子濃度明顯高于非引氣混凝土的表層氯離子，說明氯離子更容易在引氣混凝土表層的大孔富集，這對鋼筋的保護(hù)是不利的。
　　 (4)隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增加，試塊的水化和硬化會更加的充分，水化產(chǎn)物不斷地填充毛細(xì)孔，使得混凝土內(nèi)小孔比例增加，大孔比例減少，使得混凝土獲得更

8、加優(yōu)良的孔結(jié)構(gòu)，混凝土的抗?jié)B性以及抗鹽凍性能隨之提高。所以，適當(dāng)?shù)脑黾羽B(yǎng)護(hù)齡期，給混凝土提供更好的養(yǎng)護(hù)環(huán)境，能充分促進(jìn)其水化、硬化的進(jìn)行，有利于提高混凝土的抗氯鹽侵蝕能力。未摻加引氣劑時，經(jīng)過50次凍融循環(huán)，14d養(yǎng)護(hù)齡期B組混凝土孔溶液中氯離子濃度為28d養(yǎng)護(hù)齡期的2.18倍，而對于經(jīng)過50次和100次凍融循環(huán)的引氣混凝土，這個比例分別為1.38倍和1.11倍。
　　 (5)鹽凍情況下混凝土的質(zhì)量損失率約是同條件下水凍混凝土的

9、10倍，但其相對動彈性模量下降速度稍慢與水凍混凝土;鹽凍條件下混凝土中自由水的吸收量會隨著凍融循環(huán)的進(jìn)行而上升，但到達(dá)一定程度時增速變緩;對于凍融耐久性指數(shù)大于0.95的試塊而言，其氯離子滲透系數(shù)和孔溶液中氯離子濃度均大于鹽水浸泡的未凍融試塊。這是因?yàn)樵诨炷羶?nèi)部結(jié)構(gòu)未發(fā)生顯著破壞的情況下，氯離子在混凝土中的傳輸受溫度主導(dǎo);鹽凍循環(huán)使非引氣混凝土最可幾孔經(jīng)增大30％左右，臨界孔徑增大1.5～3.0倍，平均氣泡間距進(jìn)一步增大，無害孔減少，