寒冷地区混凝土施工中冻结问题探究

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1、寒冷地区混凝土施工中冻结问题探究　　【摘要】混凝土受冻害损伤可以区分为两种情况：一是外部损伤。是由于冻融引起的混凝土表面材料的损伤．常见为混凝土剥落脱皮：二是内部损伤，是没有表面可见效应而在混凝土内部产生的损害，它导致混凝土性质改变（如抗压强度降低）。至于新拌混凝土受冻害损伤后则会导致混凝土冻胀破坏。寒冷地区混凝土施工中的冻害问题一直是国内外施工管理的一大难题。文章分析了冬季混凝土施工中混凝土冻结的主要影响因素以及相应的防冻结的对策和措施。【关键词】寒冷地区混凝土施工冻结问题中图分类号：TV544文献标识码：A文章编号：在我

2、国寒冷地区，冬季从第一年的十月中旬一直延续到第二年的四月中旬，约占全年的一半时间，因此，在我国的北方和西方，冬季施工是不可避免的，而冬季施工中如何防治混凝土冻害也成为施工单位的一大难题。一、冻害分析7混凝土冻害是混凝土中的水分结冰膨胀，水分重新分配，冰晶累积破坏了混凝土正常凝结硬化的结构，且强度和耐久性大幅度降低。混凝土中的水分可分为化学结合的结晶水、胶凝水、毛细孔水、胶体表面吸附水及存在于表面张力范围内的自由水。这几类水的量和分配比例随混凝土的组成、凝结硬化程度而变化。结晶水为固态，不受冰冻影响。胶凝水与胶凝物构成胶态，存

3、在于胶凝孔中，胶凝孔的孔径在15～20微米，CORDON提出胶凝孔中水的冰点为-75℃。毛细水吸附予毛细孔壁，毛细水的冰点随着毛细孔径的减少而降低。有的学者认为孔径小至50～150微米，冰点温度就可降低30℃然后结冰。由于电解质影响，即使不掺入外加剂，混凝土中自由水的冰点亦低于零度，约为-0.3℃～0.5℃。胶体表面的物理吸附水，随着吸附约束力的增加而降低。新拌混凝土凝结硬化过程中，负温环境和降温速度是高能位水向低能位冰移位相变，即水分重新分配、冰晶累积产生冻害的外部条件，混凝土组成部分、凝结硬化速度和成熟的程度是减少和阻止

4、冻害的原因。特征分析如下：1、混凝土表面呈现平行模板的针型冰道以致明显的冰花状冰道，发酥。取芯观察冻害深度仅在1cm以内，内部的混凝土凝结硬化正常，强度无损。2、混凝土表面粗糙，无平行模板的针型冰道，回弹值较高，弹击时有空鼓感，超声测试声速很低，以致丢波不易读数。取芯观察冻害深达3cm～7cm，主筋与混凝土脱离，有的芯样取出后冻害层就脱落，内部混凝土凝结硬化正常，强度无损。73、混凝土表面粗糙，无平行模板的针型冰道，敲击无空鼓感，回弹、超声测值都低，取芯观察冻害较深，冻害由表向里呈阶型逐渐减轻，但到与正常硬化的界面冻害又加重

5、。4、混凝土表面粗糙，无针型冰道，敲击无空鼓感，取芯观察表里无明显差异，但芯样强度较正常凝结硬化的低30％～50％。冬季混凝土施工中混凝土冻结的主要影响因素分析1、水泥。因在早期水泥品种、组成影响混凝土的水化程度，从而影响可冻结水量和早期强度。龄期短的混凝土抗冻性差，这不仅由于混凝土的强度低。而且由于毛细孔多。一般来说水泥标号高，强度大，抗冻性较好。掺混合材料的水泥水化较慢，标号较低，抗冻性也就较差些。但也要看到另一面，掺矿渣或其他混合材料的水泥后期水化较完全。由于氢氧化钙与混合材料的二次反应，产生更多的胶体，水化用水较纯熟

6、料水泥多．因此后期毛细孔较少，且后期强度也较高，这是对抗冻性有利的一面。因此如果建筑物在受冻前混凝土的龄期较长，掺混合材料的水泥抗冻性不一定差。苏联学者认为，水泥的品种和活性对混凝土抗冻性有影响，主要是因为其中的熟料部分的相对体积不同和硬化速度的变化。总结己建工程运行实践和室内混凝土的抗冻性试验。对有抗冻要求的混凝土应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。72、骨料。骨料在混凝土冻害过程中起很重要的作用。在同样的水灰比养护条件下，选择的骨料不同，其抗冻性有着很大的差别。骨料对混凝土抗冻性的影响主要决定于骨料本身的抗冻性。如果粗

7、骨料的质量很差，孔隙多，吸水率大，冻结时产生很大的静水压力，使骨料内的水份向水泥石迁移。由于水泥浆体硬化时的收缩，骨料与周围水泥石的界面上存在微细孔隙，这些孔隙如同毛细孔一样，冻结时产生静水压力，同时也降低了界面粘结力，所以混凝土往往在这界面处开始破坏。而多孔骨料含有很多空气泡时，可以起到水泥浆体中同样的“蓄水”卸压作用，对抗冻性却是有利的。骨料粒径越大，则比表面越小，界面受冻破坏的可能性越大。因此粒径大而吸水率大的骨料对混凝土抗冻性不利．而粒径小的多孔骨料对抗冻性有利。因此，尽量采用吸水率小于3％细骨料和吸水率小于2％的粗

8、骨料。粗骨料对混凝土抗冻融性的影响不仅取决于它的吸水性．也取决于骨料表面粘结性及粗骨料与砂浆热膨胀系数的差异等。因为冻融作用对混凝土的温度变化影响很大，在反复的冻融过程中，水分侵入松弛的混凝土组织，使混凝土结构早期破坏。当含盐的骨料受冻融循环作用时。由于盐的浓度差而产生渗透压使混凝土的抗冻