文档介绍：混凝土冻胀机理及冬季施工措施
混凝土冻胀机理及冬季施工措施
摘要:阐述了混凝土冻胀破坏的一般原理,介绍了混凝土冬季施工的常用方法及选择依据,为混凝土冬季施工中保证工程质量提供了参考。
关键词:混凝土;冻胀机理;冬季施工措施
中图分类号: 文献标识码:A
1前言
随着我国经济建设的加速发展,工程建设领域的节奏也越来越快,工期紧、任务重几乎是每个工地都存在并且比较头痛的事情。在抓晴天、抢雨天的情况下,漫长的冬季无疑是北方地区缓解工期紧张比较理想的机会;但同时冬季施工对工程质量尤其是混凝土的质量难免产生不良影响。如何能实现混凝土冬季施工,又能保证工程质量,是众多工程技术人员多年研究探索的课题。如果摸清了混凝土冻胀破坏的机理,并采取针对性的措施来保证混凝土在冬季施工中的质量,那么就解决了混凝土冬季施工的问题。
2 混凝土冬季施工的含义
根据《混凝土冬季施工规范》,当工地昼夜平均气温(最高和最低的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值)连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃时,混凝土施工进入冬季施工。混凝土冬季施工的实质即采取必要措施,促使混凝土在低温条件下能够进行一定的水化凝结作用,产生抵抗毛细水结冰膨胀的应力,从而保证混凝土的设计强度。
3混凝土冻胀破坏的一般原理
在施工中,混凝土拌和物浇筑后在水泥水化作用下逐渐凝结和硬化,而在该过程中水泥水化作用的速度随着温度的高低而变化。当温度升高时,水化作用加快,强度增长也较快;而当温度降低到0 ℃时,存在于混凝土中的水有一部分开始结冰,逐渐由液相变为固相。这时参与水泥水化作用的水减少了,因此,水化作用减慢,强度增长相应较慢。温度继续下降,当存在于混凝土中的水完全变成冰,也就是完全由液相变为固相时,水泥水化作用基本停止,此时强度就不再增长。水变成冰后,体积会增大9%,。这个应力值如果大于水泥内部形成的初期强度值,便会使混凝土受到不同程度的破坏(即早期受冻破坏)而降低强度,即冻胀破坏。此外,当水变成冰后,还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌,减弱水泥浆与骨料和钢筋的黏结力,从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后,又会在混凝土内部形成各种各样的空隙,降低混凝土的密实性及耐久性。所以说冻胀破坏对混凝土来说是致命的威胁。
由此可知,混凝土的冻胀破坏,主要是混凝土中水的形态变化(由液相变为固相)产生的。国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行的大量研究结果表明,新浇混凝土在冻结前有一段预养期,可以增加其内部液相,减少固相,加速水泥的水化作用。研究还表明,混凝土受冻前预养期愈长,强度损失愈小。混凝土化冻后(即处在正常温度条件下)继续养护,其强度还会增长,不过增长的幅度大小不一。对于预养期长,获得初期强度较高的混凝土受冻后,后期强度几乎没有损失。而对于安全预养期短,获得初期强度比较低的混凝土受冻后,后期强度都有不同程度的损失。由此可见,混凝土冻结前,要使其在正常温度下有一段预养期,以加速水泥的水化作用,使混凝土获得不遭受冻害的最低强度,一般称临界强度,即可达到预期效果。对于临界强度,各国规定取值不等,我国规定当用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制混凝土,其抗压强度不得低于设计强度的30%;用矿渣硅酸盐水泥配制混凝土、且其抗压强度不得