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水泥混凝土冬季施工质量控制-试验人员必看 2016-11-27?公路试验检测 我国许多地方有较长的寒冷季节。随着建筑工程的快速发展，由于受工期制约，许多工程的混凝土冬季施工时不可避免的。国内外对混凝土冬季施工理论和方法的探索研究认为，当环境温度降到5以下时，只要采用适当的施工方法，避免新浇筑混凝土早期受冻，使外露混凝土与冬季外界气温保持较小的温差，也会取得像在天暖施工时的效果。 一、冬季混凝土工程施工的一般原理 混凝土拌合物浇筑后之所以逐渐凝结和硬化，直至获得最终强度，是由于水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外，主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时，水化作用加快，强度增长液较快；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（水）变成固相（冰）。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，也就是完全液相变为固相时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不在增长。 水变成冰后，体积约增大9%，同时产生约2500 Kg/平方厘米的膨胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值，使混凝土收到不同程度的破坏（即早起受冻破坏）而降低强度。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粘结力，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空隙，而降低混凝土的密实性及耐久性。 由此可见，在冬季混凝土施工中，水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键，国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验。研究结果表明，新浇筑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。试验研究还表明，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（如达到R28的35%）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，后期强度都有不用程度的随时。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，我国规定为不得低于设计标号的30%，也不得低于35千克每平方厘米。混凝土冻害的危害： 降低混凝土强度 造成混凝土裂缝 混凝土中钢筋的锈蚀 降低混凝土耐久性能 防止混凝土冻害的一般原则： 减少用水量 提高早期的强度 减低水的冰点、 “缓冲”冰对混凝土内部结构的压力 降低混凝土体积变化 混凝土防冻剂的作用机理： 1.防冻剂中减水成分：减少混凝土搅拌用水，提高混凝土强度；减水混凝土拌合物中自由水的含量，减低受冻害的几率。 2.防冻剂中早强成分：使混凝土早期强度提高，在水结冰前使混凝土超过临界强度，降低冰对混凝土强度的影响。 3.防冻剂中引气成分：均匀、稳定而封闭的微小气泡，减轻水到冰的过程引起的体积变化对混凝土造成的压力和体积变化。 防冻剂有限使用温度的规定： 防冻剂的有效作用温度 防冻剂对混凝土结构的实际“有效作用温度” 对防冻剂适用温度的规定 混凝土防冻剂的作用： 防冻剂迅速提高早期强度。 防冻剂不能根本改变混凝土在低温强度增长的规律。 防冻剂掺量对混凝土强度的影响 二、冬季混凝土施工方法 1、冬季混凝土施工方法选择 从上述分析可以知道，在冬季混凝土施工中，主要解决三个问题： 1）如何确定混凝土最短的养护龄期； 2）如何防止混凝土早期冻害； 3）如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求 实际工程中，要根据施工时的气温情况，工程结构状况（工程量、结构厚大程度与外露情况），工期紧迫程度，水泥的品种及价格，早强剂、减水剂、抗冻剂的性能及价格，保温材料的性能及价格，热源的条件等，来选择合理的施工方法。一般来说，对于同一个工程，可以有若干个不同的冬季施工方案。一个理想的方案，应当用最短的工期、最低的施工费用，来获得最优良的工程质量，也就是工期、费用、质量最佳化。目前基本上采用以下4中方法。 2、冬季混凝土施工方法种类 1）调整配合比方法 主要适用于在0左右的混凝土施工。具体做法：选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期放出强度最高，一般3天抗压强度大约相当于普通硅酸盐水泥的7天强度，效果较明显。尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从而增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆的体积，提高拌合物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲混凝土内水结冰所产