冬季混凝土施工、养护的受冻临界强度的探讨

1、关于负温混凝土的受冻临界强度的探讨一、标准、规范和规程的有关规定建筑工程冬期施工规程 JGJ104 97在7.1.1条对掺用防冻剂的混凝土受冻临界强 度作出规定：“当室外最低气温不低于15C时不得小于 4.0N/ mm 2,当室外最低气温不低 于30C时不得小于 5.0N/ m 2”。在7.7负温养护法中作了如下规定：7.7.1 混凝土负温养护法适用于不易加热保温且对强度增长无特殊要求的结构工程。7.7.2 采取负温养护法施工的混凝土，宜使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，混凝土浇筑后的起始养护温度不应低于5C,并应以浇筑后 5d内的预计日最低气温来选用防冻剂。7.7.3 混凝土浇筑后，裸露表面应

2、采用塑料薄膜覆盖保护。7.7.4 采用负温养护法应加强测温。当混凝土内部温度降到防冻剂规定温度之前，混 凝土的抗压强度应符合本规程第 7.1.1 的规定。混凝土外加剂应用技术规范GB50119- 2003第7章“防冻剂”的“ 7.3施工”中规定：7.3.1 防冻剂的选用应符合下列规定：1在日最低气温为0-5C,混凝土采用塑料薄膜和保温材料覆盖养护时，可采用早强剂或早强减水剂；2在日最低气温为510C、 1015C、 1520C，采用上款保温措施 时，宜分别采用规定温度为5C、 10C、 15C的防冻剂；3防冻剂的规定温度为按混凝土防冻剂（JC475）规定的试验条件成型的试件，在恒负温条件下养护

3、的温度。施工使用的最低气温可比规定温度低5C。7.3.6 掺防冻剂混凝土搅拌时，应符合下列规定：1 严格控制防冻剂的掺量；4 掺防冻剂混凝土拌合物的出机温度：严寒地区不得低于15C ;寒冷地区不得低于10C。入模温度：严寒地区不得低于10C，寒冷地区不得低于 5C。7.3.9 掺防冻剂混凝土的养护，应符合下列规定 :1 在负温条件下养护时，不得浇水，混凝土浇筑后，应立即用塑料薄膜及保温材料 覆盖，严寒地区应加强保温措施;2 初期养护温度不得低于规定温度；（5C）3 当混凝土温度降到（防冻剂的）规定温度时，混凝土强度必须达到受冻临界强度；当最低气温不低于10C时，混凝土抗压强度不得小于3.5MP

4、a；当最低气温不低于15C时，混凝土抗压强度不得小于 ，4.0MPa ;当最低气温不低于20C时，混凝土抗压强度 不得小于 5.0MPa；4 拆模后混凝土的表面温度与环境温度之差大于20 C时，应采用保温材料覆盖养护（这主要适用于大体积混凝土）。混凝土防冻剂 JC475 2004 在“6 试验方法”中的“ 6.2.4.1 试件制作”规定：基准混凝土试件和受检混凝土试件应同时制作。混凝土试件制作及养护参照GB/T50080进行，但掺与不掺防冻剂混凝土坍落度为80伽土 10伽，试件制作采用振动台振实，振动时间为10s15s。掺防冻剂的受检混凝土试件在（20 3）C环境温度下按照表4规定的时间预养后

5、移入冰箱（或冰室）内并用塑料布覆盖试件，其环境温度应于3h4h内均匀地降至规定温度，养护 7d后（从成型加水时间算起）脱模，放置在（20 3）C环境 温度下解冻，解冻时间按表 4 的规定。解冻后进行抗压强度试验或转标准养护。（防冻剂 的规定温度为-5C时，其预养时间为6h，其解冻时间为6h;其他规定温度等级每降低一级，其预养和解冻时间缩短1h）。二、对受冻临界强度等问题的探讨1 建筑工程冬期施工规程 JGJ10497 和混凝土外加剂应用技术规范 GB50119 2003 都对掺防冻剂混凝土的受冻临界强度作出了规定：即混凝土内部温度降到规定温度 时，混凝土的抗压强度必须达到受冻临界强度。其中的“

6、规定温度”即是混凝土防冻 剂JC475 2004中确定的一5C、一 10C、一 15C的防冻剂产品等级。当混凝土内部温度 降到上述负温度时，混凝土自身已经遭受冻结，又怎能谈受冻临界强度呢？这时所说的 “混凝土受冻临界强度”应当确切地称之为“混凝土的防冻临界强度（即防止混凝土遭受 冻害的临界强度）”。如果把掺防冻剂混凝土与普通混凝土都要求按“受冻临界强度”实 施，那我们掺防冻剂还有什么用呢？其实规程和规范对这一规定的原意是：“掺防冻剂混凝土的内部温度降到所用防冻剂的规定温度时，该混凝土应具有一定的强度来抵抗更低温 度的冻胀破坏”。而事实上这一规定对商品混凝土是不符合实际的，因为商品混凝土大多 数

7、都是在晚上施工，而混凝土的凝结时间大都在15小时以上，还没有等到混凝土终凝，就已经冻实了（大体积混凝土除外），哪能等到具有一定的强度后才可到达规定的温度呢？ 施工的实际情况与混凝土防冻剂的试验环境比较接近。掺入了合格防冻剂（防冻泵送剂）的混凝土在负温条件下同样会冻结，只是因掺入了防冻剂而改变了混 凝土内部的冰晶结构，使混凝土在冻结情况下不会发生冻胀破坏，并且还能增长强度。2混凝土外加剂应用技术规范GB50119- 2003第7章“防冻剂”的“ 7.3施工”中第3款规定：“施工使用的最低气温可比规定温度降低5C”。这一规定是合理的，因为防冻剂在试验时的温度是恒负温连续7天，要比实际的环境温度严酷

8、的多，试验时只在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，根本没有进行保温。因此我认为应当把规范和规程中的“混凝土内部温度降到规定温度时，混凝土的抗压强度必须达到受冻临界强度。”修改为“混凝土内部温度降到规定最低温度时，混凝土的抗压强度必须达到防冻临界强度。”如 果混凝土内部温度降到规定最低温度时，混凝土的抗压强度还达不到防冻临界强度，该混 凝土有可能遭受部分冻害；否则就必须对混凝土进行保温，使混凝土内部温度高于所用防 冻剂规定的最低温度。如果该地区最低温度为10C，而搅拌混凝土时使用了 10C的防 冻剂，在浇筑混凝土时只需在其表面覆盖一层塑料薄膜即可，不需要再进行保温。当然再 在塑料薄膜上覆盖保温材料更有利于混凝土早期强度的增长，加快施工进度，减少低温对 混凝土强度的影响。因此混凝土外加剂应用技术规范GB50119- 2003第7章“防冻剂”的“ 7.3施工”中第 7.3.9条第1款规定：“混凝土浇筑后，应立即用塑料薄膜及保 温材料覆盖，严寒地区应加强保温措施；”这样规定对冬期施工的混凝土是很有好处的。3掺防冻剂混凝土在较低的负温条件下养护时，其600C ?d的抗压强度仍然低于标准养护的强度。因此，在设计冬期生产（施工）配合比时，应提高配合比的设计强度 10%或更大一些。4