當(dāng)環(huán)境溫度降到0 ℃左右時(shí),混凝土施工要采取一些特殊的技術(shù)措施,這是施工界的常識(shí)。如何針對(duì)凍害原因制訂施工措施并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問題。下面試結(jié)合具體工作中的一些經(jīng)驗(yàn),并參考相關(guān)文獻(xiàn),提出幾點(diǎn)看法?;炷恋亩┐胧┯泻芏?,華北地區(qū)常用的是綜合蓄熱法, 下面結(jié)合凍害原因重點(diǎn)探討一下綜合蓄熱法的防凍機(jī)理。
1、抗凍臨界強(qiáng)度
1.1、在冬季施工時(shí),當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到某一界限值時(shí),由于結(jié)構(gòu)已初步形成,具備了抵抗凍脹破壞的能力,混凝土再受凍亦不會(huì)被凍壞,這一強(qiáng)度稱做混凝土的抗凍臨界強(qiáng)度??箖雠R界強(qiáng)度的提出是混凝土冬季施工理論的一個(gè)重大突破,也是制訂混凝土冬施措施的重要依據(jù)?;炷炼臼┕さ年P(guān)鍵就是要使混凝土盡快達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度。
1.2、大量試驗(yàn)和實(shí)踐表明,混凝土抗凍臨界強(qiáng)度與水泥品種、水灰比、降溫速率等多種因素有關(guān),且素混凝土和摻防凍劑混凝土的抗凍臨界強(qiáng)度亦不相同,其值可按規(guī)范確定。一般說來,摻防凍劑后混凝土的抗凍臨界強(qiáng)度略低一些(相對(duì)空白) ,這是因?yàn)榛炷翐椒纼鰟┖笃浜繙p小、冰晶變的較為分散軟弱且減弱了凍脹效果的緣故。
2、防凍劑的防凍原理
防凍劑是根據(jù)混凝土凍害機(jī)理,結(jié)合抗凍臨界強(qiáng)度、最優(yōu)成冰率、冰晶形態(tài)轉(zhuǎn)化等理論,并總結(jié)長(zhǎng)期冬季施工實(shí)踐研制的,一般由四種成分組成,其作用分述如下:
2.1、早強(qiáng)成分
強(qiáng)度后才能進(jìn)行下一道工序的施工。在混凝土終凝初期應(yīng)避免施工荷載對(duì)樓板產(chǎn)生較大的振動(dòng)。主要作用是加速混凝土的凝結(jié)硬化,使之盡快達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度;在達(dá)到臨界強(qiáng)度以后,能加快混凝土硬化速度,克服負(fù)溫、低溫造成的強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢現(xiàn)象。
2.2、引氣成分
在混凝土體內(nèi)引入微米級(jí)的細(xì)小氣泡(有益氣泡) ,其作用:
1) 切割、封閉混凝土內(nèi)的連通孔道(有害孔道) ,減輕凍脹時(shí)的裂紋擴(kuò)展;
2) 引入的大量氣泡起到膨脹“緩沖器”的作用,吸收冰晶膨脹應(yīng)力,減輕凍害。在混凝土內(nèi)引入氣體3. 5 % ,可消化6. 6 %的體積膨脹,在成齡階段,可起到提高抗凍融能力、改善耐久性的作用。
2.3、減水成分
其作用:1) 減少拌合水,從而減少游離水總量,從根本上減少可凍冰的含量(但亦應(yīng)保持一定含冰率) ,消除凍脹內(nèi)因;2) 通過減水成分的分散作用,釋放包裹水,消除劣質(zhì)水泡,使粗大冰晶轉(zhuǎn)化為細(xì)小冰晶,優(yōu)化水泥水化環(huán)境,減輕脹凍壓力。
2.4、防凍成分
多為一些有降低冰點(diǎn)作用的無機(jī)鹽,作用可概括如下:摻防凍組份(以NaNO2 ,摻2 %為例) 的水溶液冰點(diǎn)約為- 1. 5 ℃,當(dāng)溫度降到- 1. 5 ℃時(shí),孔隙內(nèi)臨近受凍側(cè)的游離水開始結(jié)冰,冰體內(nèi)無機(jī)鹽部分析出,剩余游離水中鹽的濃度變大(冰點(diǎn)進(jìn)一步降低) ;當(dāng)溫度繼續(xù)下降(如降到- 5 ℃) ,又有臨近受凍側(cè)游離水部分結(jié)冰,剩余游離水濃度繼續(xù)增大..,持續(xù)這一過程,直到亞硝酸鈉最低共溶點(diǎn)出現(xiàn),孔內(nèi)全部游離水結(jié)成冰。由此可見,防凍成分的作用是在連續(xù)降溫過程中保持混凝土體內(nèi)始終有一定的液相水存在(過冷水) ,使水泥水化能持續(xù)進(jìn)行(盡管此時(shí)水化速度已較常溫大為減慢) 。
由此可見:防凍劑的防凍機(jī)理是綜合性的,是多種效果的綜合體現(xiàn)。世界上并不存在某種一摻就靈的防凍劑,“防凍”只是最終的效果,它是通過早強(qiáng)、引氣、減水、防凍等因素共同作用而實(shí)現(xiàn)的。而且防凍劑的使用效果與工程的施工情況也有關(guān)系,所以說混凝土的冬季施工是一個(gè)典型的系統(tǒng)工程,必須通盤考慮。
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