聊城——灌浆料的冻融劣化过程的3大描述

　　1、小孔失水干燥开裂冻融循环过程中，由于冰水之间的化学能差，未结冰小孔中的水分会向相邻的结冰的打孔迁移，使小孔失水，导致小孔部位局部干燥，进而导致局部收缩，受到周围灌浆料的约束，产生拉应力，在小孔处形成微裂缝。这种干燥微裂缝可能非常细小，一是因为孔隙之间水分迁移速度缓慢，虽然相邻的孔隙之间的水分迁移作用强，但是在一个冻融循环内的有效迁移时间有限，尤其是在实验室条件下，冻结面的推进速度较快，未结冰孔在较短时间内就达到结冰状态，化学能差消失，迁移停止；而是因为失水的孔隙孔径很小，干燥区与极小，绝对收缩微乎其微，低于产生开裂所需要的收缩值。

　　2、大孔饱和冻结膨胀开裂 由于冰点收到孔径的影响，，相同位置的大小孔隙并不在同一时间冻结（融解），形成冰水共存的状态，冰水之间化学能差导致水分迁移，大孔充水程度提高，尤其是表面层的大孔，经过若干次冻融循环，由于外部有足够的水分来源，内部水分也向表面层集中，有可能充水程度很高甚至达到饱和，这时冻结结冰会对孔壁产生压力，在基体中产生拉应力，当结冰压力达到一定程度，基体中的拉应力超过抗拉极限，就可能产生裂缝，对灌浆料、聊城灌浆料造成劣化和破坏。

　　冻融玄幻过程中由此产生的裂缝使灌浆料、聊城灌浆料试件的有效截面面积减小，导致横向刚度下降，动弹性模量降低。如果裂缝相互连通，形成封闭的开裂面，则被开裂面所包围的部分会与试件分离。如果试件中的裂缝均匀分布，那么当裂缝形成封闭曲面时，试件会发生解体，而不仅仅是表面剥落。经过冻融循环，表面形成层状剥落，说明表面层开裂非常剧烈，裂缝大部分连通。

　　3、表面剥落的原因 前面已经提到，冻融循环过程中的水分迁移趋势是向大孔迁移，向表面层迁移，表面层孔隙融解形成负压吸水时由于外部水源充分，很容易达到饱和，导致冻融时产生裂缝，形成破坏。可见，表面层孔隙冻融时导致周围基体的开裂，比内部孔隙容易的多，这是导致表面剥落的一个重要原因。同时应该注意到，外部水分来源是影响冻融循环表面剥落的一个关键因素。

　　另外，冻融时大孔内形成孔压时，表面层大孔与内部大孔受到周围的约束不同。对于内部孔隙，孔压增大产生变形时受到三向约束，因为相对于孔径，周围基体可视为无限大，对孔隙变形的约束很强，达到开裂需要的孔压可能远大于没有约束时需要的孔压，对与表层孔隙而言，情况大不相同，在与表面平行的两个方向上没有约束，在该方向上产生变形要容易的多，所以冻结时如果孔隙压力增大，该方向的变形会平行于表面的裂缝，裂缝容易产生而且方向一致，使得裂缝很容易连通，如果处于同一深度的裂缝连通，就会导致如试验中观察的曾状剥落。

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　　更新日期:2012年6月5日星期二