新澆混凝土受凍有何危害

1、新澆混凝土受凍有何危害，如何進(jìn)行冬期施工（一）什么是混凝土冬期施工，如何計(jì)算冬期施工期當(dāng)日平均氣溫降到5和 5以下， 或者最低氣溫降到0和 0以下時(shí)， 混凝土工程必須采用特殊的技術(shù)措施進(jìn)行施工，方能滿足要求， 即混凝土冬期施工。混凝土進(jìn)入冬期施工，不僅在技術(shù)上要采取相應(yīng)措施，而且工程也要增加冬期施工費(fèi)用。根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁鉁刭Y料，室外日平均氣溫連續(xù)5d 穩(wěn)定低于5時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工應(yīng)采取冬期施工措施，可以取第一個(gè)出現(xiàn)連續(xù)5d 穩(wěn)定低于5的初日作為冬期施工的起始日期。同樣，當(dāng)氣溫回升時(shí)，取第一個(gè)連續(xù)5d 穩(wěn)定高于5的末日作為冬期施工的終止日期。初日和末日之間的日期即為混凝土冬期施工期。我國(guó)中部

2、地區(qū)出現(xiàn)最低氣溫在0以下的日期較短，并不一定需要一整套嚴(yán)格的冬期施工技術(shù)措施，但不能認(rèn)為溫度不太低，混凝土凍一下影響不大，而忽視由于季節(jié)交替，氣溫突然變化可能會(huì)給工程帶來(lái)的不利影響。因此，在施工期間應(yīng)密切注意天氣預(yù)報(bào)，襲擊，造成混凝土早期遭受凍害。以防氣溫突然下降，混凝土遭受寒流和霜凍的（二）新澆混凝土受凍有何危害新澆混凝土在養(yǎng)護(hù)初期遭受凍結(jié)， 當(dāng)氣溫恢復(fù)到正溫后， 即使正溫養(yǎng)護(hù)到一定齡期， 也不能達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度，這就是混凝土的早期凍害?；炷了阅苣Y(jié)硬化并獲得強(qiáng)度， 是由于水泥水化反應(yīng)的結(jié)果。 水和溫度是水化反應(yīng)得以進(jìn)行的必要條件。 水是水化反應(yīng)能否進(jìn)行的決定因素之一； 溫度則影響水化反應(yīng)

3、的速度。當(dāng)溫度降到5時(shí)，水化反應(yīng)速度緩慢；當(dāng)溫度降到0時(shí)，水化反應(yīng)基本停止。在混凝土強(qiáng)度發(fā)展初期，其內(nèi)部的孔隙中含有尚未與水泥化合的游離水，當(dāng)溫度降至 -2 -4時(shí)，混凝土內(nèi)部的游離水開始結(jié)冰， 游離水結(jié)冰后體積增大約 9，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生冰晶應(yīng)力，使強(qiáng)度尚低的混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂縫和孔隙， 同時(shí)損害了混凝土與鋼筋的粘結(jié)， 導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低?；炷恋脑缙趦龊κ怯捎诨炷羶?nèi)部的水結(jié)冰所致。試驗(yàn)證明， 混凝土在澆筑后立即受凍，抗壓強(qiáng)度約損失 50，抗拉強(qiáng)度約損失 40。受凍前混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間愈長(zhǎng)，所達(dá)到的強(qiáng)度愈高，水化物生成愈多，能結(jié)冰的游離水就愈少，強(qiáng)度損失就愈低。試驗(yàn)還證明，混凝土遭受凍結(jié)帶來(lái)的危

4、害與遭凍的時(shí)間早晚、水灰比、水泥標(biāo)號(hào)、養(yǎng)護(hù)溫度等有關(guān)。（三）混凝土冬期施工有哪些方法混凝土冬期施工常用的施工方法有： 蓄熱法、 外加劑和早強(qiáng)水泥法、 外部加熱法以及綜合蓄熱法。 在選擇施工方法時(shí)，要根據(jù)工程特點(diǎn)， 首先保證混凝土盡快達(dá)到臨界強(qiáng)度， 避免遭受凍害；其次，承重結(jié)構(gòu)的混凝土要迅速達(dá)到出模強(qiáng)度，保證模板周轉(zhuǎn)。一般情況下，優(yōu)先考慮使用蓄熱法， 用提高混凝土入模溫度， 選擇適宜的保溫材料， 對(duì)結(jié)構(gòu)容易受凍部位加強(qiáng)保溫措施，來(lái)提高保溫效果。也可以在混凝土中摻外加劑或采用高標(biāo)號(hào)水泥、 早強(qiáng)水泥， 使混凝土提前或者在負(fù)溫下達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。 當(dāng)上述方法不能滿足要求時(shí)， 可采用外部加熱方法和改善保溫措

5、施， 以提高混凝土凍結(jié)前的強(qiáng)度。 常用的外部加熱法有：蒸汽加熱法、 電熱法和暖棚法。(1) 蓄熱法蓄熱法就是利用對(duì)混凝土組成材料 (水、砂、石 )預(yù)加的熱量和水泥的水化熱，再加以適當(dāng)?shù)母采w保溫，從而保證混凝土能夠在正溫下達(dá)到規(guī)范要求的臨界強(qiáng)度。蓄熱法使用的保溫材料應(yīng)該以傳熱系數(shù)小、 價(jià)格低廉和易于獲得的地方材料為宜， 如草簾、草袋、鋸末、爐渣等。保溫材料必須干燥，以免降低保溫性能。采用蓄熱法施工時(shí)，最好使用活性高、水化熱大的普通硅酸鹽水泥和硅酸鹽水泥。當(dāng)室外最低溫度不低于 -15時(shí)， 地面以下工程或表面系數(shù) (即結(jié)構(gòu)冷卻的表面積與結(jié)構(gòu)體積之比 )不大于 5 的結(jié)構(gòu)，應(yīng)優(yōu)先采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)。蓄熱法

6、適用于氣溫不太冷的地區(qū)或是初冬和冬末季節(jié)。當(dāng)符合下列條件時(shí)，也應(yīng)優(yōu)先考慮蓄熱法。1） 混凝土拆模時(shí)所需強(qiáng)度較小；2） 室外氣溫高，風(fēng)力??；3） 水泥標(biāo)號(hào)高，水泥發(fā)熱量大的結(jié)構(gòu)。由于蓄熱法施工簡(jiǎn)單，冬期施工費(fèi)用低廉，較易保證質(zhì)量，所以不論在國(guó)內(nèi)或國(guó)外，都作為混凝土冬期施工的基本方法。(2) 綜合蓄熱法綜合蓄熱法是在蓄熱保溫的基礎(chǔ)上， 充分利用水泥的水化熱和摻加相應(yīng)的外加劑或者進(jìn)行短時(shí)加熱等綜合措施， 創(chuàng)造加速混凝土硬化的條件， 使混凝土的澆筑溫度降低到冰點(diǎn)溫度之前盡快達(dá)到受凍前的臨界強(qiáng)度。綜合蓄熱法一般分為低蓄熱養(yǎng)護(hù)和高蓄熱養(yǎng)護(hù)兩種。 低蓄熱養(yǎng)護(hù)過(guò)程主要以使用早強(qiáng)水泥或摻加負(fù)溫外加劑等冷操作方法

7、為主，使混凝土在緩慢冷卻至冰點(diǎn)前達(dá)到允許受凍的臨界強(qiáng)度；高蓄熱養(yǎng)護(hù)過(guò)程則主要以短時(shí)間加熱為主，使混凝土在養(yǎng)護(hù)期間達(dá)到要求的受荷強(qiáng)度。這兩種方法的選擇取決于施工和氣溫條件。一般日平均氣溫不低于 -15、表面系數(shù) 6 12、且選用高效保溫材料時(shí)， 宜采用低蓄熱養(yǎng)護(hù)； 當(dāng)日平均氣溫低于 -15、表面系數(shù)大于 13 時(shí)，宜用短時(shí)加熱的高蓄熱養(yǎng)護(hù)。(3) 采用外加劑和早強(qiáng)水泥方法摻外加劑法是指在冬期施工的混凝土中加入一定劑量的外加劑，以降低混凝土中的液相冰點(diǎn)，保證水泥在負(fù)溫環(huán)境下能繼續(xù)水化，從而使混凝土在負(fù)溫下能達(dá)到抗凍害的臨界強(qiáng)度。摻外加劑法常與蓄熱法一起應(yīng)用， 以充分利用混凝土的初始熱量及水泥在水化

8、過(guò)程中所釋放出來(lái)的熱量，加快混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)。目前，混凝土冬期施工中常用的外加劑有：減水劑：木質(zhì)素磺酸鹽類、多環(huán)芳香族磺酸鹽類、多元醇類、水溶性樹脂磺酸鹽類；引氣劑：松香類樹脂、烷基苯磺酸鹽類、脂肪醇類、木質(zhì)素磺酸鹽類；早強(qiáng)劑：氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉、硝酸鹽、亞硝酸鹽、三乙醇胺、尿素；抗凍劑：氯化鈉、氯化鈣、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨水、尿素；阻銹劑：亞硝酸鈉、重鉻酸鉀。由于兩種和兩種以上的復(fù)合外加劑可以獲得多種效能降低冰點(diǎn)、 快速硬化、 提高抗凍性及和易性， 故復(fù)合劑的使用已逐漸替代了單劑。 在我國(guó)常用的復(fù)合劑有： 亞硝酸鈉和硫酸鈉復(fù)合劑， NC 早強(qiáng)劑及 MS-F 早強(qiáng)型減水劑。(4) 混凝土人

9、工加熱養(yǎng)護(hù)人工加熱養(yǎng)護(hù)是采用外加熱源提高混凝土的溫度， 為混凝土硬化創(chuàng)造條件。 一般情況下， 人工加熱要比蓄熱法的費(fèi)用高，因此， 只在蓄熱法達(dá)不到要求時(shí)才采用。 工程實(shí)踐證明， 人工加熱與保溫蓄熱或摻外加劑結(jié)合，常能得到較好的效果。人工加熱法根據(jù)熱源種類，分為蒸汽加熱、電熱、遠(yuǎn)紅外加熱、暖棚加熱等。正確選擇人工加熱方法取決于技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合分析。1)蒸汽加熱法蒸汽加熱法是利用蒸汽在冷凝時(shí)放出的熱量養(yǎng)護(hù)新澆筑的混凝土，界強(qiáng)度。使混凝土迅速達(dá)到受凍臨蒸汽加熱法種類常用的是內(nèi)部通氣法， 即在混凝土內(nèi)部預(yù)留孔道， 讓蒸汽通入孔道加熱混凝土。預(yù)留孔道可預(yù)埋鋼管和橡皮管，施工后拔出，蒸汽養(yǎng)護(hù)結(jié)束后將孔道用水

10、泥砂漿填實(shí)。此法節(jié)省蒸汽， 溫度易控制，費(fèi)用較低。 但要注意冷凝水的處理。 內(nèi)部通氣法常用于厚度較大的構(gòu)件和框架結(jié)構(gòu)，是混凝土冬期施工中的一種較好的方法。此外，還有毛管模板法，即在混凝土模板中開成適當(dāng)?shù)耐獠?，蒸汽通過(guò)汽槽加熱混凝土；蒸汽套法，即在混凝土模板外加密閉，不透風(fēng)的套板，模板與套板中間留出 15cm 的空隙，通過(guò)蒸汽加熱混凝土。但上述兩種方法設(shè)備復(fù)雜，模板損失嚴(yán)重，故很少采用。蒸汽加熱法施工采用蒸汽養(yǎng)護(hù)宜優(yōu)先使用礦渣硅酸鹽水泥。 摻氯鹽的混凝土不宜采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。采用蒸養(yǎng)法養(yǎng)護(hù)混凝土。為了保證混凝土的質(zhì)量，必須有一套合理的蒸養(yǎng)制度。蒸養(yǎng)制度通常包括：預(yù)養(yǎng)-升溫 -恒溫 -降溫幾個(gè)階段。

11、另外還有后期養(yǎng)護(hù)問(wèn)題。預(yù)養(yǎng)是指混凝土澆筑完畢到開始供氣升溫的一段養(yǎng)護(hù)時(shí)間， 在養(yǎng)護(hù)期間使混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度，使之能承受因升溫?zé)崤蛎浂鴮?duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞作用。升溫是指混凝土由預(yù)養(yǎng)溫度升到預(yù)定養(yǎng)護(hù)溫度的一段時(shí)間。升溫速度應(yīng)符合表1 的規(guī)定。表 1 加熱養(yǎng)護(hù)混凝土的升降溫速度項(xiàng)次表面系數(shù)升溫速度 ( /h)降溫速度 ( /h)l6151026105恒溫是指混凝土蒸養(yǎng)溫度。硅酸鹽及普通水泥拌制的混凝土蒸養(yǎng)溫度不得超過(guò)80，對(duì)礦渣水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥拌制的混凝土可提高到85 95。降溫是指混凝土停止蒸汽養(yǎng)護(hù)階段。在降溫階段會(huì)引起混凝土失水，表面干縮， 內(nèi)外溫差會(huì)使混凝土表面產(chǎn)生裂縫，因此降溫速

12、度應(yīng)符合表1 規(guī)定。對(duì)于有抗凍性、 抗摻性等耐久要求的混凝土，最好采用蒸養(yǎng)。 對(duì)于外加劑的選用應(yīng)慎重，不同類型的外加劑或不同養(yǎng)護(hù)可能有不同的蒸養(yǎng)特征。如硫酸鈉早強(qiáng)作用明顯， 有利抵抗熱脹，但早強(qiáng)劑多半要增加混凝土的收縮值。蒸汽加熱時(shí)應(yīng)采用低壓飽和蒸汽，以防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫， 加熱要均勻。 當(dāng)混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，排除冷凝水，把砂漿灌入孔內(nèi)，將預(yù)留孔堵死。2)電熱法電熱法就是將電能轉(zhuǎn)換為熱能來(lái)養(yǎng)護(hù)混凝土的一種冬期施工方法。即將電極放入混凝土內(nèi)，或?qū)㈦姛崞髻N在混凝土表面， 接通電源使電能轉(zhuǎn)變成熱能。 電熱法對(duì)要求在短時(shí)期內(nèi)盡快達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土結(jié)構(gòu)有特殊的功效，但耗電量較大。用電加熱混凝土應(yīng)在混

13、凝土澆筑完畢，按表 1 決定，電熱養(yǎng)護(hù)溫度應(yīng)符合表覆蓋外露表面后立即進(jìn)行。2 規(guī)定?；炷辽郎睾徒禍厮俣葢?yīng)電熱法加熱混凝土只應(yīng)加熱到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 55。在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，應(yīng)注意觀察混凝土外露表面的溫度。當(dāng)表面開始干燥時(shí)，應(yīng)先停電，并澆溫水濕潤(rùn)混凝土表面。表 2 電熱養(yǎng)護(hù)混凝土的溫度結(jié)構(gòu)表面系數(shù)項(xiàng)次水泥標(biāo)號(hào)10101515132.5705045242.54040353)遠(yuǎn)紅外加熱法遠(yuǎn)紅外加熱法就是通過(guò)熱源產(chǎn)生的紅外線，穿過(guò)空氣沖擊一切可吸收它的物質(zhì)分子，當(dāng)射線射到物質(zhì)原子的外圍電子時(shí)， 可以使分子產(chǎn)生激烈的旋轉(zhuǎn)和振蕩，運(yùn)動(dòng)發(fā)熱使混凝土溫度升高從而獲得早強(qiáng)。 由于混凝土直接吸收射線轉(zhuǎn)變成熱能，因此其熱量

14、損失要比其它養(yǎng)護(hù)方法小得多。產(chǎn)生紅外線的能源有電源、天然氣、煤氣和蒸汽等。遠(yuǎn)紅外加熱適用于薄壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的接頭混凝土、固定預(yù)埋件的混凝土和施工縫處繼續(xù)澆混凝土處的加熱等。一般輻射器距混凝土表面應(yīng)大于300mm，混凝土表面溫度宜控制在70 90。為防止水分蒸發(fā)，混凝土表面宜用光滑的薄鋼板(或塑料薄膜 )密封。4)暖棚法暖棚法是將被養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)置于棚中，依靠暖棚內(nèi)的正溫來(lái)養(yǎng)護(hù)混凝土，使其強(qiáng)度迅速增長(zhǎng)， 達(dá)到抗凍害的臨界強(qiáng)度。常用的暖棚法有蒸汽供熱和火力供熱兩種。暖棚法由于需用較多的搭蓋材料和保溫加熱設(shè)施，因此冬期施工費(fèi)用較高。 為降低冬施費(fèi)用， 一般可利用正式結(jié)構(gòu) (

15、如墻體適當(dāng)封閉 ) 搭設(shè)而成。 現(xiàn)已發(fā)展利用塑料橡膠噴涂編織物的充氣暖棚，空間大，并可周轉(zhuǎn)使用。暖棚法適用于地下室、 人防工程、工業(yè)建筑中的鋼筋混凝土平臺(tái)和大規(guī)模現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)等。（四）混凝土冬期施工應(yīng)注意哪些事項(xiàng)在一般情況下， 混凝土冬期施工要求正溫澆筑、正溫養(yǎng)護(hù)。對(duì)原材料的加熱，以及混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑和養(yǎng)護(hù)應(yīng)進(jìn)行熱工計(jì)算，并據(jù)此施工。(1) 對(duì)材料和材料加熱的要求1）冬期施工中配制混凝土用的水泥，應(yīng)優(yōu)先選用活性高、水化熱量大的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，不宜用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)用的水泥品種應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定。水泥的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于42.5 級(jí)，最小水泥用量不宜

16、少于300kg/m3 ，水灰比不應(yīng)大于 0.6。水泥不得直接加熱，使用前 12d 運(yùn)入暖棚存放，暖棚溫度宜在 5以上。2）因?yàn)樗谋葻崾巧啊⑹? 倍左右，所以冬期拌制混凝土?xí)r應(yīng)優(yōu)先采用加熱水的方法，但加熱溫度不得超過(guò)表1 規(guī)定的數(shù)值。水的加熱方法有三種：用鍋?zhàn)訚菜?，用蒸汽加熱水，用電極加熱水。表 1 拌合水及集料的最高溫度項(xiàng)目水泥標(biāo)號(hào)拌合水()集料()1小于 42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥80602等于和大于42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥60403）集料要求提前清洗和貯備，做到集料清潔，無(wú)凍塊和冰雪。冬期集料所有貯備場(chǎng)地應(yīng)選擇地勢(shì)較高不積水的地方。4）冬期施工拌制混凝土

17、的砂、石溫度要符合熱工計(jì)算需要溫度。集料加熱的方法有，將集料放在鐵板上面、底下燃燒直接加熱；或者通過(guò)蒸汽管、電熱線加熱等。但不得用火焰直接加熱集料。 加熱的方法可因地制宜， 但以蒸汽加熱法為好。 其優(yōu)點(diǎn)是加熱溫度均勻，熱效率高。缺點(diǎn)是集料中的含水量增加。5）原材料不論用何種方法加熱，在設(shè)計(jì)加熱設(shè)備時(shí)，必須先求出每天的最大用料量和要求達(dá)到的溫度， 根據(jù)原材料的初溫和比熱， 求出需要的總熱量。 同時(shí)考慮加熱過(guò)程中熱量的損失。有了要求的總熱量，可以決定采用熱源的種類、規(guī)模和數(shù)量。6）鋼筋冷拉可在負(fù)溫下進(jìn)行，但溫度不宜低于-20。如采用控制應(yīng)力方法時(shí)，冷拉控制應(yīng)力較常溫下提高30N/mm2 ；采用冷拉

18、率控制方法時(shí)，冷拉率與常溫時(shí)相同。鋼筋的焊接宜在室內(nèi)進(jìn)行。如必須在室外焊接，其最低氣溫不低于-20，且應(yīng)有防雪和防風(fēng)措施。剛焊接的接頭嚴(yán)禁立即碰到冰雪，避免造成冷脆現(xiàn)象。(2) 攪拌混凝土不宜露天攪拌，應(yīng)盡量搭設(shè)暖棚，優(yōu)先選用大容量的攪拌機(jī)，以減少混凝土的熱量損失。攪拌前，用熱水或蒸汽沖洗攪拌機(jī)?；炷恋陌韬蠒r(shí)間比常溫規(guī)定時(shí)間延長(zhǎng)50。由于水泥和80左右的水拌合會(huì)發(fā)生驟凝現(xiàn)象，所以材料的投料順序，先將水和砂石投入拌合，然后加入水泥。若能保證熱水不和水泥直接接觸，水可以加熱到100。（3）運(yùn)輸混凝土的運(yùn)輸時(shí)間和距離應(yīng)保證混凝土不離析、輸時(shí)間和距離；使用大容積的運(yùn)輸工具并加以適當(dāng)保溫。不喪失塑性。 采取的措施主要為減少運(yùn)（4）澆筑混凝土在澆筑前，應(yīng)清除模板和鋼筋上的凍雪和污垢，盡量加快混凝土的澆筑速度，防止熱量散失過(guò)多?；炷涟韬衔锏某鰴C(jī)溫度不宜低于10， 入模溫度不得低于5。 采用加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，混凝土養(yǎng)護(hù)前的溫度不得低于2。在施工操作上要加強(qiáng)混凝土的振搗， 盡可能提高混凝土的密實(shí)程度。 冬期振搗混凝土要采用機(jī)械振搗，振搗時(shí)間應(yīng)比常溫時(shí)有所增加。加熱養(yǎng)護(hù)整體式結(jié)構(gòu)時(shí)，施工縫的位置應(yīng)設(shè)置在溫度應(yīng)力較小處。加熱溫度超過(guò) 40 時(shí)，由于溫度高， 勢(shì)必