在冬季施工过程中,混凝土受冻是一个常见且严重的问题,它会导致混凝土强度降低、结构破坏,甚至引发安全隐患。预防混凝土冻害是确保工程质量的关键。以下将从多个方面详细阐述如何预防混凝土冻害。
1. 使用防冻剂
防冻剂是预防混凝土冻害的重要手段。常见的防冻剂包括氯化钠、氯化钙等,它们通过降低混凝土的冻结点,使混凝土在低温下仍能凝固成型。例如,复合防冻剂不仅减少混凝土拌合物的用水量,降低冻害程度,还能增加混凝土的密实度,确保混凝土在负温下继续水化,强度继续增长。
2. 加热混凝土原材料
通过加热混凝土的水、骨料和砂浆等原材料,可以提高混凝土的温度,减少混凝土的冷却速度,防止过早冻结。例如,建议安装与生产量相适应的供热锅炉,将搅拌用水预先加热,使混凝土出机温度不低于10℃,从而提高水泥的早期水化速度,提高混凝土的早期强度。
3. 使用保温材料
在混凝土施工中,使用挤塑板、聚苯乙烯泡沫板等保温材料对混凝土进行保温,可以减少混凝土与外界环境的热量交换,提高混凝土的温度。混凝土运输车罐体应穿上保暖车衣,泵送管道要用棉被或毛毡等包裹严实,确保混凝土在运输过程中不受冻。
4. 选择适合的施工时间
施工时间的选择对预防混凝土冻害至关重要。应避开气温较低的早晨和晚上施工,选择气温较高的中午和下午进行施工。根据气温变化合理安排施工进度,避免混凝土在低温环境中过长停留。
5. 使用加热设备
在混凝土搅拌和浇筑过程中使用加热设备,如加热搅拌设备和保温毯等,可以提高混凝土的温度,防止其过早冻结。这种方法可以有效减少混凝土在施工过程中的冻结风险。
6. 调整混凝土配合比
通过调整水泥、骨料和水的比例,以及添加适量的缓凝剂和防冻液,可以提升混凝土在遮盖隔热环节的初期强度,尽早提升到混凝土的受冻临界值的强度和拆板所需要的强度。例如,降低混凝土中水胶比,混凝土液相离子浓度提高,冰点下降,混凝土的受冻机率降低。
7. 蒸汽养护和暖棚法
通过蒸汽养护或搭建暖棚,将混凝土置于温暖的环境中,以保证其正常的水化和强度增长。这种方法尤其适用于大体积混凝土或表面系数小的混凝土工程。
8. 严格控制混凝土出机温度和入模温度
制定相关表格,记录混凝土出机温度和入模温度,确保两者符合要求。混凝土的出机温度不得低于10℃,入模温度不得低于5℃。大体积混凝土的入模温度可以根据实际情况降低3℃左右。
9. 加强混凝土养护管理
混凝土施工完成后,应加强养护管理,保持混凝土表面湿润,防止干裂和脱落。冬期施工的混凝土应尽量延长养护时间和拆模时间,确保混凝土达到要求强度后再进行后续施工。
10. 合理选用材料
在制备混凝土时,应选择适当的掺合料、外加剂等,提高混凝土的抗冻性能。使用优质的原材料是混凝土防冻的重要环节,应严格控制砂、石料的风化程度,严格检测防冻剂中有效成分含量。
11. 注意气象信息
密切关注天气预报,定时观测室外气温。根据气象信息及时制定相应措施。当室外气温很低时,建议停止施工,以降低混凝土受冻事故的发生机率。
12. 严禁现场加水
应安排技术员进行现场监管或高频次巡查,防止施工人员向混凝土中乱加水,降低混凝土的抗冻性。
13. 搅拌时间控制
混凝土进行搅拌时,建议搅拌时间比夏季时延长30s左右,让少量砂、石冻块解体,提高混凝土的匀质性,减少冻块对混凝土构件局部结构的不良影响。
14. 浇筑与振捣控制
为减少混凝土的热量损失,应尽量连续整体浇筑。混凝土需要分层浇筑时,分层厚度不宜小于400mm。在被上一层混凝土覆盖前,已浇筑层的温度应满足热工计算要求,且不得低于2℃。
15. 覆盖与保温
混凝土结构表面也要采用毛毡、棉被或加膜草垫等及时做好覆盖。若条件允许,施工时可在施工层下部空间生火,降低混凝土受冻风险。对于低强度等级的薄层结构应特别关注,其受冻机率更大。
预防混凝土冻害需要从多个方面入手,包括使用防冻剂、加热原材料、使用保温材料、选择适合的施工时间、使用加热设备、调整混凝土配合比、蒸汽养护和暖棚法、严格控制温度、加强养护管理、合理选用材料、注意气象信息、严禁现场加水、搅拌时间控制、浇筑与振捣控制以及覆盖与保温等。只有全面考虑、系统分析并采取因地制宜的防冻措施,才能确保混凝土在低温环境下的质量和安全。