防凍劑對冬季混凝土施工的影響試驗分析

顧長青,顧世安

(1.廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計院有限公司;2.黑龍江省公路勘察設(shè)計院)

目前,國內(nèi)混凝土工程中使用的防凍劑大都是由早強組分、防凍組分,復(fù)合減水劑及引氣劑組成,一般是非氯鹽型防凍組分,對鋼筋無銹蝕作用。通常使用的早強防凍組分以亞硝酸鹽為主,能降低水溶液冰點(-19.6℃),防止混凝土受凍,同時使混凝土在負(fù)溫下仍保留部分未凍水,水泥繼續(xù)水化。提高低溫混凝土的早期強度,減水組分可減少拌和用水 10%～20%,從而減少混凝土中的剩余水量,也減少了混凝土受凍的可能性,引氣組分引入一定的氣泡,使混凝土適宜泵送,并能抵消一部分凍脹應(yīng)力,有利于提高混凝土的抗凍融性能。對于多年凍土地區(qū)橋涵混凝土工程(橋涵上部、墩臺、等外露結(jié)構(gòu))冬季施工,防止混凝土早期受凍尤為重要。依據(jù)JC475-92防凍劑標(biāo)準(zhǔn)摻防凍劑混凝土性能應(yīng)滿足表 1的性能指標(biāo)要求。

表 1 摻防凍劑混凝土性能指標(biāo)要求

選取某一防凍劑進(jìn)行部分恒負(fù)溫度下混凝土強度試驗,分別采用不同的負(fù)溫養(yǎng)護(hù)溫度(-5℃、-10℃、-15℃、-20℃),采用實驗室一次凍結(jié)模式,將預(yù)養(yǎng)一定時間的混凝土試件置于預(yù)先已降至規(guī)定溫度的冰箱進(jìn)行養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后,試件取出后置于標(biāo)養(yǎng)環(huán)境下靜停 4h測試其抗壓強度,如表 2所示。

基準(zhǔn)混凝土配合比為 C∶S∶G∶W=1∶2.16∶3.53∶0.58,Sp=38%。

其中,C=330kg/m3,W=190kg/m3,S=714Kg/m3,G=1166kg/m3。

表 2 摻防凍劑混凝土負(fù)溫混凝土強度發(fā)展規(guī)律

上述實驗數(shù)據(jù)表明:摻防凍劑混凝土在恒負(fù)溫下混凝土的強度能夠持續(xù)發(fā)展,但防凍劑摻量和種類及使用環(huán)境都是至關(guān)重要的問題,隨著環(huán)境溫度的降低,混凝土的強度增長將變得十分緩慢。

冬季施工混凝土離不開防凍劑,是混凝土的“第六組分”,在混凝土中加入防凍劑,由于防凍劑的分散、早強和均勻氣泡作用,可以使混凝土的含氣量增加 1%～2%,也可適當(dāng)提高混凝土的早期強度和抗凍性。但通過試驗分析得知,參加防凍劑混凝土在抵抗低負(fù)溫環(huán)境方面還是有一定的限度,因此建議冬季施工混凝土,當(dāng)環(huán)境溫度高于 -5℃時,采用防凍劑效果最佳,當(dāng)環(huán)境溫度在 -5～-10℃時,建議采用保溫和防凍劑綜合措施加以解決,當(dāng)環(huán)境溫度低于-10℃時,建議采取加熱防護(hù)措施,此時,可采用常規(guī)混凝土設(shè)計。

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