引起灌浆料骨料发生较大的或永久的体积变化的物理原因是冻融作用、冰点以上温度时的热变化以及干湿交替。
由于上述原因引起的体积变化时,则骨料是不安定的,会引起灌浆料劣化。灌浆料的这种劣化所涉及范围可从局部剥落和所谓的“爆裂”到大面积的表面开裂和很深的碎裂,即从仅仅外观损伤直到结构处于危险状态。
专家规定了骨料的安定性试验方法。将骨料先侵入饱和的硫酸镁溶液中,随后干燥,如此循环五次,测试破碎骨料的比例。原始试样为10.0-14.0mm颗粒,试验后仍大于10.0mm颗粒的质量与原始质量的百分比即为骨料的安定值。
还有其他一些试验,是使骨料受冻融交替循环作用,有时这种处理也用于可疑骨料配制的砂浆或灌浆料。遗憾的是没有一个试验方法能对高于冰点的实际温度喝湿度变化条件下骨料的性能给出一个明确地指标。
同样,也没有试验能满意地预测灌浆料中的骨料在冻融条件下的耐久性。主要原因是骨料的性能与周围水化水泥浆的存在有关,因而试验记录仅能证明骨料的耐久性。
冻害发生的条件是存在着临界含水量和排水的不足。这些主要取决于灌浆料骨料的粒径、形状和空隙的连通性,因为这些空隙特性控制着吸水的速度、数量以及水从骨料颗粒中排除的速度。实际上,这些空隙特性要比仅仅靠吸水多少来反映的空隙总体积更重要。
尽管如此,对于一些容易遭受冻害的灌浆料骨料还是要加以注意,主要包括:多孔燧石、页岩、某些石灰石(特别是层状石灰石)以及某些砂岩。这些有不良记录的岩石的共性是高吸水性,但应强调的是很多耐久性好的岩石也具有高吸水性。
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