冬季施工預拌混凝土防凍措施

發布時間：2020-12-17 14:27:35 作者：新型建機

混凝土內部水分在低溫下結晶膨脹是造成混凝土受凍而破環的根本原因，避免混凝土受凍是預拌混凝土冬期生產、施工時應考慮的重點問題。若混凝土發生受凍現象，輕者加固、重者拆除重建。混凝土防凍措施不僅是使用防凍劑的問題，而是一個系統的、全面的、綜合的問題。例如:原材料的保溫和預熱，防凍劑的使用，配合比的調整和控制，運輸、調度管理措施，混凝土保溫養護等防凍措施應統籌考慮，控制關鍵因素。
1混凝土防凍機理簡述
水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關外，受溫度影響很大。當溫度升高時，水化作用加快，強度增長也較快；當溫度降低到0℃時，水泥水化作用減慢甚至停止，強度增長變慢至停止，直至水化作用停止，強度不再增長；水變成冰后，體積增大約9%，產生較大的膨脹應力。該膨脹力值常常大于水泥石內部形成的初期強度值，破環混凝土內部結構，增加孔隙率，使得混凝土強度大幅度降低，表現為混凝土的凍損。
在一般情況下，混凝土早期允許受凍的臨界強度不得低于4MPa，氣溫越低，該數值越大。因此，提高混凝土的早期強度是保證混凝土避免受凍的重要渠道。加入防凍外加劑是使水的冰點下降，促使混凝土在負溫下硬化一段時間，使混凝土強度持續增長至受凍臨界強度之上。
2防凍措施及控制要點
2.1原材料的保溫和預熱
2.1.1水泥的使用
冬期施工時水泥儲存量不宜太多，在保證生產連續的情況下，盡量減少庫存。可減少存放倉位，盡量集中存放在某倉。新進的散裝水泥相對溫度較高，使用時可提高混凝土的初始溫度。
2.1.2攪拌用水預加熱
提高攪拌用水的溫度是防止混凝土受凍的重要手段。冬期生產時，建議安裝與生產量相適應的供熱鍋爐，將攪拌用水預先加熱，讓混凝土出機溫度不低于10℃，提高水泥的早期水化速度，提高混凝土的早期強度。
2.1.3砂、石的儲備保溫
應盡量減少已儲存砂石物料的熱量損失。露天砂堆表面盡可能蓋上一層草墊或毛氈，降低砂子的受凍程度。若砂堆外層凍殼已形成，使用物料時，應去除凍殼，盡量避免結凍的砂塊進入攪拌機。封閉料棚內存放物料時，要確保料棚的密閉性，防止冷空氣的流入。在條件允許時，可在料棚的用料端生火，提高物料入機溫度。
2.2原材料質量控制
使用優質的原材料是混凝土防凍的重要環節，應使用含水量低的各種原材料，要嚴格控制砂、石料的風化程度，嚴格檢測防凍劑中有效成分含量，防止原材料質量問題造成的混凝土防凍效果折減。
2.3生產配比要求
2.3.1膠凝材料
水泥水化受溫度影響很大，而摻合料的水化要同時受到水泥水化產物量和溫度的雙重影響，溫度效應更大。混凝土的早期強度盡快增長至臨界強度，應適當提高水泥用量，降低摻合材用量。水泥用量增大，可提高混凝土的早期強度，同時，水化熱的增加也會延緩混凝土自身的溫度降低速率。此外，配置混凝土時，還要結合施工部位和工地的混凝土保暖措施。
2.3.2用水量控制
通過大量試驗證明，當總用水量降低到170kg以下時，混凝土的抗凍性有明顯提高。這說明，降低混凝土中水膠比，混凝土液相離子濃度提高，冰點下降，混凝土的受凍機率降低，因此，配制混凝土時應盡量降低水膠比。建議非泵送混凝土也適當摻加減水劑，這對提高混凝土的抗凍性有重要作用。
2.3.3復合防凍劑使用
使用有效的復合防凍劑，在混凝土防凍劑中加入具有減水、早強、防凍、引氣組份，保證混凝土在負溫下不受凍。復合防凍劑不但減少混凝土拌合物的用水量，減少凍害程度，增加混凝土的密實度，而且降低水的冰點，使水泥在負溫下繼續水化，強度繼續增長。
2.3.4攪拌時間控制
混凝土進行攪拌時，建議攪拌時間比夏季時延長30s左右，讓少量砂、石凍塊解體，提高混凝土的勻質性，減少凍塊對混凝土構件局部結構的不良影響。
2.4生產運輸與調度
為降低混凝土在嚴寒環境中的暴露時間，提高入模溫度，應提前做好相關工作保證運輸線路暢通，合理調配車輛，做到工地不壓車或輕微壓車，盡量縮短運輸環節和壓車時間，防止混凝土本身熱量的損耗。
2.5混凝土施工與保溫養護的控制
2.5.1嚴禁現場施工人員向混凝土中加水
應安排技術員進行現場監管或高頻次巡查，防止施工人員向混凝土中亂加水，降低混凝土的抗凍性。
2.5.2嚴控混凝土出機溫度和入模溫度
制定相關表格，記錄相關混凝土出機溫度和入模溫度。測量出機溫度和入模溫度，確保兩者符合要求。混凝土的出機溫度不得低于10℃，入模溫度不得低于5℃，大體積混凝土的入模溫度可以根據實際情況降低3℃左右。
2.5.3混凝土澆筑、振搗
為減少混凝土的熱量損失，應盡量連續整體澆筑。混凝土需要分層澆筑時，分層厚度不宜小于400mm。在被上一層混凝土覆蓋前，已澆筑層的溫度應滿足熱工計算要求，且不得低于2℃。
2.5.4保溫、養護、拆模
(1)混凝土運輸、輸送機具及甭管應采取保溫措施。例如，混凝土運輸車罐體要穿上保暖車衣，泵送管道要用棉被或毛氈等包裹嚴實等。(2)混凝土結構表面也要采用毛氈、棉被或加膜草墊等及時做好覆蓋。若條件允許，施工時可在施工層下部空間生火，降低混凝土受凍風險。對于低強度等級的薄層結構(如:墊層，防水保護層等)應特別關注，其受凍機率更大。(3)冬期施工的混凝土應盡量延長養護時間和拆模時間。模板和保溫層應在混凝土達到要求強度，且混凝土表面溫度冷卻到5℃后在拆除。對墻板等等薄壁混凝土構件，宜延長模板拆除時間。當混凝土表面溫度與環境溫度之差大于20℃時，拆模后混凝土表面立即進行保溫覆蓋。混凝土強度未達到受凍臨界強度和設計要求時，應繼續進行養護。冬期施工期間，應編制越冬維護方案并進行保溫維護。
2.5.5受凍臨界溫度的要求
(1)當采用蓄熱法、暖棚法、加熱法施工時，采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥配制的混凝土，不應低于設計混凝土強度等級值的30%；采用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥配制的混凝土時，不應低于設計混凝土強度等級值的40%。(2)當室外低氣溫不低于－15℃時，采用綜合蓄熱法、負溫養護施工的混凝土受凍臨界溫度不應低于4MPa；當室外低氣溫不低于－15℃時，采用負溫養護施工的混凝土受凍臨界溫度不應低于5MPa。(3)強度等級等于或高于C50的混凝土，不應低于設計混凝土強度等級值的30%。對有抗凍耐久性要求的混凝土，不應低于設計混凝土強度等級值的70%。
3其它注意事項
3.1重視氣象資料
密切關注天氣預報，定時觀測室外氣溫。根據氣象信息及時制定相應措施。當室外氣溫很低時，建議停止施工。不考慮其它原因，僅從技術角度分析，這樣能夠降低混凝土受凍事故的發生機率。
3.2落實工作務必到位
在防止混凝土受凍的一系列措施中，能做到的盡量做的全面，避免遺漏重點項，落實工作務必到位。預拌混凝土企業和施工企業在分別做好自己的防凍措施的同時，必須協調作戰，做好交接環節的接洽工作。
4結語
從思想上重視混凝土防凍工作，必須全面考慮，系統分析，制定因地制宜防凍措施，從原材料進廠檢驗、物料的覆蓋蓄熱保溫、生產過程的配比控制以及運輸、澆筑和養護方面做好認真落實，不得遺漏重點控制項，提高混凝土防凍的保證系數，確保混凝土不受凍。