这是一个很大的题目。简化来说，酸碱度影响矿物质的形态及植物对矿物质的吸收。pH不同也会影响土壤团粒结构，进而影响毛细结构...等等有很多方面的。可以具体一些。
meiyou
你的把信箱给我，我给你发几个文献吧.用Adobe reader看你的课题是什么呀？
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拌和已发酵的农肥或腐殖土在土壤中施用硫酸亚铁、过磷酸钙、生石膏都可以改善碱性土壤。1.水利方法。增加排灌设施。大水漫灌后再排出去。2.种植耐碱性植物。*(比较慢)3.施酸性肥料,或农家肥
你好，一般搞种植的朋友都会通过用土壤调酸剂、生石灰、草木灰、硫酸亚铁、过磷酸钙、硝酸铵以及微生物菌剂等来调理土壤。
我国的土壤类型很多，但是也有强碱性土壤和强酸性土壤，非常不适宜很多农作物的生长，想办法调节好土壤酸碱度，就可以种植大部分农作物，并取得高产。在进行改良以前，要注意先测试土壤酸碱度，酸碱度大于7.5和小于6.5的土壤都需要调节酸碱度。
一、大量施入腐熟农家肥、泥炭土、腐叶土和绿肥等，可以中和酸碱度，改变土壤板结和有机质含量低等问题，有助于根系发育，从而提高抗逆性以及提高产量。
二、使用微生物菌剂，可以选择里贝里宴沃菌剂具有显著的“保水、增肥、透气”能力，可以打破土壤板结、提高土壤透气性、促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力，达到改良土壤，保水抗旱，增强作物抗病能力，提高农作物产量，改善农产品品质的作用。
三、酸性土壤可以施入生石灰，中和酸性物质。在播种或者栽植农作物以前的一至三个月，但是需要注意的是生石灰的用量不可以过大，否则会对后茬作物产生影响，最好是间隔两年左右用一次，不能连续使用，否则会引起作物生长不良。
四、碱性土壤可以施入硫酸亚铁、硫磺粉、硫酸铝或者腐殖酸肥料等，可以增加土壤酸性，改善黏土的理化性状。
中国盐碱土园林十大课题研究 2006-8-10 8:25 摘要：我国有5.2亿亩盐碱地，分布在23个省市自治区。包括100多个城市。北方多数是微碱性土壤。盐碱土园林技术的研究在现实中有着非常重要的意义。全国盐碱土绿化开发协作组组织德州市园林处、德州市盐碱土绿化研究所、德州农校、中国农科院德州实验站、北京林大、德州市科协开发中心、大庆采油五厂、德州市科协、胜利油田临盘采油厂等九个单位在全国各地选择有代表性的内陆、滨海、苏打盐碱土三种基本类型，包括德州、天津、东营、大庆、银川进行盐碱土园林十项课题试验，一项获国家奖；三项获省科技进步三等奖；两项获市科技进步二等奖。应用"十大课题"成果系列绿化技术及产品开发，先后完成德州中心广场绿化等多项绿化工程。 关键词：盐碱土 园林 耐盐花木 耐盐草坪"十大课题"是中国园林领域有独特风格的课题，现将全部研究成果要点整理如下。 一、微区改土绿化技术 研究结果表明在德州中度盐碱土上利用人工生态条件，运用隔离层、筛孔隔盐膜、防碱栽植袋等措施在树穴、树池、花坛、绿地微区改土，形成淡化微区，局部控制土壤返盐，（重盐碱地埋设淋水管或罗纹塑料暗管排水洗盐）；能有效地提高树木花卉成活率。作隔盐层的材料可以用炉灰、锯末、麦糠、麦秸、稻草等有机物料。据德洲市财政局审定仅1989～1991年德州市区利用该技术仅节省苗木费一项就创造间接经济效益156万元，该项目在第二届国际发明及专利技术展览会（广州）获铜奖，其论文《盐碱地微区改土植树的盐分变化》在国际盐渍土学术讨论会（南京）上宣读。 （该成果1989年获德州市科技进步二等奖） 二、德州市园林绿地绿化设计模式 德州市是全国著名的重盐碱区，探索一条适合德州土壤环境的园林设计模式势在必行。该课题根据德州市的土壤、环境条件，实施筛选出了居民区花园、街头游园、道路绿化、分车绿地、庭院绿化几个主要园林绿地类型的最佳模式，突出植物造景，筛选出德州市适地适树、适地适花、适地适草的植物品种。建设生态园林。从而使土壤改良、栽培技术、植物选择和植物造景因地制宜模式化。 （该成果1989年获德州市科技进步二等奖） 三、耐盐花木与地被植物的筛选 在德州市中度盐碱地带设立筛选圃。选择与引进相结合从全国各地共搜集106种园林植物栽植于筛选圃内，进行观察测试，同时，结合进行盆栽耐盐试验。经过三年的观察、对比、评选，筛选出国槐、白腊、垂柳、法桐、臭椿、火炬树、刺槐、毛白杨、加杨、苦楝、侧柏、桧柏、龙柏、枣树、杏树、桑树、梨树、石榴、丰花月季、月季、木槿、荷兰菊、地被菊、秋葵、马蔺、多年生黑麦草、本特、紫羊茅、瓦巴斯、中华结缕草、天堂草419等37种耐盐花木及地被植物。该课题还进行了龙柏、石榴、紫薇、秋葵、荷兰菊耐盐力的研究，调查了德州地区10种耐盐野生地被植物及其在生态园林中的应用，编写了德州市耐盐园林植物名录。 （该课题1993年获省科技进步三等奖，1997年获第四届全国花卉博览会二等奖（上海）。） 四、地被菊的引种 地被菊是北京林大的重大科研成果，采用远缘杂交的方法达到"野化育种"的目的，并将菊花从花盆中解放出来，通过大规模的露地栽培，呈现花团锦簇、色彩斑斓的群体美。可作花坛、块植、带植、切花、盆花等用。它有抗逆性强，抗碱、抗寒、抗旱、花期长、耐粗放管理等优点。中国工程院院士、北京林大全国著名的陈俊愉教授亲自来到德州作指导，在德州不同类型的盐碱地带进行栽培试验。历时3年的研究，从15个品种中筛出适合德州地区8个品种，主要有铺地荷花、美矮黄、晚粉、落日红、紫荷等，丰富了德州国庆节应时花卉品种。1995年德州市街头摆花4万余盆，其中80%是地被菊。 . （该课题1993年通过市科委鉴定。） 五、菊花栽培新技术及切花生产技术开发 菊花是德州市市花，在全国性菊展多次获奖，但传统的栽培技术已远远不适应现代园林绿化的需要，1992年立题研究，目前已筛选出适于德州菊花栽培专用营养土的最佳配方；同时总结出菊花栽培管理的配套措施，包括菊花叶面肥配方。前期尿素0.2%，中期磷酸二氢钾0.3%，育蕾期硫酸镁0.2%，硼酸0.1%，从而达到菊花棵矮、花大、叶全、杆粗、色艳五大标准。德州名菊主要品种有古都瑞雪、绿浪、凤凰振羽、相国之爱、墨菊等。适应于华北盐碱区的水土栽培。 （1997年获德州市科技进步二等奖。） 六、苏打盐碱土绿化新技术 试验区设在大庆市采油五厂，通过反复试验，筛选出适合东北苏打盐碱土的园林植物，如旱快柳、糖槭、玫瑰、接骨木、榆叶梅等10种园林树种，在中度苏打盐碱土上应用苏打盐碱土改良肥种植糖槭成活率高达93.4%，而比对照42%提高了51个百分点。苏打盐碱土改良肥能有效地降低土壤pH值。促进土壤脱盐的作用。该课题总结出了一套应用化学改良技术配合树种选择的寒冷地区苏打盐碱土绿化的新经验。 （1994年10月通过大庆市组织的专家会议鉴定。） 七、园艺盐碱土改良肥的研制 该产品为有机——无机型复混特种肥料，配方设计利用"钠离子吸附剂"、"化学改良剂"、"全元改良精"等16种原料配制而成。内含氮磷钾8～10%，pH5.5，利用酸碱中和、离子吸附、转化盐类化学反应原理，降低土壤含盐量、酸碱度，改良各种盐碱土壤，全元营养供肥效果明显，而且防止花木黄化病。适用于含盐量0.4%以下的盐碱土，园林树木、花卉、草坪，盆花及保护地鲜切花栽培等。银川市科协用于新疆苗圃，每亩用量100kg，苗木高生长和地径粗生长，分别比对照增加49cm、0.49cm.用于新疆杨造林，株施改良肥1㎏，成活率比对照提高8.7%，新梢生长量增加3.7cm.用于云杉、侧柏幼林，株施1.5kg，年平均高生长分别比对照增加2.9cm和4.9cm.以上三处的土壤pH值8.0，施用改良肥四个月以后，测定pH值分别为7.0、6.75、6.25.天津开发区翠亭村小区绿地施用园艺盐碱土改良肥种植雪松、月季、草坪等成活率达到95%. （1997年获山东省科技进步三等奖。） 八、盐碱地草坪栽培与防碱草坪肥的研究 经两年的试验，筛选出耐盐碱草坪品种8个，研究出高羊茅、早熟禾、多年生黑麦草不同品种的多元混合配比草种（东方明珠、雪碧、克碱），加大了草坪抗逆性适应性。根据草坪需肥规律和盐碱地的特点，配制成既能改碱又能增肥延长草坪绿期的专用肥。胜利油田临盘采油厂2万m2中度盐渍土上建植马尼拉草坪，按每平方米1.0kg撒施，2个月后成坪率比对照高80%，未发生返盐黄枯现象；绿色期延长16～20天。1996年由天津刘园苗圃建的开发区净水厂绿化工程，土壤含盐量0.4%，土壤pH值8.5，施用"盐碱地草坪专用肥"40吨，按1kg／m2施用，播黑麦草与高羊茅混合草坪4万余m2，一次成坪。在开发区绿化工程评比中获第二名。在开发区同样的立地条件下，对照区的草坪成坪率仅有70%. 九、盐碱地雪松栽培技术 盐碱地能否栽培雪松是个世界园林界争论不休的问题。历时十年研究，总结出一整套雪松栽培技术，其要点整理如下： （一）采取工程措施，利用花坛抬高地面栽培，树高与花坛直径比例为2：1～2，树坛高60～l00cm.在坛底铺放隔盐层、砂粒状"纳离子吸附剂".淋水层控制地下返碱及渍水栏根。 （二）雪松专用培养土，配方如下： 园艺盐碱土改良肥2%、蛭石5%、泥炭20%、素土40%、粗砂30%、矿石砂4%. （三）立秋后控制水肥，充实植株组织，初冬浇一次抗旱水是关键技术，可以有效地防止低温下生理干旱现象的发生。 （四）用水质改良剂改良偏碱性水。 十、德州市中心广场绿化新技术应用的研究 德州市中心广场面积4.8公顷，地处新湖东畔，60年代是一片盐碱地，采取综合改良措施，包括利用新型耐盐花木、微区改碱、园艺盐碱土改良肥及新设计艺术的应用，取得了成功。 园林设计思路采用大线条、大手笔、大色块、大效果简洁明快的抽象式设计手笔，突出彩色观叶植物及花卉造景，各种植物5万余株，绿化面积达到34.2%.总体植物配置以草坪为基调，点缀少量雪松、棕榈等特色树种，用微起伏地形模拟自然山峦景观。整个广场点缀低矮的20多种花灌木以保持全园开阔的空间视野，形成三季有花、多花并开，四季常青的植物景观。 植物造景图案突出"红黄绿"，新颖别致，注重大块色彩对比，以简洁流畅的曲线为主，红色的紫叶小檗，黄色的金叶女贞，嫩绿的龙柏球、瓜子黄杨，构成"红黄绿"各种图案，形成抽象的图形美与色彩美。广场周边花池，用低矮的龙柏球，组成几十组抽象的"浪花"图，意寓德州经济发展乘风破浪突飞猛进，一丛丛曼海姆丰花月季，火红的花朵，浓郁的芳香，令人精神爽悦。 （德州中心广场1998年获省城市设计精品工程金奖。） 结语： 盐碱地绿化要采取综合的改土措施配合科学选择花木、草坪品种才能取得事半功倍的效果，轻度盐碱地可用园艺盐碱土改良肥；中度盐碱地用微区改土加园艺盐碱土改良肥（客土）；重度盐碱地设暗管排水加园艺盐碱土改良肥（客土）。
我国把土壤酸碱度分为五级：强酸性土（pH小于5）、酸性土（pH5.0～6.5）、中性土（pH6.5～7.5）、碱性土（pH7.5～8.5）、强碱性土（pH大于8.5）。我国大部分田地为酸性土和中性土，少数为强酸性土，极少碱性土。栽培农作物时，首先要弄清所栽培的作物是喜欢酸性土或中性土还是可以碱性土，若土壤酸碱度不合适，就需要进行调节改良。 对于酸性过大的土壤，（1）可每年每亩施入20～25公斤的石灰，且施足农家肥，切忌只施石灰不施农家肥，这样土壤反而会变黄变瘦。在播种前1～3个月施入，以免对作物萌发及生长造成影响。（2）也可亩施草木灰40～50公斤，以中和土壤酸性，更好地调节土壤的水、肥状况。 对于碱性土壤，通常每亩用石膏30～40公斤作为基肥施入改良。 土壤碱性过高时，可加少量硫酸铝（需另外补充磷肥）、硫酸亚铁（见效快，但作用时间不长，需经常施用）、硫黄粉（见效慢，但效果最持久）、腐植酸肥等，具体施用量根据土壤酸碱度确定
你好，一般搞种植的朋友都会通过用土壤调酸剂、生石灰、草木灰、硫酸亚铁、过磷酸钙、硝酸铵以及微生物菌剂等来调理土壤。
我国的土壤类型很多，但是也有强碱性土壤和强酸性土壤，非常不适宜很多农作物的生长，想办法调节好土壤酸碱度，就可以种植大部分农作物，并取得高产。在进行改良以前，要注意先测试土壤酸碱度，酸碱度大于7.5和小于6.5的土壤都需要调节酸碱度。
一、大量施入腐熟农家肥、泥炭土、腐叶土和绿肥等，可以中和酸碱度，改变土壤板结和有机质含量低等问题，有助于根系发育，从而提高抗逆性以及提高产量。
二、使用微生物菌剂，可以选择里贝里宴沃菌剂具有显著的“保水、增肥、透气”能力，可以打破土壤板结、提高土壤透气性、促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力，达到改良土壤，保水抗旱，增强作物抗病能力，提高农作物产量，改善农产品品质的作用。
三、酸性土壤可以施入生石灰，中和酸性物质。在播种或者栽植农作物以前的一至三个月，但是需要注意的是生石灰的用量不可以过大，否则会对后茬作物产生影响，最好是间隔两年左右用一次，不能连续使用，否则会引起作物生长不良。
四、碱性土壤可以施入硫酸亚铁、硫磺粉、硫酸铝或者腐殖酸肥料等，可以增加土壤酸性，改善黏土的理化性状。
土壤酸碱度土壤酸碱度对土壤肥力及植物生长影响很大，我国西北、北方不少土壤pH值大，南方红壤pH值小。因此可以种植和土壤酸碱度相适应的作物和植物。如红壤地区可种植喜酸的茶树，而苜蓿的抗碱能力强等。土壤酸碱度对养分的有效性影响也很大，如中性土壤中磷的有效性大；碱性土壤中微量元素（锰、铜、锌等）有效性差。在农业生产中应该注意土壤的酸碱度，积极采取措施，加以调节。土壤酸碱度又称“土壤反应”。它是土壤溶液的酸碱反应。主要取决于土壤溶液中氢离子的浓度，以pH值表示。pH值等于7的溶液为中性溶液；pH值小于7，为酸性反应；pH值大于7为碱性反应。土壤酸碱度一般可分为以下几级：pH值土壤酸碱度＜4.5极强酸性4.5—5.5强酸性5.5—6.5酸性6.5—7.5中性7.5—8.5碱性8.5—9.5强碱性＞9.5极强碱性如何测量土壤的酸碱度1.专用仪器土壤酸碱度计SOILPHANDMOISTURETESTER主要用途：测定土壤之酸碱质测定范围：pH=3-8pH说明：土壤太酸太碱都是限制作物生产及品质的重要因素，大多数的作物均不耐太酸或太碱的土壤。因此，了解土壤的酸碱度是相当重要的。使用方法：（1）如果测定点的土壤太干燥或肥份过多，无法测土壤的酸碱度时，须先泼水在测定点位置上，待28分钟后再测定。（2）使用测定器前须先用研磨布，在金属吸收板的部位，完全的擦拭清洁，以防影响测定值。若是未使用新品，金属板表层有保护油，须先插入土壤数次，磨净保护油层后再使用。（3）酸碱值测定时，直接插入测试点土内，金属板面必须全部入土，约10分钟所得的才是正确值。土壤的密度、湿度和肥份过多都可能影响测定值，故必须在不同的位置测定数次，以求平均值。（4）测定器在10分钟后酸碱值很稳定，此时按下侧边白色按钮，湿度立即显现。方法原理土壤pH测定的方法大致可分为电位法和比色法两大类，随着分析仪器的进展，土壤实验室基本上都采用了电位法，电位法有准确、快速、方便等优点。在ASI方法采用了电位法，其基本原理是：用pH计测定土壤悬浊液的pH时，由于玻璃电极内外溶液H＋离子活度的不同产生电位差另外2.比色法取土壤少许(约黄豆大)，弄碎后放在白磁盘中，滴入土壤混合指示剂数滴，到土壤全部湿润，并有少量剩余。震荡磁盘，使指示剂与土壤充分作用，静置1分钟，和标准比色卡比色，即得出土壤的酸碱度。
土壤酸化是指土壤pH值在原有基础上逐渐下降的现象，当土壤酸化至影响作物正常生长时就会变成酸性土壤。土壤自然酸化过程一般较为缓慢，但人为因素会加快酸化过程。 酸化土壤的改良和修复需要结合各种措施进行综合治理，具体可以参考论文：徐仁扣．土壤酸化及其调控研究进展．土壤，2015，47（2）：238-244。重要部分摘录如下： 1）施用石灰等碱性物质改良农田土壤酸度，如"粉煤灰、碱渣、磷石膏、造纸废渣等； 2）施用一些农作物秸秆等农业有机废弃物，将农业有机物废弃物经热解制成的生物质炭也是一种很好的有机改良剂； 3）利用喜硝植物如小麦根系吸收硝态氮过程中释放的氢氧根中和土壤酸度， 随后田间条件下的试验进一步证明，可以基于硝态氮诱导的根际碱化开发酸性表下层土壤的生物改良技术。
1.地源热泵发展史
我国热泵技术的研究开始于20世纪50年代，天津大学热能研究所开展了我国的热泵的最早研究。1956年吕灿仁教授的《热泵及其在我国应用的前途》一文是我国热泵研究现存的最早文献。
20世纪60年代，我国开始在暖通空调中应用发展热泵，并取得了一大批成果。1960年同济大学吴沈钇教授发表了“简介热泵供暖并建议济南市试用热泵供暖”；1963年原华东建筑设计院与上海冷气机厂开始研制热泵式空调器；1965年上海冰箱厂研制成功了我国第一台制热量为3720W的CKT-3A热泵型窗式空调器；1965年天津大学与天津冷气机厂研制成国内第一台地下水热泵空调机组；1966年又与铁道部四方车辆研究所共同合作，进行干线客车的空气/空气热泵试验；1965年，由原哈尔滨建筑工程学院徐邦裕教授、吴元炜教授领导的科研小组，根据热泵理论首次提出应用辅助冷凝器作为恒温湿空调机组的二次加热器的新流程，这是世界首创的新流程；1966年与哈尔滨空调机厂共同开始研制利用制冷系统的冷凝废热作为空调二次加热的新型立柜式恒温湿热泵式空调机。
1978～1988年我国热泵应用与发展进入全面复苏阶段。这期间，为了充分了解国外热泵发展的现状与进展，大量出版有关著作，国内刊物积极刊登有关热泵的译文，对国外热泵产品进行测试与分析，积极参加国际学术交流。同时，一些国外知名热泵生产厂家开始来中国投资建厂。例如美国开利公司是最早来中国投资的外国公司之一，于1987年率先在上海成立合资企业。
1989～1999年期间我国热泵又迎来了新的发展里程。在我国应用的热泵形式开始多样化，有空气/空气热气、空气/水热泵、水/空气热泵和水/水热泵等。在这期间国内已有国有、民营、独资、台资等不少于300家家用空调器厂家，逐步形成我国热泵空调器的完整工业体系。水环热泵空调系统在我国得到广泛应用。据统计到1999年，全国约有100个项目，2万台地下水热泵机组在运行。20世纪90年代初开始大量生产空气源热泵冷热水机组，90年代中期开发出井地下水热泵冷热水机组，90年代末又开始出现污地下水热泵系统。土壤耦合热泵的研究已成为国内暖通空调界的热门研究话题。国内的研究方向和内容主要集中在地下埋管换热器，在国外技术的基础上有所创新。
进入21世纪后，由于我国快速城市化，人均GDP的增长，拉动了中国空调市场的发展，促进了热泵在我国的应用越来越广泛，热泵的发展十分迅速，热泵技术的研究不断创新。2000年至2003年间，热泵的应用、研究空前活跃，硕果累累。
2000～2003年4年间，专利总数287项，年平均为71.75项，是1989～1999年专利平均数的4.9倍。2000～2003年间发明专利共119项，年平均29.75项，是1989～1999年发明专利平均数的4.25倍。
2000～2003年中热泵文献数量剧增，如2003年文献数是1999年文献的5倍。全国高校有105名研究生以热泵技术为题目，平均每年有26.25名，是90年代平均数的7倍多。
全国各省市几乎均有应用热泵技术的工程实例。热泵技术研究更加活跃，创新性成果累累。在短短的几年中有3项创新性成果问世：同井回灌热泵系统、土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统、供寒冷地区应用的单、双级耦合热泵系统。
2.地源热泵应用基础与实践的研究
我国地源热泵研究起步于20世纪80年代，首先是一些高校和科研机构对地源热泵的相关技术进行了专题研究。部分研究项目列入表3-1中。
表3-1部分高校地源热泵研究课题
研究工作主要集中于以下几个方面：地下埋管换热器的传热模型和传热研究；夏季瞬态工况数值模拟的研究；热泵装置与部件的仿真模型的理论和实践研究；
地源热泵空调系统制冷工质替代研究；其他能源如太阳能、水能等与地热源联合应用的研究；地源热泵系统的设计和施工；地源热泵系统的经济性能和运行特性的研究；地下地下水热泵回灌技术与实践；土壤热物性及土壤热导率的试验研究。
同井回灌地下地下水热泵地下水运移数值模拟与实验研究；土壤蓄冷与土壤源热泵集成系统的应用基础研究等。
进入20世纪90年代，北京工业大学丁良士教授、山东建筑工程学院方肇洪教授等人先后在美国俄克拉荷马州立大学和瑞典、德国、加拿大等地学习考察地源热泵技术，回国之后纷纷投入国内地源热泵技术研究的实践中。丁良士教授主持北京市“低温地热能梯级利用技术研究”重大科研工程项目，通过在校内的小试、中试、工程三个阶段，研究深层地热利用技术，开创了国内的先河。方肇洪教授完成的山东省重点科技攻关项目“地热综合利用关键技术”在专家鉴定中被评定为“达到国际领先水平”。
同时，原重庆建筑大学、同济大学、湖南大学、青岛建筑工程学院等院校纷纷建立了土壤耦合热泵实验系统，展开了全面全面的研究，土壤耦合热泵研究迅速成为热门研究课题之一。
进入21世纪后，在国家自然科学基金的资助下，地源热泵的研究更加深入，更富有创新性。哈尔滨工业大学姚杨教授等，在对国内外关于土壤源热泵及冰畜冷技术的发展和应用充分了解的基础上，以新技术改造传统技术，整合集成土壤源热泵和冰蓄冷的技术要素和成果，提出一种适合于以空调负荷为主，采暖负荷为辅的全新空调系统形式，即土壤畜冷与土壤源热泵集成系统。哈尔滨工业大学热泵空调技术研究所先后建立了同井回灌地下地下水热泵地下水运移的数学模型；并推导了单一均匀介质含水层中定流量同井回灌地下地下水热泵地下水渗流的分析解；对同井回灌地下地下水热泵地下含水层温度场进行了数值模拟；并对北京恒有源科技发展有限公司共同开展了同井回灌地下地下水热泵工程的现场实践研究。
在各高校研究工作的基础上，研究成果也不断地被应用于工程实践中。例如重庆大学城市建设与环境工程学院在新疆米泉市小型办公楼和重庆大学B区暖通实验楼采用了土壤源热泵系统。北京工业大学新建的综合科技楼、逸夫图书馆、改建的经管学院楼、室内地热游泳池和新建的能容纳8000名学生的教学楼等建筑，供热（制冷）面积5000m2以上的“低温地热能梯级利用技术研究”重大科研工程项目。山东建筑工程学院的学院学术报告厅工程（包括学术报告厅500m2，学生自习室及计算机房等空调面积约2700m2）选用2台水-水热泵冷热水机组。室外地热换热器采用垂直U形埋管形式由25组并联的垂直U形埋管组成的地源热泵系统。
为了推广研究成果，各高校纷纷走上产、学、研结合的道路。1999年天津大学地热中心、天津甘泉集团公司成立研究设计院。2000年山东建筑工程学院成立了首个专门从事地源热泵供热空调系统的理论研究、技术开发、工程设计和旋工指导的方州地源热泵研究所。北京工业大学成立了北京天地能流科技发展有限公司。清华大学的北京清源世纪科技有限公司也参与到地源热泵的工程实践当中。而许多企业也与高校科研机构紧密结合，以高校的技术力量为依托，共同建立科研机构、开发产品、承接工程。比如清华大学和山东富乐达空调设备有限公司，同济大学和广州从化中宇冷气科技科技发展有限公司，山东建筑工程学院和北京嘉和晟业地下水热泵空调有限公司、烟台荏原空调设备有限公司、山东宏力空调设备有限公司，北京工业大学和山东利丰公司，湖北风神净化空调设备工程有限公司和华中科技大学、东南大学等。
3.北京区地源热泵相关的管理规定和政策
1）地下水热泵
近年来，随着国家加大建设“资源节约型、环境友好型”社会的力度，实现国家节能减排目标，各地也相继出台支持开发利用浅层地温能项目。如2006年5月31日，由北京市发展改革委联合市水务局、国土局等九个委办局联合发文对采用地下地下水热泵系统实现供暖和制冷项目按35元/m2的标准进行补贴。
由于地下水热泵项目必须凿井抽取和回灌地下水，因此地下水热泵项目开工前须按照水利部颁发的《建设项自水资源论证管理办法》要求，开展建设项目水资源论证，编制水资源论证报告书，对地下水热泵项目取水、退水的可行性、用水的合理性、保护措施及对其他取水用户的影响进行分析。
为保护珍贵的地下水资源，避免地下水热泵盲目上马对现有集中供水水源地的不良影响和产生不良的地质环境后果（如地下水交叉污染、地面沉降，地裂缝等），各地方水务主管部门还根据当地的水文地质条件有针对性的制定了管理措施，如北京市水务局2007年5月16日发布的《关于加强我市地下水热泵管理工作的通知》中对地下水热泵项目抽、灌距离，限制发展范围等提出了明确要求：
（1）地下水热泵系统抽灌含水层为第四系水，井深不得超过100m;
（2）抽灌井与建筑物距离不少于30m；抽灌井之间水平距离不少于50m，抽水井之间距离不少于100m;
（3）为防止不同含水层水体交换造成水污染，保证回灌效果，抽灌必须在同一含水层内进行；
（4）严禁在自来水水厂地下水源保护区范围内、地面沉降区、地下水严重超采区、承压含水层内批准建设地下水热泵系统；
（5）地下水热泵抽灌井的施工，应严格遵守国家有关规程规范，确保抽灌井质量。承担凿井施工的单位须应具有相应资质；
（6）新建地下水热泵系统抽灌水井应分别安装抽水和回灌计量装置。已建地下水热泵系统也必须限期安装计量设施；
（7）地下水热泵抽灌水量实行月统季报制度。地下水热泵系统使用单位每月末应书面报告当月的抽水量、回灌水量。
2）地源热泵
由于地源热泵无需开采地下水，对地质环境的影响远远低于地下水地源热泵，其潜在的地质风险、安全风险等也远远低于地下水地源热泵，但是地源热泵初投资略高于地下水热泵项目。因此，在2006年5月31日，由北京市发展改革委联合市水务局、国土局等九个委办局联合发文对采用地源热泵系统实现供暖和制冷项目按50元/m2的标准进行补贴，高于地下水地源热泵补贴（35元/m2）。
根据北京市国土资源局关于申报地源热泵项目的通知，项目建设单位需提交经专家审查通过的《地源热泵系统浅层地温能勘查评价报告》，报告主要内容为：序言：情况简介及任务的来源与要求说明；简要评述勘查区以往水文地质的工作程度及浅层地温利用的现状；叙述区域的地层分布情况、气候条件及水文特征；简述勘查工作的进程以及完成的工作量。地源热泵系统的初步设计方案；项目所在地水文地质条件论证；勘查工作情况；项目所在地的浅层地温能的评价：地层换热能力的测试情况；论述浅层地温能利用量计算的依据，计算评价浅层地温能；根据保护资源，合理开发的原则，提出相应的利用方式，简述其保证程度，并预测其可能的变化趋势，对浅层地温能资源进行综合的评估。结论及建议。
沈阳市发布的《关于地源热泵系统建设和应用工作的实施意见》中明显指出：地源热泵系统是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，具有清洁、高效、节能的特点。推进地源热泵系统建设，有利于优化能源结构，促进能源互补，提高能源利用效率。要求在沈阳市三环内的455km2核心区范围内，对符合应用地下水热泵技术的409km2范围内的建筑物，原则上都要采用地下水热泵技术规划建设。
4.地源热泵相关的学术交流
近年来，有关地源热泵的学术流，也是逐步升温。从地热应用、热泵技术发展和清洁能源利用等多角度对地源热泵发展和应用的会议日益增多。
1978～2005年，中国制冷学会第二专业委员会主办过12届“全国余热制冷与热泵技术学术会议”。1988年中国科学院广州能源研究所主办了“热泵在我国应用与发展问题专家研讨会”。自20世纪90年代起，中国建筑学会暖通空调委员会、中国制冷学会主办全国暖通空调制冷学术年会上专门增设“热泵”专题交流。1994年9月6日中国能源研究会地热专业委员会在北京召开了“第四次全国地热能开发利用研讨会”。
2000年6月19～23日，国家科学技术部高新技术开发与产业化司在北京召开了“中美地源热泵技术交流会”，会议介绍了地源热泵技术、国外的应用状况和在中国的推广，会议的主题就是“提供运用地热泵技术为住宅小区或公用楼宇采暖制冷，大幅降温低运行费用的节能解决方案”。
2002年5月20日上午，国际能源机构（LEA）第七届会议在北京国际会议中心举行，这是该组织第一次在中国也是第一次在非组织成员国举行这样的会议，此次会议的目的是促进热泵技术在世界范围内特别是中国的交流和应用。居于国内行业领先地位的富尔达公司成为惟一赞助单位。
2003年3月17日，山东建筑工程学院地源热泵研究所与山东建筑学会热能动力专业委员会联合在山东建筑工程学院举行“国际地源热泵新技术报告会”。
为了落实“科技奥运”、“绿色奥运”的理念，为奥运场馆建设提供可行的清洁能源建设方案，由北京工业大学和《工程建设与设计》杂志组织的体育场馆工程清洁能源建设方案研讨会于2004年7月6～8日在北京召开。此次会议邀请国内外专家就以地源热泵技术为主的体育场馆可能应用的清洁能源建设方案进行了研讨，为2008年奥运会体育场馆最终确定能源方案提供依据。北京奥组委、北京发改委、北京科委等有关单位，国内外学术界、设计界的权威以及28个奥运场馆业主代表、相关企业代表参加了会议。
2005年9月，国际地热协会第39次理事会在北京召开，出席会议的主席伦德先生和参会理事被邀请出席全国地热产业可持续发展学术研讨会。
2005年9月23日，由联合国开发计划署驻华代表处、科技部和国家环保总局共同举办的中国清洁能源行动推广会议在北京举行，来自国内40多个城市的市长、环保局长和其他代表出席了会议。会议旨在推广联合国开发计划署、科技部和国家环保总局共同设立的为期四年的名为“通过使用清洁能源和清洁能源技术减少城市空气污染的能力建设”的项目所取得的成绩和经验。
2007年1月27日，中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心成立，中心设在北京市地质矿产勘查开发局。该中心专门从事全国浅层地温能研究与推广工作。2007年1月29～30日，由国土资源部主办，北京市国土资源局、北京市地质矿产勘查开发局承办的在全国地热（浅层地热能）开发利用现场经验交流会上在北京友谊宾馆召开。来自全国400多位代表考察了示范工程，并就国内外浅层地温能资源勘查评价、开发利用情况、热泵利用现状及其发展前景、浅层地温能利用实例、政策及技术规程等进行了充分的交流，会议号召地质科技人员深入进行浅层地温能资源赋存、来源、运移规律等基础研究，为国家大规模科学合理的开发利用浅层地温能资源奠定坚实的基础。会议出版了《全国地热（浅层地热能）开发利用现场经验交流会论文集》。
2007年12月，由中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心组织的全国浅层地温能资源开发利用高级研修班在北京召开，众多在浅层地温能资源开发利用领域的专家学者从理论和实践两方面详细介绍了浅层地温能资源从勘查评价到开发利用的理论、核心技术和实践经验，会议鼓励科学合理的开发利用浅层地温能资源，为国家节能减排目标的实现做贡献。
在增加会议交流的同时，与地源热泵相关的出版物也不断面世。1988年由中国建筑工业出版社出版了徐邦裕教授等编写的《热泵》教材。机械工业出版社1993年出版了郁永章教授主编的《热泵原理与应用》，1997年出版了蒋能照教授主编的《空气用热泵技术及应用》。1994年由华中理工大学出版社出版了郑祖义的《热泵空调系统的设计与创新》。1998年出版了郑祖义博士的《热泵技术在空调中的应用》。
2001年由中国建筑科学研究院空调所徐伟等人翻译的《地源热泵工程技术指南》一书出版，为国内地源热泵工程设计和施工人员提供了参考。《地源热泵工程技术指南》原是由美国能源部、美国国防部、加拿大自然资源等七家单位支持，美国ASHRAE学会出版的地源热泵技术专业书，全书分为原理篇、设计篇、安装篇和节能篇。内容包括：介绍地源热泵系统的分类、工作原理、系统构成、与常规系统比较；如何进行现场地质调查和实验；地热换热器、地下水换热器及地表水换热器系统的设计；输配系统和室内空调系统的设计；地源热泵系统的安装、调试和检验；地源热泵系统的节能措施和节能设计计算，并提供了土壤和岩石的特性数据、防冻剂的特性数据以及塑料管和配件的特性数据。
2004年哈尔滨工业大学马最良教授等人写作的《水环热泵空调系统设计》出版，这是一部较全面阐述水环热泵空调系统应用理论基础与实践的专著。书中首次归纳出可再生能源水环热泵空调系统的称谓，这个概念的提出，将为水环热泵系统注入新的活力，使其系统的应用更加广泛、更加合理、更加经济。因此，这种可再生能源水环热泵系统将会有很好的应用前景，对解决暖通空调的能源与环境问题将有更长远的战略意义。
这些教材、著作、译著的出版，推动了热泵空调技术在我国的普及与推广。
与此同时，国内的科技期刊上有关地源热泵技术的论文也大幅增加。《暖通空调》、《制冷与空调》等杂志都开设专题进行研讨。《工程建设与设计》杂志为此出版了地源热泵专刊，同时开展了“国内地（水）源热泵应用情况调查”，2004年第4期据调查形成的《国内地源热泵应用情况调查报告》首次全面地展现了国内地源热泵应用的情况。《建设科技》杂志对际高集团有限公司、山东富尔达空调设备有限公司等单位的地源热泵技术给予多次报道。
戴传山
（天津大学地热研究培训中心）
一年一度的日本冷冻空调学会（JSRAE Annual Conference）于2002年11月在红叶满开的日本冈山大学举行。冈山大学工学部传热教研室是这次大会的组织者，作为该教研室即将毕业的博士留学生，我有幸协助组织并参加了这次大会。大会共宣读了173篇论文，其中18篇与地热有关，约占论文总数的10%，会议论文的内容主要包括：①对地源热泵发展的回顾；②相关的基础及软科学研究；③地下水式、桩式等地源热泵和空调系统；④利用地热进行道路融雪；⑤地源蓄冷及土壤冻结。
1 地源热泵的发展与回顾
在对世界及日本地源热泵发展的回顾中，北海道大学长野克则教授在引用J.W.Lund的数据同时对美国、欧洲和澳大利亚的地源热泵的发展现状及市场特点进行了分析。基于2000年的数据表明美国是地源热泵普及最多的国家，全国安装负荷量为480万千瓦，相当于安装12千瓦的机组40万台，约占世界总安装量的68%。其中垂直式井下热交换器是最多的一种形式，占46%；而水平式其次约占38%；开放式换热器并不多，只占15%。
尽管日本的电价是柴油价格的4～5倍，远高出瑞典的1.8倍，但瑞典的总安装负荷却是日本的近百倍，而且大部分的地源热泵系统是兼供热水式。在奥地利，2000年仅一年内安装的2000多台热泵当中有超过70%是以地源作为热源。在日本地源热泵受到重视是在1990年以后。主要是在四国岛及九州地区的空调和道路融雪等规模的利用。最近，日本国土资源省在其东北部成立了以环境产业研究所科技力量为中心的道路融雪项目计划，项目实施以来收到很好的效果。
日本作为经济实力第二的火山岛国，地热资源丰富，地热能的开发利用落后于许多欧洲国家甚至一些亚洲的其他发展中国家。这一事实引起日本国内许多学者和机构的注意。预计在今后几年里，日本可能在地热利用方面将有较大的投入。
2 相关的基础研究及软科学研究
如果把地源热泵的研究归结为简单的半无限大固体内的线源导热问题，最早的研究可以追溯到至少半个世纪以前。而实际上，地源热泵是涉及许多学科的复杂问题。其中难点之一是如何确定地表的边界条件。在这个问题上大阪大学的奥野博信等学者提出一个描述地表水，水蒸气及热量等平衡关系的数学及物理描述模型，并与实测结果有很好的吻合。在该模型中主要考虑了太阳的辐射、风速及环境空气的温度和湿度等参量。
另一个有趣的研究是利用国土资源数据进行关于地域性的地下水层蓄热和回收的研究论文。该论文以北海道札幌市为研究对象，利用有关札幌市内的地下、地上相关数据进行大都市的地下水层内采用蓄热和取热的技术可行性。这一研究成果可以宏观上了解蓄热和用热的区域分布，从而可以提供地源热泵的规模，并对控制大都市的热岛现象提出理论依据和对策。作者认为，严格地讲，这是一个比较复杂的动态模拟问题，也是一个必须有政府机关介入的课题。
3 地下水式、桩式等地源热泵和空调系统
由于地源热泵的众多优点，一些日本中小企业公司开始组织开发和研制地源热泵系统的工作，尽管起步较晚，但已显示出所具有的潜力。在本次会上由日本名古屋Zeneral热泵股份有限公司和东京JMC地热工程有限公司合作，在日本及我国东北长春市安装了共近90马力的地源热泵机组。见表1。
表1 Zeneral热泵股份有限公司安装的机组
A/C：空调，H/W：供热水。1HP＝0.7457kW。
在长春安装的50马力的机组是由5台10马力的机组构成，出于实验的考虑，地源换热器是16根100m长，直径和材料各异的管材。机组的COP为2.7～3.3，供热温度在40℃左右。折合计算平均换热器管长取热约30W/m。
桩基式地源热泵系统有兼热源或冷源和建筑固基的双重效果。福井大学工学部对yi该系统进行了数值模拟和实验研究，也是日本国在该领域中的首次尝试。对面积为3693m2，桩根数（井下换热器）为70根的数值模拟计算表明，供热负荷可达到437.9GJ。供冷负荷也可达到近300GJ。相当于每根地基桩有41.08MJ/日的供热负荷。COP值可达到3.60～4.14。空调系统如图1所示。在经济上，对50冷吨规模的初投资与空气源热泵系统的初投资比增加不到15%。桩基式总投资为1720万日元，而空气源式约为1515万日元。尽管实验进行的不很顺利，但通所获得的实验数据进行分析，得到的结果是与空气源空调系统相比，在制冷时节能效果可提高12.1%，而供热时约26.7%。
利用地源热泵进行道路的积雪清除是日本比较早的地热研究项目。在这一方面比较有名的研究学者是茨城产总研的盛田耕二先生。最近，私人企业公司的研究人员也开始介入，这也许和日本最近实行的道路民营化政策有关。在北方寒冷的地区，由于积雪而造成的交通事故很多，且往往主要出现在转向较急的地方（图2）。
因此在某些关键地方采用地源热泵融雪系统很有必要。为了提高冬天时运行的工作效率，在夏季可以采用同一系统收集道路上的太阳辐射热能，蓄热到地下（图3）。对加热能力为56千瓦的机组来说，可以对面积为332m2的道路进行融雪，相当于170W/m2。如果每根井下换热器的有效长度为151m的话，所需的根数和返回井下换热器的流体温度有关，温度越低所需的根数越少（图4）。
图1 桩基式地源热泵系统
图2 采用地源热泵进行道路融雪系统
图3 冬季融雪运行模式（上）和夏季蓄热模式
图4 井下换热器入口温度与换热器根数及COP的关系
4 地源蓄冷及土壤冻结
由于土壤内还有水分，在低温下可以发生相变凝固而蓄冷。发生相变的潜热量占总蓄冷量的比例较大，因此，在一定程度上含水量的多少决定了蓄冷的能力。大阪精研公司对体积含水率为0.6m3/m3土壤的蓄冷机理进行实验和理论研究。包括冷媒的入口温度，埋管的排列方式等。在一般情况下，热回收系数可以达到80%以上。根据模拟实验的结果可以进行实际应用例子的预测：冷负荷：9～105kJ/h；每米管长的回收热：630kJ/mh。那么所需的管群用地圆半径R，根数N及管长的预测值（表2）。
表2 管群范围半径及管长
冻土过程在大多数情况下对建筑物或道路是有害的。然而，采用适当的技术条件可以发挥其有益的一面。大阪摄南大学环境工学部伊藤A提出了利用冻土技术实现地基坚固强化的设想。在冻土层的周围添加抽水蒸气的排气管。外围放置的排气管可以抑制由于冻土过程中水蒸气向冻土层的不断凝聚，从而达到一个传质动态的平衡，而内部水蒸气排气管可以起到在施工即将完成自然融解时的部分排气。作者指出：这一方案也可适用于地下污染的处理，因为伴随着水蒸气的流动，污染物的浓度也随之聚集，达到回收清除的目的。文中尽管给出了传质和内部压力的变化情况，但未给出相变过程中传热过程的描述。
5 结论与讨论
本文总结了去年在日本冷冻空调大会上日本在地源热泵研究上的进展。虽然是部分反映日本国地源热泵的研究和利用情况，但一定程度上反映日本国内关于该领域的前沿方向。利用地源作为热泵的热源或冷源要比空气源有更多的优越性。作者把采用地（土壤）源的空调系统的主要优点总结如下：
（1）有稳定的运行条件。从空调机的热源稳定性条件看，垂直式井下换热器优于水平式。土壤埋式优于湖泊等开放式。一般空气源热泵在－15℃以下较难启动，而地源井下换热器的出口温度一般都高于这一温度。
（2）能够利用季节性的蓄热和蓄冷。
（3）与空气源热泵相比有较高的COP。
以上介绍了许多应用实例，给出了一些经验数据或设计模型。但作者提醒读者最好不要照搬套用这些数据。正如上面在相关的基础及软科学研究一节中所阐述的，作为基本应用和模拟条件之一的地表边界条件仍然有人在研究。合理的设计取决于对许多因素的考虑。设计者也不必望而却步，因为许多热或物质的传递过程在一定条件下都有其极限或限制，只要了解这一条件下所对应的限制，也就掌握了设计主动。这就是所谓的设计标准问题，在这一方面国内也急需论证和设立。
混凝土抗冻性一般以抗冻等级表示。抗冻等级是采用龄期28d的标准试件在水饱和状态下，承受反复冻融循环，抗压强度下降不超过25%，而且质量损失不超过5%时所能承受的最大冻融循环次数来确定的。
《混凝土质量控制标准GB50164-92》中把混凝土的抗冻性划分为D50、D100、D150、D200、D250、D300、D350、D400和>D400共9个等级。
《水工混凝土结构设计规范SL191-2008》中把混凝土的抗冻等级分为F400、F300、F250、F200、F150、F100、F50共7个等级。
扩展资料
混凝土的抗冻性作为混凝土耐久性的一个重要内容，在北方寒冷地区工程中是急待解决的重要问题之一。中国地域辽阔，有相当大的部分处于严寒地带，致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。
混凝土的冻融破坏主要集中在东北、华北、西北地区。尤其在东北严寒地区，兴建的水工混凝土建筑物，几乎100%工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。除三北地区普遍发现混凝土的冻融破坏现象外，地处较为温和的华东地区的混凝土建筑物也发现有冻融现象。
因此，混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要问题之一，严重影响了建筑物的长期使用和安全运行，为使这些工程继续发挥作用和效益，各部门每年都耗费巨额的维修费用，而这些维修费用为建设费用的1～3倍。
长期的工程实践与室内研究资料表明：提高混凝土抗冻耐久性的一个十分重要而有效的措施是在混凝土拌合物中掺入一定量的引气剂。引气剂是具有增水作用的表面活性物质，它可以明显的降低混凝土拌合水的表面张力和表面能，使混凝土内部产生大量的微小稳定的封闭气泡。
这些气泡切断了部分毛细管通路能使混凝土结冰时产生的膨胀压力得到缓解，不使混凝土遭到破坏，起到缓冲减压的作用。这些气泡可以阻断混凝土内部毛细管与外界的通路，使外界水份不易浸入，减少了混凝土的渗透性。同时大量的气泡还能起到润滑作用，改善混凝土和易性。
因此，掺用引气剂，使混凝土内部具有足够的含气量，改善了混凝土内部的孔结构，大大提高混凝土的抗冻耐久性。国内外的大量研究成果与工程实践均表明引气后混凝土的抗冻性可成倍提高。
参考资料来源：百度百科--抗冻标号
参考资料来源：百度百科--混凝土抗冻等级
参考资料来源：百度百科--抗冻性
没有抗冻、不怕冻的普通混凝土！暴露于室外露天的混凝土寿命会大大减少；处于室内环境的达到龄期的混凝土才能不受冻害的影响。规范上说的超过临界冻害强度的混凝土也不是不怕冻的混凝土，只不过是说施工过程中遇冻，解冻后强度发展损失小一点而已。
混凝土未来发展，大致有下列几个方向：——绿色化。作为矿物掺合料，大掺量或广泛使用粉煤灰、磨细高炉矿渣和其它工业废渣，减少水泥消耗；更多使用再生骨料，如破碎混凝土、工业废渣，减少资源消耗。总之，尽可能循环利用资源，降低生产单位体积混凝土的CO2排放。——高耐久化。混凝土的抗冻性能、耐腐蚀性能、护筋性能、抗裂性能等等达到新水平。混凝土增强材料的品种和耐腐蚀性能大幅度提高，其中包括不锈钢钢筋、不锈钢包覆钢筋、镀锌钢筋、碳纤维树脂棒，等等。——超高性能混凝土广泛应用。简称UHPC或RPC的超高性能混凝土具备超高强度(150-250MPa)和超高耐久性，能够建造许多高耐久轻巧结构，为一般高强钢筋混凝土结构或钢结构所不能。目前，配制技术已经趋于成熟，预计将会得到越来越广泛的应用。——自密实混凝土广泛应用。配制技术目前也比较成熟。由于自密实混凝土能够大幅度提高生产效率，浇筑高难度结构，并且不产生振捣噪音，肯定会越来越多地采用。
混凝土的耐久性是混凝土抵抗气候变化、化学侵蚀、磨损或任何其它破坏过程的能力，当在暴露的环境中，能耐久的混凝土应保持其形态、质量和使用功能。混凝土的耐久性研究内容包括:钢筋锈蚀、化学腐蚀、冻融破坏、碱集料破坏。混凝土的抗冻性作为混凝土耐久性的一个重要内容，在北方寒冷地区工程中是急待解决的重要问题之一。我国地域辽阔，有相当大的部分处于严寒地带，致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。根据全国水工建筑物耐久性调查资料，在32座大型混凝土坝工程、40余座中小型工程中，22%的大坝和21%的中小型水工建筑物存在冻融破坏问题，大坝混凝土的冻融破坏主要集中在东北、华北、西北地区。尤其在东北严寒地区，兴建的水工混凝土建筑物，几乎100%工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。除三北地区普遍发现混凝土的冻融破坏现象外，地处较为温和的华东地区的混凝土建筑物也发现有冻融现象。因此，混凝土的冻融破坏是我国建筑物老化病害的主要问题之一，严重影响了建筑物的长期使用和安全运行，为使这些工程继续发挥作用和效益，各部门每年都耗费巨额的维修费用，而这些维修费用为建设费用的1～3倍。美国投入混凝土基建工程的总造价为16万亿美元，据估计今后每年用于混凝土工程维修和重建的费用估计达3000亿美元。 长期的工程实践与室内研究资料表明:提高混凝土抗冻耐久性的一个十分重要而有效的措施是在混凝土拌合物中掺入一定量的引气剂。引气剂是具有增水作用的表面活性物质，它可以明显的降低混凝土拌合水的表面张力和表面能，使混凝土内部产生大量的微小稳定的封闭气泡。这些气泡切断了部分毛细管通路能使混凝土结冰时产生的膨胀压力得到缓解，不使混凝土遭到破坏，起到缓冲减压的作用。这些气泡可以阻断混凝土内部毛细管与外界的通路，使外界水份不易浸入，减少了混凝土的渗透性。同时大量的气泡还能起到润滑作用，改善混凝土和易性。因此，掺用引气剂，使混凝土内部具有足够的含气量，改善了混凝土内部的孔结构，大大提高混凝土的抗冻耐久性。国内外的大量研究成果与工程实践均表明引气后混凝土的抗冻性可成倍提高。美国是最早开始研究引气剂的国家，自1934年在美国堪萨斯州与纽约州道路工程施工中发现引气混凝土，至今已有半个多世纪。挪威1974年首次在大坝中使用引气剂，经过20年运行后，掺引气剂的混凝土表面完好无损，而未掺引气剂的混凝土则已遭受较严重的冻融破坏。我国这方面的工作始于50年代。我国混凝土学科创始人吴中伟教授，在50年代初期就强调了混凝土抗冻的重要性，并创先研制了松香热聚物加气剂(引气剂)，应用于治淮水利混凝土工程，开创了我国采用引气剂而提高混凝土抗冻耐久性的先河。范沈抚(1991年)分析了掺引气剂混凝土的抗压强度和抗冻耐久性，得出与上述同样结论：掺用引气剂，使混凝土达到足够的含气量要求，可改善混凝土的孔结构性质，并明显改善混凝土的抗冻耐久性。国内外许多学者研究了影响混凝土抗耐久性的因素，Seibel，Sellebold，Malhotra，Pigen等人研究表明：混凝土的含气量、临界气泡间距、水灰比、骨料、临界饱水度和降温速度等因素综合决定了混凝土的抗冻耐久性能。StarkandLudwig(1993)提出：水泥熟料中C3A的含量的增加会提高其混凝土的抗冻耐久性，但会降低混凝土抵抗盐冻能力。OsamaA.Mohamed(1998)研究了水泥品种，引气剂质量及引气的方法对混凝土抗冻融耐久性影响，得出：引气能显著提高混凝土的抗冻融性，然而，长期处于冻融循环的混凝土的抗冻能力则取决于天气的恶劣程度及冻融周期的频率。关英俊，范沈抚(1990)讨论了提高水工混凝土抗冻耐久性的技术措施，提出耐冻混凝土必须正确进行配合比设计，掺优质引气剂，减小水灰比，合理选用原材料，还要严格按施工规范技术要求施工，加强养护。范沈抚(1993)进一步研究得出：混凝土孔结构性质是影响混凝土抗冻耐久性的根本所在。混凝土的抗冻耐久性随孔结构性质变化而变化，当孔间距系数小于250μm时，混凝土抗冻耐久性指数基本能达到60%以上，即可经受300次快速冻融循环试验。这一点与Powers的临界孔间距概念相符：早在50年代，鲍尔斯(T.C.Powers)等人首先开展了掺引气剂硬化混凝土孔结构的测试分析研究，并提出了满足混凝土抗冻耐久性要求的孔间距系数的重要概念：即当孔间距小于临界孔间距(<250μm)时混凝土是抗冻的。宋拥军(1999)认为，只要引气量合适，普通混凝土均能获得较高的抗冻耐久性。引气混凝土中气泡平均尺寸及其间距随水灰比的增大而加大，同时水泥浆中可冻水的百分率也相应加大，从而导致混凝土抗冻耐久性的显著下降，因此，不能忽视对水灰比的限制。朱蓓蓉，吴学礼，黄土元(1999)认为：合理的气泡结构是混凝土抗冻耐久性得以真正改善的关键，然而，气泡体系形成、稳定与气泡结构的建立密不可分，因此高度重视气泡体系稳定性的问题就显得更加重要。他们根据国外的研究成果和部分实验结果得出结论:影响混凝土中气泡体系形成与稳定性的因素有混凝土各组成材料、混凝土配合比、拌合物特性以及外界条件，如环境温度、搅拌、运输和浇灌技术等。针对不同环境条件、不同工程要求的混凝土，必须进行适应性试验，才能使得硬化混凝土具有设计所要求的含气量和合理的气泡结构，增进了混凝土工程界对引气剂应用技术的认识。由以上众多学者的研究表明：混凝土孔结构性质是影响混凝土抗冻耐久性及其它性质的根本所在。掺引气剂可以改善混凝土孔结构性质，因此，测试硬化混凝土孔结构性质是研究混凝土抗冻耐久性能的有效途径和方法之一。引气剂的掺入虽然是提高混凝土抗冻耐久性最有效的手段，但引气剂的掺入同时会引起混凝土其它性能降低，如强度、耐磨蚀能力等。 改善混凝土抗冻耐久性技术研究动态混凝土是各种建筑工程上应用最广泛、用量最多的人造建筑材料，我国正处在大规模的基础建设时期，对混凝土的需求量也就更大。因此，有效地降低混凝土的成本，提高混凝土的各项技术性能，对于充分利用有限的投资，延长混凝土结构的使用寿命，减少自然资源的消耗，保护生态平衡，有着非常巨大的经济效益和社会效益。在混凝土的基本组成材料中，水泥的价格最贵，因此，在满足对混凝土质量要求的前提下，单位体积混凝土的水泥用量愈少愈经济。因此，用一些具有活性的掺和料(硅粉、矿渣、粉煤灰)来替代一部分水泥正在被广泛的应用。 硅粉混凝土也已应用于混凝土工程各个领域，其抗冻耐久性问题已引起人们的普遍重视，在丹麦、美国、挪威等国家，硅粉作为混凝土混合材已经得到了广泛的应用。但关于硅粉混凝土的抗冻耐久性，各国学者结论各异。日本的Yamato等人通过试验得出结果：非引气混凝土当水/(水泥+硅粉)=0.25，不管硅粉的掺量如何，皆具有良好的抗冻耐久性。加拿大的Malhotra等人通过试验得出:引气硅粉混凝土不管水灰比多少，硅粉掺量15%以下时都具有较高的抗冻耐久性。我国学者丁雁飞，孙景进(1991)通过实验探讨了硅粉对混凝土抗冻耐久性的影响，得出结论：非引气硅粉混凝土的抗冻耐久性与基准混凝土比较，在胶结材总量相同，塌落度不变的条件_下，非引气硅粉混凝土的抗冻能力高。范沈抚(1990)得出：在相同含气量的情况下，掺15%的硅粉混凝土比不掺硅粉的基准混凝土，气孔结构有很大的改善。硅粉对抗冻耐久性有显著的效果，但硅粉的产量有限而且成本较高。 国内外粉煤灰应用已有几十年的历史。最早研究粉煤灰在混凝土中应用的是美国加洲理工学院的R.E.Davis，1993年他首次发表了关于粉煤灰用于混凝土的研究报告。到本世纪五、六十年代，粉煤灰作为一种工业废料，其活性性能被进一步研究和推广，不仅仅是为了节约水泥，更主要是为了改善和提高混凝土的性能。美国加洲大学Mehta教授指出，应用大掺量粉煤灰(或磨细矿渣)，是今后混凝土技术进展最有效、也是最经济的途径。国内外有关资料表明：粉煤灰混凝土的抗冻能力随粉煤灰掺量的增加而降低，和相同强度等级的普通混凝土相比较，28d龄期的粉煤混凝土试件抗冻耐久性试验结果偏低，随着粉煤灰混凝土技术的深入研究和发展，引气粉煤灰混凝土的抗冻耐久性研究已越来越多地引起人们的关注。LinhuaJiang等学者(2000)通过研究高掺量粉煤灰混凝土水化作用得出:粉煤灰的掺量和水灰比影响了高掺量粉煤灰混凝土的孔结构，并且随着掺量和水灰比的增加而孔隙率增加，但随时间的延长，孔隙率会下降。这是因为粉煤灰的掺入改善了混凝土的孔尺寸，但最大掺量不得超过70%。游有鲲、缪昌文、慕儒等(2000)对粉煤灰高性能混凝土抗冻耐久性的研究表明:水胶比在0.25-0.27范围内，随着粉煤灰内掺量的提高，不掺引气剂，混凝土抗冻耐久性随粉煤灰增加而增加。当掺引气剂后，混凝土抗冻耐久性有先升后降的趋势，既存在最佳的粉煤灰掺量为30%。习志臻(1999)认为:相对于许多混凝土而言，粉煤灰高性能混凝土提高了混凝土的抗渗、抗冻、抗碳化能力。田倩、孙伟(1997)讨论了掺入硅灰、超细粉煤灰及两者的复合物对抗冻耐久性能的影响以及钢纤维的阻裂效应对混凝土抗冻耐久性能的作用。实验证明:当超细粉煤灰与硅灰相掺时，提高抗冻耐久性的效果尤为显著，其冻融循环300次以后，动弹性模量与重量基本无变化，而钢纤维的进一步复合有利于混凝土抗冻耐久性的改善。由此可见，双掺或多掺矿物的复合效应对混凝土抗冻耐久性的提高是值得研究的课题。 高强度混凝土已在工程中得到广泛应用，但是，由于理论上认为高强度混凝土应具有较高的抗冻能力，所以对高强度混凝土的抗冻性的研究并不多。由于试验结果限制，高强混凝土本身抗冻融能力仍有争论。Marchandetal.(1995)认为:当水胶比为0.3，并且硅灰掺量为20%-30%时，混凝土需要适当的引气来增强抗冻融能力，只有当水灰比低于0.25时，混凝土不需要引气。李金玉(1998)从宏观和微观结构两个方面研究高强度混凝土的抗冻性及其冻融的破坏规律，并配制出C60.C80.C100高强混凝土。在C60高强混凝土的基础上，掺用优质引气剂配制成C60引气混凝土，该混凝土具有超高抗冻性，进行1200次快速冻融循环后，相对冻弹性模量仅为92.6%，为开发研制高强度高耐久性能的混凝土提供基础。然而，21世纪的混凝土是高性能混凝土，是混凝土技术的主要发展趋势。著名的中国工程院资深院士吴中伟教授对高性能混凝土下的定义是：高性能混凝土是一种新型高技术制作的混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代技术制作的混凝土，以耐久性作为设计的主要指标，高性能混凝土具有很丰富的内容，但核心是保证耐久性，不能片面追求单一性。 3.1能在（10±5）℃条件下荼的干燥箱。能取得相同试验结果的微波、红外线或其他干燥系统均可使用。3.2用称量精确到试样质量的0.01%的天平。3.3能用真空泵抽真空后注入水的装置。能使装砖容器内的压力隐低到（60±4）Kpa的真空度。3.4能冷冻至少10块砖的冷冻机，其最小面积为0.25m2,并使砖互相不接触。3.5麂皮。3.6水。温度保持在（20±5）℃。3.7热电偶或其他合适的测温装置。 4.1使用不少于10块整砖其最小面积为0.25m2,砖应没有裂纹、釉裂、针孔、磕碰等缺陷。如果必须用有缺陷的砖进行检验，在试验前应用永远性的染色剂对缺陷做记号。试验后检查这些缺陷。4.2试样制备砖在（110±5）℃的干燥箱（3.1）内烘十至恒重，即相隔24h，连续两次称量之差值小于0.01%。记录每块砖的干质量（m1）。 5.1砖冷却至环境温度后，将砖垂直地放在真空干燥箱（3.3）内，砖与砖、砖与干燥箱互不接触。真空干燥箱连接真空泵抽真空，抽到压力低于（60±2.6）Kpa。在该压力下保持把水（3.6）引入装有砖的真空干燥箱内浸没，并至少高出砖50mm。在相同压力下维持15min，然后恢复到大气压力。用手把湿麂皮（3.5）拧干，然后将麂皮放在一个平面上。依次将每块砖的各个面轻轻擦干，记录每块砖的湿质量m2.5.2初始吸水率E1用质量百分比表示，由下式求得：式中：m1每块干砖的质量m2每块湿砖的质量在试验时选择一块最厚的砖，该砖应视为对试样具有代表性。在砖一边的中心钻一个直径为3mm的孔，该孔距砖边最大距离为40mm，在孔在插一支热电偶（3.7）,并用一个片隔热材料（例如多孔聚苯乙烯）密封孔。如果用这种方法不能钻孔，可把一支热电偶放在一块砖的一个面的中心，用另一块砖附在这这个面上。在冷冻机（3.4）内欲测的砖垂直地放在支撑架上，用这一方法使得空气通过每块砖之间的空隙流过所有表面。把装有热电偶的砖放在试样中间，热电偶的温度定为试验时所有砖的温度，只有在用相同试样重复试验的情况下这点可省略。此外，应偶尔用砖中的热电偶作核对。每次测量温度应精确到±5℃。以不超过20℃/h的速率使砖隐温到-5℃以下。砖在该温度下保持15min。砖浸于水中或喷水（3.6）直到温度达到+5℃以上。砖在该温度下保持15min。重复上述循环至少100次。如果将砖保持浸没在+5℃以上的水中，则此循环可中断。称量试验后的砖质量（m3），再将其烘干事至恒重的试样称出质量（m4）。最终吸水率E2用质量百分比表示，由下式求得:式中：m3试验后每块湿砖的质量；m4试验后每块干砖的质量。100次循环后，在距离25cm-30cm、大约300lx的光照条件下，用肉眼检查砖的釉面、正面和边缘。如果通常戴眼镜者，可以戴眼镜检查。在试验早期，如果有理由确信砖已遭受损坏，可在试验中间阶段检查并及时作记录。记录所有观察到砖的釉面、正面和边缘的损坏情况。试验报告应包括以下内容：a)按照本标准的规定报告；b)经鉴别的合格砖，如需要砖的背面也要检验；c)用作试验砖的数量；d)初始含水量E1；e)最终初始含水量E2；f)记录试验前的缺陷及经冻一融试验后砖的釉面、正面和边缘的所有损坏情况；g)100次循环试验后砖的损坏数量。