混凝土凍融損壞臨界值的高低

由于混凝土試件受壓時其內(nèi)部的裂縫有一部分會閉合，受彎時其受拉區(qū)的微裂縫將加速擴展，因此混凝土在拉伸荷載作用下微裂縫的擴展比壓荷載作用更為迅速。而混凝土經(jīng)受一定次數(shù)凍融循環(huán)后，混凝土內(nèi)部將會使原有的裂紋擴展或萌生新的微裂紋。因此可以預(yù)見凍融作用對混凝土抗折強度的影響比抗壓強度大。

在相對動彈性模量、抗折強度、抗壓強度、劈拉強度這四個指標(biāo)中，抗折強度隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加下降速度最快，而抗壓強度要慢得多。當(dāng)混凝土的相對動彈性模量下降到64%時，混凝土的抗折強度只有初始強度的34%，而抗壓強度是初始強度的64%，劈拉強度為初始的72%。由于凍融作用對混凝土抗折強度和抗壓強度影響的顯著差異，因此，在相同使用環(huán)境中遭受凍融作用的混凝土構(gòu)件，要想具有相同的使用壽命，受彎構(gòu)件的抗凍性要求應(yīng)該高于受壓構(gòu)件。以數(shù)據(jù)為例，按現(xiàn)行混凝土抗凍性評價方法，該配合比混凝土的抗凍等級可以評定為F100。但在75次凍融循環(huán)以后，混凝土的抗折強度下降到49%，肯定無法繼續(xù)滿足承載能力的要求。

此外，混凝土構(gòu)件在實際應(yīng)用中是處于應(yīng)力狀態(tài)?；炷猎趹?yīng)力作用下的抗凍性表現(xiàn)與單一凍融因素作用下的表現(xiàn)肯定存在差異。在壓應(yīng)力作用下，由于壓應(yīng)力對裂縫的閉合作用，不但阻止了裂縫的擴展，而且與非壓應(yīng)力作用下試件相比，壓應(yīng)力作用下試件的飽水度降低，這兩方面對混凝土的抗凍性均有利。從而使得混凝土在壓應(yīng)力作用下的抗凍性高于單一凍融因素作用下的抗凍性；或者說，壓應(yīng)力狀態(tài)下的混凝土構(gòu)件在凍融循環(huán)作用下其抗壓強度的下降速率比單一凍融因素作用的慢。但在彎拉應(yīng)力作用下，結(jié)果剛好與上述相反。文獻研究了彎曲應(yīng)力作用下混凝土的抗凍性，認為在0.25、0.50彎拉應(yīng)力水平作用下，混凝土的抗凍融循環(huán)次數(shù)很少。外部彎曲應(yīng)力對混凝土的凍融循環(huán)次數(shù)影響極大，當(dāng)應(yīng)力水平為50%時，水灰比為0.26~0.42（強度為C40~C80的非引氣混凝土）的混凝土經(jīng)過20~40次凍融循環(huán)便發(fā)生破壞。

綜上所述，對于受壓混凝土構(gòu)件，雖然凍融造成了混凝土的抗壓強度下降，但其下降幅度與抗折強度相比小很多，此外，由于壓應(yīng)力對混凝土的抗凍性有利，使得混凝土在受壓狀態(tài)下抗壓強度下降不大，因此，以相對動彈性模量下降到60%時的凍融循環(huán)次數(shù)來評價受壓混凝土的抗凍性是比較合理的。但對于受彎混凝土構(gòu)件，由于在凍融循環(huán)作用下，混凝土的抗折強度下降幅度很大，且在拉應(yīng)力作用下，混凝土的抗凍性急劇下降，從另外一個角度來說，就是更進一步加劇了抗折強度的下降，因此，以相對動彈性模量下降到60%時的凍融循環(huán)次數(shù)來評價受拉混凝土的抗凍性過于寬松。

路面混凝土在實際應(yīng)用中是薄壁受彎構(gòu)件，抗折強度是其重要的控制指標(biāo)，因此，如果仍然以動彈性模量作為混凝土的抗凍性評價指標(biāo)，應(yīng)大幅提高相對動彈性模量的臨界值。