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混凝土凍害及冬期施工原理

冬期施工時(shí)，氣溫低，水泥水化作用減弱，新澆混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)明顯地延緩，當(dāng)氣溫降至0°C以下時(shí)，水泥水化作用基本停止，混凝土強(qiáng)度已停止增長(zhǎng)。

新澆混凝土中的水可分兩部分：

一是吸附在組成材料顆粒表面和毛細(xì)管中的水，這部分水能使水泥顆粒起水化作用，稱為“水化水”；

二是存在于組成材料顆?？障吨g的水，稱為“游離水”，它只對(duì)混凝土澆筑時(shí)的和易性起作用，在某種意義上說(shuō)，混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)取決于在一定溫度條件下水化水與水泥的水化作用及游離水的蒸發(fā)。

因此，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)速度在濕度一定時(shí)就取決于溫度的變化。特別是氣溫降至混凝土冰點(diǎn)溫度（新澆混凝土冰點(diǎn)溫度為-0.3°C～-1.5°C）以下時(shí)，混凝土中游離水開(kāi)始凍結(jié)，氣溫降至-4°C時(shí)，水化水開(kāi)始凍結(jié)，水化作用停止，凍結(jié)后的水體積膨脹約8%～9%，在混凝土內(nèi)部形成強(qiáng)大的冰脹應(yīng)力，將是強(qiáng)度尚低的混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫，同時(shí)降低了水泥與砂石和鋼筋間的粘結(jié)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性降低。新澆混凝土在養(yǎng)護(hù)初期遭受凍結(jié)，當(dāng)氣溫恢復(fù)到正溫后，即使正溫養(yǎng)護(hù)到一定的齡期，也不能達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度，這就是混凝土的早期凍害。

研究表明，塑性混凝土終凝前（澆后3～6h）遭受凍結(jié)，開(kāi)凍后后期強(qiáng)度要損失50%以上，凝結(jié)后2～3天遭凍，強(qiáng)度損失15%～20%。實(shí)驗(yàn)證明，混凝土遭受凍結(jié)的危害程度還與凍結(jié)前混凝土的強(qiáng)度、水灰比、水泥標(biāo)號(hào)、養(yǎng)護(hù)溫度等有關(guān)。如果混凝土受凍前已經(jīng)具備抵抗凍脹應(yīng)力的強(qiáng)度，則混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)就不致受凍結(jié)的損害。

防止混凝土早期凍害的措施有兩類：一是早期增強(qiáng)。主要是提高混凝土的早期強(qiáng)度，使之盡早達(dá)到混凝土受凍臨界強(qiáng)度。具體措施有：使用早強(qiáng)水泥或超早強(qiáng)水泥，摻早強(qiáng)劑或超早強(qiáng)劑，早期保溫蓄熱，早期短時(shí)加熱等；二是改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。具體做法是增加混凝土的密實(shí)度，排除多余的游離水，或摻入減水型引氣劑，提高混凝土的抗凍能力。還可摻防凍劑，降低混凝土的冰點(diǎn)溫度。

混凝土強(qiáng)度及主要影響因素

混凝土質(zhì)量的主要指標(biāo)之一是抗壓強(qiáng)度。材料的品種和質(zhì)量，直接影響混凝土的強(qiáng)度。同等水泥用量的拌合物，水泥標(biāo)號(hào)等級(jí)高的，混凝土的強(qiáng)度必然高；骨料的顆粒組成不好，搭配得不密實(shí)，含有泥土、雜質(zhì)等過(guò)多，都能降低混凝土的強(qiáng)度。

組成材料的配合比，是影響強(qiáng)度的重要因素。比如減少拌合用水和所用水泥的比例，適當(dāng)增多水泥漿的含量， 都能顯著提高混凝土的強(qiáng)度，反之則顯著降低。

在施工中混凝土作業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確稱料，適度的拌合和振搗，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等，對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響也很大。

混凝土在冬期施工時(shí)應(yīng)采取的措施

1．冬期施工中配制混凝土用的水泥，應(yīng)優(yōu)先選用活性高、水化熱大的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。水泥的標(biāo)號(hào)不應(yīng)低425號(hào)，少水泥用量不應(yīng)少于300Kg/m3。

2．拌制混凝土所采用的骨料保證清潔，不得含有冰雪凍結(jié)塊等其它宜凍裂物質(zhì)?；炷涟柚撇扇〖訜崴?，水箱四壁用120mm磚砌體砌筑圍護(hù)以提高水溫，混凝土施工時(shí)間每隔半小時(shí)測(cè)量一次水溫、混凝土入模溫度及環(huán)境溫度，并做好溫度記錄。

梁板中的冰雪凍塊在混凝土澆筑之前一定要將其熔化并將水放掉；確保無(wú)凍塊，混凝土在澆注過(guò)程中在模板下面間隔6m設(shè)一火盆對(duì)模板底部進(jìn)行烘烤，時(shí)間要求從混凝土澆筑時(shí)間開(kāi)始制混凝土澆筑完成72小時(shí)內(nèi)不間斷。

3．嚴(yán)格控制混凝土的水灰比，水灰比不應(yīng)大于0.6。

4．使用超早強(qiáng)劑效果明顯，制作同條件試塊3天試壓強(qiáng)度達(dá)到30%，14天達(dá)到。

5．混凝土不宜露天攪拌，攪拌站應(yīng)搭設(shè)暖棚，優(yōu)先選用大容量的攪拌機(jī)，以減少混凝土的熱量損失。攪拌前，用熱水或蒸汽沖洗攪拌機(jī)。混凝土的攪拌時(shí)間比常溫規(guī)定時(shí)間延長(zhǎng)50%。經(jīng)加熱后的材料投料順序?yàn)椋合葘⑺蜕呈度氚韬?，然后加入水泥?；炷脸鰴C(jī)溫度不宜低于10°C。

6．混凝土的運(yùn)輸過(guò)程是熱損失的關(guān)鍵階段，應(yīng)采取必要的措施減少混凝土的熱損失，同時(shí)應(yīng)保證混凝土的和易性。常用的主要措施為減少運(yùn)輸時(shí)間和距離；使用大容積的運(yùn)輸工具并采取必要的保溫措施。保證混凝土的入模溫度不低于5°C。

7．混凝土在澆筑前，應(yīng)清除鋼筋和模板上(下轉(zhuǎn)第129頁(yè))(上接第132頁(yè))的冰雪和污垢，盡量加快混凝土的澆筑速度，防止熱量散失過(guò)多。當(dāng)采用加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，混凝土養(yǎng)護(hù)前的溫度不得低于2°C。

8．冬期施工混凝土振搗應(yīng)用機(jī)械振搗，振搗時(shí)間比常溫時(shí)有所增加。

9．混凝土現(xiàn)澆板上的后序工程規(guī)定：混凝土初凝后方可進(jìn)行下道工序的施工，時(shí)間由工程項(xiàng)目部人員及監(jiān)理人員現(xiàn)場(chǎng)確定。班組人員接到“同意下道工序施工”的通知后方可進(jìn)行施工。凡違反本規(guī)定者，責(zé)令將施工用品吊離板面并處以一定程度的罰款。

混凝土的保溫措施

1）框架柱：混凝土拆模后立即在其表面包裹一層塑料薄膜，在外裹棉氈或草簾，用綁扎絲捆結(jié)實(shí)。該工序有混凝土施工班組具體執(zhí)行，項(xiàng)目部施工員負(fù)責(zé)驗(yàn)收；

2）梁板混凝土澆筑完畢后，在其上面覆蓋一層塑料布、一層毛氈和三層草簾，其間做好測(cè)溫記錄。下道工序開(kāi)始前有混凝土施工班組組織撤離，擊中堆放看管；

3）對(duì)混凝土的保溫材料的保護(hù)，各施工班組積極配合，人員到位，避免材料和用工的重復(fù)。