摘要：混凝土工程发生破坏的原因是多种多样的。就冻融破坏而言，一般都是经过由表及里的过程，首先混凝土建筑物表层发生剥蚀，并逐渐向深层发展，直至混凝土产生酥松，失去强度，最后导政工程局部或整个工程破坏。据调查，发生破坏的工程部位大多在水位变化区，如挡水建筑物的迎水面，涵洞，进水闸以及混凝土渠道边坡等。由于工程的某一部位发生了破坏，首先破坏了工程的整体性，削弱了结构的受力能力，降低了工程效益，甚至导致工程报废或发生是敌。因此，水工混凝土建筑物的冻融破坏与防治是一个值得重视和研究的重要课题。
关键词：水工建筑物；冻融破坏；防治措施
众所周知，当混凝土达到一定强度后，长期处在睡下或一直出在干燥条件下，他是不会发生冻融破坏的。如果混凝土一直处于冻结状态，而不发生融解，混凝土也不会发生破坏。只有当混凝土处于湖湿状态并经频繁的冻融交替循环，达到一定程度后，才逐步发生破坏，而且随着冻融次数的增加，破坏愈来愈严重。
长期以来，人们一直认为冻融破坏是由于混凝土毛细管内存在可动水，冻结后，水变冰，体积膨胀，产生冻胀应力，当冻胀里超过混凝土的抵抗力时，混凝土即发生破坏；引气混凝土之所以抗冻性能好，是因为混凝土内的微小气泡害断了混凝土内的毛细通道，提高了混凝土的抗渗能力，阻止了外界水分的侵入，减少了混凝土内的可冻水；另外由于这些微小气泡能起到松弛应力的作用，即气泡卸压的物理作用，增强了混凝土的抗冻能力。因此，减少混凝土内部可冻水的存在对提高混凝土的抗冻性是十分有效的。
提高混凝土的抗冻性能，关健在于选择优良的混凝土配合比，原材料，掺用优质的引气剂，减少混凝土内有害毛细水，使混凝土内可冻水减少到最小程度，改善混凝土孔隙结构；另外要提高混凝土施工质量，增强混凝土的抗渗性，从而达到提高混凝土抗冻性的目的。
掺用优质引气剂（或引气减水剂）室内研究与长期工程实践表明，提高混凝土抗冻性的重要而又有效的措施之一是在混凝土中掺入一定量的引气剂或引起减水剂，并保证其具有足够的含气量。引气剂是一种具有憎水作用的表面活性物质，它可以明显地降低新伴混凝土伴和水的表面张力与表面能，使混凝土内部产生大量均匀稳定，互不连通的微小气泡，这些气泡切断了混凝土中的毛细通道，阻止里外界水分的侵入，减少了混凝土内的可冻水；另外它可使混凝土冻结时所产生的膨胀力得到缓解，起到卸压作用，从而大大提高了混凝土的抗冻性。此外，掺引气剂后，可以明显地改善混凝土的和易 性，便于施工；同时由于引气剂具有一定的减水作用，在保证坍落度不变的情况下，可减少混凝土的用水量，也就减少了混凝土中的可冻水，所以引气剂混凝土的抗冻性远比普通砼好得多。
1．合理选择水灰比
当水泥品种，标号与骨料一定时，混凝土强度与灰水比（水灰比的倒数）呈线性关系，水灰比混凝土强度相应得到提高，担水泥用测量随之增多。这样一方面砼成本要加大，另外因水泥用量过多，混凝土容易产生裂缝，对工程结构的安全也是不利的。试验与工程实践证明，强度对抗冻并无重大贡献，它与抗冻标号并不存在线性关系。强度高的混凝土其抗冻性未必就高；反之，强度不高（一般具有抗冻要求的混凝土强度不应低于20MPa）的混凝土其抗冻性能未必就差。其关键要看砼内是否含有足够的含气量和较少的可冻水。因此，靠增加水泥用量提高混凝土强度来达到提高抗冻能力是不可能实现的。
对具有抗冻要求的混凝土工程，其水灰比不宜过大。水灰比过大，单位混凝土用水量增大，混凝土中多余的游离水，在混凝土硬化过程中逐步蒸发掉，生成大量的互相连通的毛细通道，使混凝土的密实性变差，其渗透性，吸水性增强混凝土则容易遭受动容破坏。水工混凝土施工规范根据混凝土工程的部位及所处的环境不同规定了不同的水灰比。如在寒冷地区，上下游水位变化区的混凝土，水灰比不大于0.5，温和地区不大于0.55；上下游水位以上，水灰比分别不大于0.6与0.65等。
2．选用优质原材料组成混凝土的原材料本身，对混凝土抗冻性能有着直接影响。
2．1水泥――水泥品种对混凝土抗冻性有一定影响，硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥抗冻性能较矿渣水泥火山灰水泥及粉煤灰水泥好。在硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥中掺入适量的粉煤灰或其它掺合料，抗冻性能明显降低，如果掺入适量的引气剂，使混凝土中含有足够的含气量其混泥土抗冻性不会受到影响。
2．2引气剂――目前国内引气剂品种繁多，应选用经过签定的高质量引气剂应用前应经过室内试验。因有些引气剂对某种水泥适应性好能发挥引气剂的积极效果；而有些引气剂对某种水泥适应性差，掺入后非但不能发挥其 应有效果，甚至会产生不良后果；另外有些引气剂虽然能使混凝土产生足够的含气量，但气泡直径太大，不仅起不到割断混泥土毛细通道的作用甚至会加剧混凝土冻融破坏的过程。
2．3骨料――骨料在混凝土中约占混泥土重的80%左右。骨料的质量好坏对混凝土强度，抗冻等各项性能均有直接影响。因此选用的骨料必须质地坚硬，并符合《水工混凝土施工规范》规定的各项技术指标。尤其要严格控制骨料的含泥量和吸水率等技术指标，否则对混泥土的抗冻极为不利。如果骨料吸水率过大骨料吸水饱和后这 部分多余水分，在骨料颗粒冻结时会产生体积膨胀，从而造成骨料和砂浆的冻融破坏。
3．提高混凝土施工质量
提高混凝土施工质量是保证混凝土抗冻性的关键，据调查新疆一些大型灌区的水利工程由于施工质量差，导致混凝土工程过早地发生冻融破坏，从而加速工程老化事例很多。因此，对新建混凝土工程的施工，应严格按《水工混凝土规范》的要求进行。从水泥、粗细骨料和引剂等原材料的质量控制到混凝土配料、拌和、浇筑、振捣和养护等各个施工环节-应层层把好质量关。对新拌混凝土及哽化后的混凝土应按有关规定进行质量控制与检验。发现问题随时改正，做到防患于未然。施工质量控制对混凝土工程的抗冻有举足轻重的作用。有了优良的原材料与良好的配合比，如果施工质量控制不好，要获得抗冻性能好的混凝土是不可能的。
混凝土浇筑后，加强养护，是非常重要的一环，决不可忽视。养护充分，可减少混凝土表面裂缝，同时可提高混凝土的强度与抗冻性能；另外要注意避免混凝土早期受冻。对已遭受剥蚀破坏的混凝土，应及时进行修补，已经酥松的混凝土再进行修补已为时过晚，修补的关键是基底的粘结问题，基底粘结不牢，再好的修补材料也起不到加固的作用。
