凍害對(duì)新拌灌漿料有直接的影響,如何避免新拌灌漿料遭受凍害而應(yīng)采取的措施。但不可避免的是,成熟灌漿料必然會(huì)暴露于交替進(jìn)行的凍融作用下—自然界常見(jiàn)的溫度循環(huán)。
由于飽和灌漿料、北京灌漿料、高強(qiáng)灌漿料的服役環(huán)境溫度降低時(shí),吸附于硬化水泥漿中毛細(xì)孔的水結(jié)冰,與巖石孔隙的凍結(jié)相似,將導(dǎo)致灌漿料膨脹。若隨后解凍在結(jié)冰,膨脹將繼續(xù)加大。由此可見(jiàn),反復(fù)凍融循環(huán)具有累計(jì)效應(yīng),這種作用主要發(fā)生在硬化水泥漿中。灌漿料因不完全密實(shí)形成的較大孔常充滿空氣,因而并不致遭受明顯的冰凍作用。
凍結(jié)是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程,部分是由于灌漿料、北京灌漿料、高強(qiáng)灌漿料的傳熱速率,部分是因?yàn)樯形磧鼋Y(jié)的孔隙水(冰點(diǎn)降低)中可溶鹽的濃度逐漸增加,此外,還有冰點(diǎn)隨孔隙尺寸不斷變化的緣故。由于毛細(xì)管內(nèi)冰體表面張力的作用,使其處于受壓狀態(tài),冰體越小,壓力越大;因而凍結(jié)首先從最大孔隙開(kāi)始,隨后逐漸向較小孔隙擴(kuò)展。凝膠孔尺寸很小,以致溫度高于—78℃時(shí)不會(huì)有冰核形成,所以凝膠孔內(nèi)實(shí)際上不會(huì)結(jié)冰。然而,隨著溫度的降低,由于凝膠水與冰的嫡值不同,凝膠水會(huì)獲得使其轉(zhuǎn)移至含冰毛細(xì)孔的潛能。凝膠水的擴(kuò)散將導(dǎo)致冰體形成和膨脹。
因此,膨脹壓力的產(chǎn)生有兩種可能。首先,水結(jié)冰導(dǎo)致體積增大約9%,以致孔隙中過(guò)量的水被排擠出去。凍結(jié)速率將決定因冰面推進(jìn)而使水排出的速度,水壓則取決于水流的阻力,即取決于流經(jīng)通道的長(zhǎng)短及凍結(jié)孔隙與能容納多余水分的孔隙之間硬化水泥漿的滲透性。
灌漿料、北京灌漿料、高強(qiáng)灌漿料的第二種膨脹壓由水?dāng)U散引起,后者致使較少量的冰體生長(zhǎng)。盡管灌漿料凍融作用仍存在有爭(zhēng)議,但該機(jī)理對(duì)導(dǎo)致灌漿料破壞方面及其重要。凍結(jié)水(純水)與孔隙水的分離會(huì)導(dǎo)致局部液相濃度增加,由此形成的滲透壓會(huì)導(dǎo)致水?dāng)U散。若在滲透壓作用下,水分能從底部穿過(guò)板厚向頂部滲透,則該板將遭受?chē)?yán)重破壞。此時(shí)灌漿料的含水總量會(huì)比受凍前大大增加,事實(shí)上,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾例由冰晶分層引起的破壞現(xiàn)象。
在其他情況下也會(huì)出現(xiàn)滲透壓力。以鹽為路面或橋面的除冰劑時(shí),一些鹽分會(huì)被上部灌漿料、北京灌漿料、高強(qiáng)灌漿料吸收。由此產(chǎn)生較高的滲透壓,會(huì)使水分向正在結(jié)冰的最冷區(qū)域遷移。
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