一、混凝土凍融破損的原因分析：

　　高寒地區冷卻塔混凝土結構在使用中普遍存在裂縫、剝落等質量通病。常見原因主要包括以下兩個方面

　　1，干濕交替及凍融循環損傷：

　　混凝土的凍融破壞是高寒地區混凝土工程的常見病害之一，它是由物理作用(干濕的變化、溫度的變化、溫度思維變化等)引起的混凝土損傷，引起的凍融變化等。混凝土凍融侵蝕的主要原因是混凝土空隙中的水在干濕交替和凍融循環交替作用下，在冰脹壓力和滲透壓力的共同作用下形成疲勞應力，使混凝土產生由表面到內部的侵蝕，從而減少混凝土的凍融侵蝕混凝土強度。

　　經過反復的凍融循環，損傷逐漸積累和擴展，并發展成相互連接的裂縫，逐漸降低混凝土的強度，甚至完全喪失。從實踐中不難看出，混凝土在干燥狀態下不存在凍融破壞問題，因此飽和狀態是混凝土凍融破壞的必要條件之一。另一個必要條件是外界溫度的正負變化，使混凝土孔隙中的水反復凍融循環。這兩個必要條件決定了混凝土凍融破壞是從混凝土表面第一層剝蝕破壞開始的。

　　2：化學的侵蝕和碳化：

　　化學侵蝕主要是煙囪排出的含有SO2的氣體，在空氣中進一步氧化為SO3，對混凝土形成化學侵蝕，與混凝土中的Ca(OH)2反應生成Ca(so)4，導致體積膨脹。然而，Ca(so)4與混凝土中的C3a反應生成硫鋁酸鈣，導致二次體積膨脹。膨脹應力使混凝土產生裂縫和脆化。

　　碳化的主要原因是煙囪排放的氣體使周圍空氣中的二氧化碳濃度增加。高濃度CO2的長期腐蝕導致塔身、人字柱混凝土碳化。在有水分的情況下，碳化混凝土會因收縮而開裂。

　　由于混凝土的碳化和化學侵蝕，鋼筋表面原有的鈍化膜被破壞，鋼筋銹蝕，體積膨脹，膨脹應力使混凝土保護層開裂，沿鋼筋即沿鋼筋形成裂縫，保護層坍塌。

　　二、混凝土冬季施工工藝：

　　1、混凝土防凍外加劑：使用防凍外加劑就是一種有效地提高混凝土抗凍性的措施。負溫對混凝土十分不利，其一是施工周期長。其二是影響工程質量。使用防凍劑是寒冷地區保證混凝土冬期施工質量，節省能源，降低工程造價的有效措施。加入外加劑進行混凝土冬季施工，其主要作用有以下幾點：

　　①.降低了混凝土早期受凍的臨界強度。總的來說摻外加劑后可使臨界強度降低(20%～30%)r28，這就大大的縮短了混凝土的養護時間，降低了養護的造價，縮短了施工周期。

　　②.促使新拌混凝土內固相水-冰的結晶畸變。摻外加劑混凝土中液相的固化，實際上是把一部分水“貯存”起來，隨著結冰的進程，由于液相的減少，使外加劑的濃度不斷增大，與此同時，一部分水用于水泥的水化并結合于水化物中，也使濃度增加，冰點下降，當外加劑溶液的濃度在混凝土液相中接近平衡時，則水泥所需要的水量就由溶冰來獲得。其結果，是混凝土中的含冰量逐漸減少并直到消失。

　　③.改變混凝土的孔結構。無論是新澆混凝土還是硬化混凝土的抗凍性，均與混凝土的孔結構有關。通過引氣外加劑使混凝土具有一定的空氣含量，從而改善混凝土的孔結構，可以提高其耐久性及抗早期受凍的能力。

　　④.提高混凝土早期強度。早強作用主要是改變水泥中硅酸鹽的溶解性，從而加速了水泥混凝土的硬化，并生成了復式及堿性的水化生成物。生成的水化物結晶在某種程度上就加強了水泥漿的結構形成作用使新澆混凝土較快地達到臨界強度。

　　⑤.改變了混凝土水灰比及降低混凝土拌合物的用水量。水灰比影響混凝土的孔結構及結構形成過程，因此冬期施工力圖通過外加劑的減水增塑作用，不斷降低混凝土的水灰比。為了滿足冬季施工的要求，國內外科學工作者對防凍劑技術進行了不懈的研究和追求，取得了一系列令人滿意的結果，防凍理論日漸完善，防凍劑產品和品種得到了長足的發展，冬期施工中可使用的外加劑除防凍劑以外，還有引氣劑、減水劑、早強劑等，常常將它們復合使用。

　　2、引氣劑：引氣劑的摻入可在混凝土中產生適量的閉合微小氣泡，改善混凝土結構，有助于混凝土抵抗早期凍害。當水受凍膨脹時產生的附加孔隙可起緩沖作用，減少破壞，因而能增加混凝土的抗凍性。

　　混凝土中摻入引氣劑后，引入大量均勻、穩定而封閉的微小氣泡，這些微小封閉氣泡互不連通、均勻穩定分布在混凝土中，當孔隙內自由水凍結時，氣泡被壓縮，可大為減輕冰凍給孔隙帶來的脹壓力;溶解時這些氣泡可恢復原狀，因此孔隙內自由水反復凍融也不致對孔壁產生很大的壓力。這些氣泡在混凝土中起類似滾珠的作用，可使混凝土的流動性大為改善，提高了混凝土的和易性，減少泌水和分離。由于和易性改善，可以降低混凝土的單位用水量，在水泥用量不變的情況，可以彌補部分由于引氣而致的強度損失。只要引氣量合適，普通混凝土也可以獲得非常高的抗凍性能。

　　引氣劑用于提高混凝土的抗凍性已有多年的歷史，長期以來，它的功能主要被歸結于氣泡卸壓這一物理作用。氣泡的物理作用和引氣劑的表面化學作用同為引氣混凝土抗凍性提高所不可忽略的原因。

　　3、減水劑：

　　它可以不改變和易性，增大混凝土熟料的流動性，從而減少混凝土的拌和用水量，降低水灰比，因而減少由于水凍結而產生的結構缺陷的機會，并可強化混凝土的硬化過程。摻入減水劑能夠改善混凝土的工作性，使更易于澆筑成型，從而使混凝土的密實度增加，泌水率減小，混凝土內外分層現象減輕避免混凝土表層凍酥及在鋼筋石子周圍形成冰膜;混凝土的水灰比減小，混凝土內的氣泡直徑和間距相應減小，有利于提高抗凍性。高效減水劑對水泥的分散作用可提高早強組分和防凍組分的作用效果。

　　減水劑具有分散的作用，它能夠使水泥成為細小的、彼此分離的單個粒子，均勻的分散于水中，還能使水泥微粒表層形成一層穩定的水膜，而增加混凝土拌合物的和易性，減少水泥用量。因此減水劑有改善混凝土的空隙結構，增強耐久性的能力。由于減水劑減少了混凝土中的含水量的作用，并能使冰晶粒度細小且分散，從而減弱了含冰量對混凝土結構的破壞作用。

　　4、早強劑：可縮短水泥的凝結時間，加速混凝土強度增長，及水泥的早期放熱反應。早強劑作用：

　　①.加速水泥水化。使水泥礦物中的c3s、c3a與水迅速反應，生成鈣礬石晶體和鈣礬石凝膠較早達到臨界強度，以抵抗水結冰時的冰脹應力。

　　②.降低冰點。一方面早強劑也是電解質，另一方面因大量的游離水成為結合水，使防凍劑的濃度增大，提高了混凝土的早期強度，為混凝土提前進入抗凍臨界強度創造條件。

　　三、總結：

　　對我國各種防凍劑成分調查發現，其組成成分不能單一，必須是多種成分復合而成。高效減水劑、早強劑、引氣劑等多種成分復合使用，相互彌補各自的缺點和充分發揮各自的作用，這樣才能做到使防凍劑具有抗凍、早強、阻銹、催化等綜合作用，才能獲得最佳效果。高效防凍劑是基于大幅度的減少造成凍害的根本，提高混凝土早期強度，提高毛細管中防凍劑濃度和細化毛細管徑等多種降低冰點的方法及引入適量氣相降低凍脹應力為配置依據的。

　　上述關于凍害機理及防凍外加劑的敘述是密切相關的，只有更透徹的了解混凝土的凍害機理才能在此基礎上不斷的研究和生產出更多更優質的防凍外加劑，才能不斷提高混凝土的抗凍性，縮短冬季施工時間，提高冬期施工質量，節省冬季施工費用，創造更大的經濟效益。

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