在严寒季节使用水泥进行混凝土施工养护过程中,如果不能及时提醒我们的水泥用户采取相应施工措施,就可能使客户在使用海螺水泥配制混凝土时产生质量问题。近两年来本人曾多次处理过类似混凝土早期冻害质量事故,深感有必要使更多的海螺用户和营销人员了解混凝土冬季施工技术,以确保施工质量,维护海螺产品形象。因此,特将混凝土冬季施工的有关知识介绍给大家,以供参考。
在严寒季节使用水泥进行混凝土施工养护过程中,如果不能及时提醒我们的水泥用户采取相应施工措施,就可能使客户在使用海螺水泥配制混凝土时产生质量问题。近两年来本人曾多次处理过类似混凝土早期冻害质量事故,深感有必要使更多的海螺用户和营销人员了解混凝土冬季施工技术,以确保施工质量,维护海螺产品形象。因此,特将混凝土冬季施工的有关知识介绍给大家,以供参考。
一、低温混凝土施工时易受冻原因分析
众所周知,水泥混凝土中的胶凝材料--水泥的水化需要在一定温度和湿度条件下才能正常进行,显示出一定胶凝性能,从而使混凝土结构具有一定强度。其中,环境温度是影响水泥水化和混凝土强度增长的重要因素之一,温度过高或过低均不利于混凝土后期强度的发展。温度愈低,水泥水化速度愈慢,当温度降到00C以下时水泥水化作用基本停止,当温度低于-10C时混凝土中的水会开始结冰,此时不仅混凝土的强度不会增长,而且由于水结冰产生体积膨胀(体积膨胀约9%),当这种膨胀产生的应力超过此时混凝土结构所能承受的最大破坏能力时,混凝土结构就会发生不同程度的冻胀破坏,使混凝土的强度和耐久性能受到损害,而且这种冻害不论时间长短,都不能得到恢复。因此,当气温较低特别是在零下温度,如果此时仍采用常温下混凝土施工方法,就难以保证混凝土结构施工质量。
二、冬季混凝土施工时早期受冻模拟性试验研究及其规律
针对本地区的冬季气候特性,我们混凝土试验室于九九年十二月份,在室外最低气温达-90C时,进行多次混凝土早期受冻模拟性试验。试验内容:(1)进行将混凝土拌和物是在80C左右室内成型后,分成三类分别同时放入室外(最低气温约为-90C)、200C恒温恒湿养护室内和400C恒温恒湿养护箱内养护到规定龄期试压强度对比试验;(2)我们又进行了将发展具有不同强度的混凝土试体,放入最低气温-90C室外环境中受冻对比试验;(3)采用宁国厂生产的P.C 425 R水泥配制的混凝土试体放入最低气温-50C室外环境中遭受早期受冻与在标准养室中养护混凝土强度发展对比试验。试验配比方案及试验结果如下:
根据我们所进行的混凝土冬季施工模拟性试验以及参考相关资料可得出混凝土早期受冻具有以下规律:
1、 从上表二试验结果可发现,还没有强度或者说强度还很低的
混凝土结构遭受早期冻害后的混凝土强度会有显著降低,28天混凝土强度降低幅度在50%左右。
2、 从表三具有不同强度的混凝土受冻强度损失对比试验结果可
总结出这样规律,当混凝土已存在一定强度后再遭受冻结,混凝土强度虽有下降,但强度损失较小。即混凝土受冻后的危害程度与混凝土受冻的时间早晚即与新浇筑混凝土冻结之前所达到强度高低有关,混凝土受冻时强度越高,冻结后强度损失越小,反之强度损失越大。这是因为新浇筑混凝土有一定的强度,水泥与砂、石之间的粘结力增强了,因而能够抵消或部分抵消混凝土中水分结冻时产生的膨胀力。
3、 从表二也可得出如下规律,混凝土结构遭受多次冻融比一次
冻融破坏作用大。在混凝土试验期间,开始连续几天室外白天温度在00C左右,晚间温度在-30C至-90C,成型后的混凝土试体始终摆在室外养护的,相当于遭受多次冻融。试验结果发现28d始终放在室外养护遭受多次冻融破坏与在室外养护1d、标养室内养护27d(遭受一次冻融破坏)所得混凝土试体28d强度存在较大差距。
4、 在同样条件下遭受早期冻害,水灰比越大,其抗冻性能越差,
强度损失愈严重。
5、用宁国水泥厂生产的P.C425R水泥配制出水灰比不大于0.6的混凝土,当遭受温度不低于-30C的冻害,此时混凝土的28天强度与在标准养护室内养护所得强度相比,随有所降低但降低幅度不大于是15%。这说明宁国厂P。C425R水泥有较好的抗冻性能。
6、混凝土遭受早期冻害后,不仅强度会降低,其它相关性能如耐久性、抗渗性也会随之下降。
7、在冬季混凝土施工时,应要特别注意小型构件和薄壁结构的施工养护。对大体积混凝土内部一般不会遭受冻害,因混凝土结构内部水泥水化热作用使结构内部能保持在较高的温度,保证水泥水化正常进行。
三、低温时混凝土施工应注意事项
从以上试验发现混凝土在遭受早期冻害后其强度损失较大,因此,了解混凝土冬季施工技术,掌握预防混凝土遭受冻害的措施,对水泥使用者和水泥营销人员很有现实意义。施工规范也规定,根据当地多年气温资料,室外日平均气温连续5天低于50C或最低气温小于-30C时,混凝土工程应采取冬季施工措施;并应采取气温突然下降的防冻措施,注意施工质量。根据近两年冬季我们所处理水泥产品质量问题售后服务事例(反应混凝土强度低、表面起砂起灰以及开裂等),绝大部分都是没有按施工规范和有关操作规程进行冬季施工,混凝土未达到抗冻临界强度前早期受冻的结果,防止冻害的途径就是减少游离水,降低冰点,降低膨胀力,提高混凝土拌和物成型温度以及加强保温和加热养护等措施以防止早期冻害。下面简单介绍混凝土在冬季施工方面的注意事项:
1.冬季施工在原材料选用上:应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥及其它早强型水泥,使用其它品种水泥应注意其中的混合材料对混凝土抗冻、抗渗性能的影响。大体积混凝土另当别论。水泥标号不宜低于425;砂石骨料中不得含有冰块,严格控制骨料粒径且要求其级配良好。
2.混凝土配合比设计方面:混凝土配合比设计时水灰比不应大于0.6,且越小越好;水泥最小用量不得少于300kg/m3;混凝土配制时宜掺用无氯盐类防冻剂,对抗冻要求较高时宜使用引气剂或引气型减水剂。在钢筋混凝土中掺用氯盐类防冻剂时,氯盐掺量按无水状态计算不得超过水泥质量的1%。
3.混凝土施工过程中注意事项:混凝土搅拌时间应延长,约为常温1.5倍左右;混凝土振捣务必密实,捣固不良易造成蜂窝麻面,破坏混凝土结构的完整性,降低抗冻性能。试验证明,混凝土结构表面光滑的抗冻性优于毛面或麻面结构抗冻性;当有施工缝要求时,不宜提前凿毛;混凝土施工时不宜向其中抛毛石,否则会增加孔隙,降低结构抗冻性能;在冬季施工时,在混凝土拌制之前可预先对原材料加热,尤先采用加热水的方法,水可加热到1000C,但水泥不应与800C以上的水直接接触,投料顺序为先投入骨料和加热的水,然后再投入水泥。水泥不可直接加热;混凝土拌合物出机温度不宜低于100C,入模温度不得低于50C。当分层浇灌大体积结构时,已浇注混凝土温度,在被上一层混凝土覆盖前,温度不得低于20C。冬季浇注的混凝土,在受冻前,混凝土的抗压强度规范要求不得低于下列规定:
硅酸盐水泥或P.0水泥配制的混凝土,为设计强度值的30%;
矿碴硅酸盐水泥或P.C水泥配制的混凝土,为设计强度标准值的40%,小于C10的混凝土,其强度不得小于5.0MPa。
4.冬季施工混凝土养护方面:在负温条件下混凝土结构养护,
严禁浇水且外露表面必须覆盖。冬季施工混凝土的模板和保温层的拆除,应在混凝土冷却到50C后方可进行。当混凝土与外界温差大于200C时,拆模后的混凝土表面,应采取使其缓慢冷却的临时覆盖措施,以防产生微裂纹。对掺用防冻剂的混凝土,拆模后的混凝土表面温度与环境温度之差大于150C时,应对混凝土采用保温材料覆盖养护措施。
以上是我们对近年来所做试验的总结,仅供大家参考。