在冬期混凝土工程施工过程中,混凝土受冻按不同阶段可分为以下三种类型
混凝土受冻
新鲜混凝土受冻指新浇筑的混凝土在终凝前遭到冻结,其主要原因是气温与混凝土温度很低,加之施工措施欠妥。这种受冻一般说来不会使混凝土产生恶化,只要化冻后在终凝前立刻振捣密实,加强养护,不要使混凝土重新受冻,混凝土的机能即不会受到损害。这种情况一般在薄壁结构、薄板、道路面层施工中能碰到。
混凝土早期受冻
(亦称混凝土早期冻害或早龄期受冻)
混凝土早期受冻是指混凝土浇筑后,在养护硬化期间受冻,它能损害混凝土的一系列机能。这在混凝土冬期施工中常常碰到并且长短常值得留意的题目。这种冻害主要是因为施工方法选择不当、施工职员技术水平不高或不负责任而造成的。它可使混凝土的一系列物理、力学机能降低,从而使其达不到设计强度要求,影响工程应用,降低耐久性,甚至造成返工。
评定混凝土早期冻害的主要指标是抗压强度、抗拉强度、混凝土与钢筋的粘结强度。试验方法是采用各种冻结温度使不同龄期硬化中的混凝土经一次或多次冻融后,按照《普通混凝土的尺度试验方法》进行。它综合反映混凝土原料、配合比、养护前提等水平。评定混凝土早期冻害的重要指标之一是早期答应受冻临界强度值。
混凝土的冻害
(亦称混凝土的抗冻耐久性)
混凝土的冻害是指已硬化了的混凝土在工程结构使用期间受寒暑天然气温的影响,并长年累月遭受天然气温冻害冻融作用,而导致各项机能逐渐降低。
评定混凝土冻害的主要指标是抗压强度或转动性模量损失值。取尺度前提下硬化了28d的混凝土试件,按混凝土抗冻耐久性尺度试验方法,经多次冻融后测定抗压强度或转动性模量损失值,作为评定指标。它反映材料及配合比水平,用于考核结构耐久性和使用年限,是为设计服务的。
混凝土冻害机理的分析与探讨
混凝土受冻害有三个重要前提,即湿度、水和混凝土内部结构的孔隙状况,这三个前提缺一不可
温度是必要的前提
当温度降低到0℃以下时,促进水相转变而成冰,水结冰后体积膨胀达到9%,从而使混凝土内部结构遭到破坏。
施工时水灰比大,混凝土含水量增大,导致混凝土遭受冻害严峻。
混凝土内部结构的孔隙状态
混凝土内部结构的孔隙状态决定于混凝土配合比设计及施工水平。设计和施工不当,会使混凝土内部的孔隙率增大,毛细孔直径较粗,自由水含量增多,导致混凝土的冻害程度严峻。
混凝土是一种多孔性材料,它在硬化中和硬化后形成大小不同的孔隙及相互连通的毛细孔通道。这些孔隙和毛细通道布满水后,当温度降低时,对混凝土的冻害可归纳为以下几点:
当温度降低到0℃以下时,混凝土内部毛细孔中的自由水开始结冰,体积膨胀;
结构构件的结冰由表面开始,逐渐向内部发展,表面部位水冻结后,因为结冰而膨胀,将内部未冻结的部门水封锁并沿毛细孔通道压向内部;
跟着冻结的发展,结冰体积越来越大,使内部未冻水压力越来越高,当内部增高到超过混凝土的抗拉强度时,就会把毛细孔胀破,产生微裂纹;水在一定压力下,流入发生裂纹的裂痕内,这时毛细孔内部的静水压降低,破坏有所缓和;
尔后,冻结再继承向深层发展,水压力又继承增大,达到一定程度时,则或裂纹继承扩展,后产生新的裂纹,裂纹不断发展增多,使混凝土内部发生破坏;
当混凝土内部残留有未布满水的气孔,或者因为施工时掺入了引气剂而在混凝土内部引入大量气孔时,则有压的未冻水的压力作用下,通过渗透渗出或毛细微孔流入气孔内,使静水压力减小,从而减少了混凝土内部的裂纹,改善和进步了混凝土的抗冻害机能。