5.2 冻融裂缝的成因

混凝土冻融破坏机理在2.3节中已经介绍。

1.混凝土冻融破坏的条件

形成混凝土冻融裂缝的主要条件有两个：

1）混凝土孔隙内有充足的水，饱水度高于85%。

2）冻融变化。

2.冻融裂缝成因

（1）形成混凝土冻融破坏的环境因素

1）严寒或寒冷环境。

2）温度正负交替频繁。

3）环境湿度大。

4）构件或被水浸或表面被冰雪覆盖，融化的水渗入混凝土内。

（2）形成混凝土冻融破坏的具体原因

1）未根据环境特点按规范要求设定混凝土抗冻强度等级并进行设防。

2）装饰混凝土和GRC未按照混凝土标准设定抗冻强度等级并进行设防。

3）室外构件水平面未考虑排水坡度，或坡度过缓，易积水积雪积冰。

4）易积雪积冰积水的混凝土构件表面未做防水保护。

5）构件的凸出造型易发生冻融损坏。

6）未按照抗冻要求进行配合比设计。

7）水灰比大，导致混凝土孔隙率高。

8）未加外加剂或外加剂质量不好。

9）未采取抗冻融混凝土措施，如添加憎水性细骨料如粉煤灰等。

10）水泥质量不好，或安定性不好；或过期或受潮。

11）选用的骨料（如石子）吸水率高。

12）轻质混凝土选用的轻骨料（如陶粒）吸水率高。

13）混凝土搅拌时产生泌水，导致孔隙率较高。

14）混凝土振捣不密实，特别是边角部位未振捣密实，导致孔隙率较高。

15）GRC滚压不密实，特别是边角不密实，导致孔隙率高。

16）未充分保湿养护，导致孔隙率高。

17）养护温度低，水化不充分，导致孔隙率高。

18）蒸汽养护后未保湿，因晒干风干失水，导致孔隙率高。

3.裂缝的形成时间

冻融裂缝的出现与温度正负交替次数有关，也与混凝土抗冻融性能有关。抗冻融性能差的混凝土，浇筑后一两个冬季后就会出现裂缝。抗冻融性稍好一点的混凝土可能在经过几个冬季后才出现裂缝。

如果按照规范抗冻融要求进行构件形体设计，设定混凝土抗冻等级，根据抗冻等级进行配合比设计并保证材料、混凝土制备和施工质量，就可以避免混凝土服役期内出现冻融裂缝。

4.裂缝的形状与特点

混凝土冻融裂缝是剥离性裂缝，表现为混凝土表面酥松，抗压强度大幅度降低。