寒地冬施混凝土质量通病及防治

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 寒地冬施混凝土质量通病及防治 【摘 要】针对北方寒冷地区冬 施混凝土初期冻害，如疏松、空鼓、表 面起灰、裂缝、裸筋等种种质量通病， 从水泥水化硬化进程，缓慢、干扰等方 面分析其深层原因，并提出了相应对策。 中国论文网 /5/view-5353431.htm 【关键词】冻胀；失水；疏松； 裂缝；防止对策 我国北方寒冷地区都有相当一段 冬期混凝土施工，无论是工业与民用建 筑，老厂技术改造都往往受施工网络计 划或保产增效要求的约束，工期紧迫、 干扰因素较多、疏于防范等原因。疏松、 空鼓、裂缝、表面起灰、裸筋等缺陷时 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 有发生，成为急待解决的关键问题。 1.冬施混凝土常见多发的质量通 病及原因分析 1.1“冰夹层 ”及结构疏松 现代混凝土的基本特征是多种混 凝土外加剂和掺合细粉的应用，以及水 平与垂直泵送快速浇筑。尽管使用高效 减水剂或复合防冻剂措施，但混凝土拌 和物的坍落度往往达到 18030。水灰 比、水胶比均分别达到 0.60、0.55 以上。 混凝土振捣浇筑后，多余的游离水在六 种混凝土组成材料中密度为 1 左右，是 最小的。在浮升过程中往往在粗集料 （碎石）的下面集聚，由于温度骤降， 防冻剂掺量不足或未掺防冻剂的混凝土 快速冻结而形成冰夹层。 水的相转变冻结成冰体生成约 8%的 体积膨胀，受到模板制约情况下将产生 204 Mpa240Mpa 冻胀应力导致结构疏 松。不掺防冻剂的空白混凝土，强度将 降低工 30%35% 。 俄罗斯科学院克里罗夫 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 （A？Kelilof ）教授概括冬施混凝土的 早期冻害如下： （1）粗集料周边的游离水若遇 骤然降温而冻结，从而形成“冰夹层” ； （2）由于低负温下水泥水化硬 化迅速减慢，C？S ？H 凝胶及水化物晶 体甚少，水泥石与粗集料，混凝土与钢 筋粘结强度下降； （3）混凝土中的水，向干燥的 周边大气中转移，加之负温下早期强度 较低，易显“ 干疏” 现象。 1.2 水泥石与粗集料，混凝土与 钢筋粘结力下降 如前所述，冰夹层导致水泥石与 粗集料（碎石） 、混凝土与钢筋粘结强 度降低。法格兰德统计资料认为，空白 混凝土受冻强度下降约 13%。 造成混凝土强度降低的另一原因 是钢筋混凝土保护层较薄（大约是 2530） 。由于覆盖不及时引起冻 结时钢筋与混凝土的膨胀系数差异（分 别为 1.05105/和 0.7105/） 。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 极易引起钢筋与水泥石的“松脱” 而降低 粘结强度，以及混凝土向干燥的周围空 间水分转移，而使混凝土干疏。相应对 策即塑料薄膜和草垫保温、保水、保湿 层设施成为必不可少的措施。 1.3 混凝土裂缝 引起混凝土裂缝的原因极其复杂， 多数原因是： （1）地基不均匀沉降。如软弱 地基由于夯实不够、地基基坑深度不够、 未挖至冻土深度以下等原因造成地基土 不均匀沉降，冬施混凝土的初期抗拉强 度颇低，极易产生拉裂。 （2）干燥收缩引起裂缝是最常 见的裂缝，水灰比、水胶比较大的混凝 土尤甚。 （3）沉裂。混凝土拌合物在自 重下即下沉，但坚固的钢筋骨架不产生 下沉或相应变形，往往沿着钢筋走向， 在保护层深度范畴产生沉裂。沉裂的特 征是裂缝宽度上大下小。 1.4 干疏、起灰 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 冬施混凝土未及时覆盖，甚至未 掺复合防冻剂的空白混凝土，未能在 12h 终凝之前及时覆盖，混凝土中的水 迅速向大气中转移，而水泥在负温和低 负温下水化极其缓慢，造成干疏起灰现 象。 2.冬施混凝土缺陷的预防 2.1 掌握气象资料，综合技措预 防初期冻害。 冬施期间宜掌握未来 3d 最低气 温和降霜雪情况，以便科学确定防冻剂 种类及用量。 2.2 提高混凝土与钢筋的粘结强 度。 为防止降低混凝土与钢筋的粘结 强度，一是尽可能选用早期强度较高、 抗冻融性能优良的 P？O42.5 普通硅酸 盐水泥；二是适当延长混凝土拌合物搅 拌时间，提高其均匀性并促进水泥水化； 三是确保钢筋表面洁净度。如清除其表 面霜雪、锈斑等；四是严格控制混凝土 拌合物水灰（胶）比，不得提高水胶比； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 五是在必要时选择优质掺合料，如水淬 矿渣微粉、硅灰或混凝土浇筑完毕后在 混凝土表面撒一薄层沸石，以吸附游离 水降低水胶比，提高混凝土抗冻性。 2.3 改善地基基础设计。 通常按极限承载强度和沉降值设 计地基，以此双控指标设计地基深度和 混凝土基础宽度。以避免地基不均匀沉 降。 2.4 及时对混凝土采取保温、保 水、保湿措施。 冬施混凝土达到终凝即覆盖一层 塑料薄膜和一层草垫以保温、保水、保 湿，提高混凝土强度和耐久性，直至达 到允许受冻的临界强度。 “JGJ10497” 规定：极限最低温度15 ，临界强度 4.0 Mpa；极限最低温度30，临界 强度 5.0 Mpa。日本北海道大学长谷川 寿夫试验表明，即使初期受冻混凝土， 可在气候转暖后连续浇水、覆盖保湿， 可使混凝土强度损失降低至 10%以下。 如所周知，混凝土有着耐久性、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 可塑性良好，具有较高极限强度。原料 来源广泛、成本较低等优点外，致命弱 点则是重、脆、裂。通过配筋和引入钢 纤维等措施较好地解决脆和裂的问题。 通过使用复合防冻剂和热拌、覆盖等综 合蓄热法措施，解决负温环境的冬施施 工问题。 3.工程实例剖析 某热轧带钢设备基础，长高 宽 LBH=14.54.21.0m，设计强度等 级为 C25 混凝土，于 1999 年 11 月中旬 施工。由于未能及时覆盖塑料薄膜和保 温层，深夜寒流突袭，最低气温降至- 11，混凝土有明显初期冻害，表面呈 黄色、疏松，上表面有散状冰晶。 发现此种情况，当即凿除表面 120左右受冻疏松层，应用压缩空气 吹净表面浮灰，再均匀涂布 YJ302 型 混凝土界面处理剂，重新支模浇筑掺 5%复 合防冻剂、设计等级 C25、坍落度为 120150塑性混凝土，覆盖塑料薄膜 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 和一层草垫子，保水保温。 纵然后来最低气温降至-13， 但测得混凝土表面温度却达到 +3+7 。28d 龄期测得混凝土平均 强度达 16.4 Mpa，90d 后测得混凝土强 度达 26.3 Mpa，达 105%设计强度，确 保了混凝土质量和轧机设备安装施工。 4.结论 （1）通过在混凝土中引入含有 防冻剂早强剂阻锈剂减水剂的多 元复合防冻剂，热拌和覆盖综合措施， 以克服冬施混凝土初期冻害、结构疏松 等缺陷问题。 （2）冬施混凝土必须借助早期 覆盖、保温、保湿养护解决干裂、剥落、 裸筋缺陷。在终凝前，尤应十分重视表 面