5.1.4 Na2SO4浓度对含气组试件的影响
图5－8至图5－10是水胶比为0.33的H3.5、H5.5、H7组试件在水中和5%、10%浓度的硫酸钠中经过175次冻融循环后相对动弹性模量和质量损失率变化情况。
图5－8 H3.5组试件在不同浓度Na2SO4溶液中的变化情况
从图5－8（1）得出，H3.5－3－0、H3.5－3－5、H3.5－3－10试件经过175次冻融循环后相对动弹性模量较冻融之前分别减少4.9%、1.7%、2.2%。随着冻融龄期的持续，三组试件的相对动弹性模量接近，在水中冻融的混凝土的相对动弹性模量的下降幅度较大。从图5－8（2）得出，H3.5－3－0、H3.5－3－5、H3.5－3－10混凝土试件冻融之前的质量，与经过175次冻融循环后的质量相比，质量损失分别提高0.82%、1.03%、1.56%。冻融循环从开始到结束，三组试件的质量损失一直在增加，在10%浓度Na2SO4溶液中的质量损失最大。
可见，含气量为3.5%（引气剂掺量为0.01%）的试件在不同浓度的硫酸钠中冻融达175次后，相对动弹性模量变化基本接近，但引起较大的质量损失。试件在10%浓度的Na2SO4中冻融时质量损失一直在增大。
从图5－9（1）得出，H5.5－3－0、H5.5－3－5、H5.5－3－10试件经过175次冻融循环后相对动弹性模量较冻融之前分别减少5.2%、3.3%、2.2%。冻融试验从开始到结束，三组试件的相对动弹性模量较冻融之前一直在下降。而且随着硫酸钠浓度的变大，试件的相对动弹性模量也有小幅度提高。从图5－9（2）得出，H5.5－3－0、H5.5－3－5、H5.5－3－10混凝土试件冻融之前的质量，与经过175次冻融循环后的质量相比，质量损失率分别提高1.38%、0.83%、1.15%。试件的质量损失率随着冻融龄期的持续而增大，冻融175次循环后，试件在水中的质量损失率最大。
图5－9 H5.5组试件在不同浓度Na2SO4溶液中的变化情况
以上分析表明，含气量为5.5%（引气剂掺量为0.012%）的混凝土在不同浓度的硫酸钠中冻融达175次后，相对动弹性模量变化比较接近；质量损失率表现为5%浓度Na2SO4中的损失最小，10%浓度的次之，水中损失相对最大。因此含气量为5.5%的试件在水中冻融175次后的抗冻性最差。
图5－10 H7组试件在不同浓度Na2SO4溶液中的变化情况
从图5－10（1）得出，H7－3－0、H7－3－5、H7－3－10试件经过175次冻融循环后相对动弹性模量较冻融之前分别减少18.6%、13.9%、30.1%。随着冻融龄期的持续，三组试件的相对动弹性模量的降低幅度明显高于含气量3.5%和5.5%的，在10%浓度的Na2SO4中冻融时其值下降幅度最大。从图5－10（2）得出，H7－3－0、H7－3－5、H7－3－10混凝土试件冻融之前的质量，与冻融175次循环后的质量相比，质量损失率分别提高1.49%、减少0.34%、减少0.11%。试件在水中冻融175次后，试件的质量损失率明显高于硫酸钠中冻融的。试件在5%和10%浓度Na2SO4溶液冻融25次时质量增加较大，25次之后其质量增加幅度随着冻融龄期的增加而减小。
以上分析表明，含气量为7%（引气剂掺量为0.015%）的试件在不同浓度的硫酸钠中冻融达175次后，清水中和5%浓度的硫酸钠中的相对动弹性模量降低趋势接近，但10%浓度的硫酸钠对试件的对动弹性模量影响最大；而质量损失率表现为在5%和10%浓度的硫酸钠中变化接近，清水中损失相对最大。因此含气量为7%的试件在5%浓度的硫酸钠中冻融175次后的抗冻性最好，损伤程度最小。
通过对H3.5、H5.5、H7三组试件在不同浓度的硫酸钠溶液中冻融循环175次分析可知，掺加引气剂的混凝土在搅拌成型时会有大量的空气泡产生，进而产生很多的孔隙，水进入孔隙首先由于冻融作用产生冻胀压力使试件的质量损失增加，而在硫酸钠溶液中冻融时将会生成钙矾石和石膏填充了试件的孔隙，使试件结构密实，然后钙矾石和石膏发生膨胀破坏以及Na2SO4·10H2O产生结晶膨胀破坏。随着硫酸钠浓度的提高，硫酸根离子随之增加，析出更多的结晶，导致混凝土的抗冻性减弱。