混凝土凍害分析及對策

周悅翔 隋春艷 邢百麗 李政

【摘要】結(jié)合實例說明，冬期施工的混凝土受凍后產(chǎn)生裂縫的機理。在施工中采取相應(yīng)的對策，對冬期施工應(yīng)有充分的準(zhǔn)備，認真摻防凍劑，及時保溫保濕養(yǎng)護，保證結(jié)構(gòu)安全過冬。

【關(guān)鍵詞】冬期施工，裂縫分析， 對策，防凍劑

【 Abstract 】 Combined with examples, winter of the concrete construction and the mechanism of the crack. In construction, adopt corresponding countermeasures, construction of winter of should be adequate preparation, serious antifreezing admixture, timely insulation moisturizing maintenance, to guarantee the safety of the structure for the winter.

【 Key Words 】 winter of construction, crack analysis, countermeasures, antifreeze

中圖分類號：TU37文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

某軋鋼廠綜合樓，鋼筋混凝土框架，底層柱共16根，長3米，斷面尺寸為：1200*600,900*600,600*600三種。11月中旬澆筑混凝土，混凝土為C25泵送商品混凝土。施工中，氣溫尚高，在+17℃以上。剛剛澆筑完畢，寒潮襲來，氣溫急劇下降，北風(fēng)嗖嗖，最低氣溫為-18℃。12月中旬拆模。12月下旬發(fā)現(xiàn)有一根600*600的柱有輕微裂縫，另一根600*600的柱產(chǎn)生裂縫，裂縫長950㎜，寬2～3㎜，深3～5㎜，發(fā)現(xiàn)后立即用草墊將柱捆包上，其它柱未發(fā)現(xiàn)裂縫，以后裂縫也無發(fā)展。類似這種情況，以前其它工地也出現(xiàn)過。

一、裂縫原因

1、混凝土強度低?；炷聊Y(jié)快慢與溫度有很大關(guān)系，溫度低則水泥水化作用緩慢，同時新生成的水化物初始結(jié)構(gòu)強度低。

2、摻防凍劑存在僥幸心理，認為氣溫尚高，未達凍結(jié)溫度可不摻或少摻，有人甚至認為是浪費或者認為摻了反而有害，因此，覆蓋草墊遲遲不準(zhǔn)備，結(jié)果寒潮襲來，措手不及。

3、時至12月中旬，氣溫極低，拆模后未及時覆蓋，致使混凝土與外界氣溫溫差超過“混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范”（GB50204-92）規(guī)定的溫差20℃，是造成裂縫的直接原因。

二、冬期施工對策

1、提高冬期施工重要性認識，施工單位負責(zé)人不可忽視冬期施工，特別是初冬時節(jié)，季節(jié)交換時。鞍山地區(qū)，每年進入冬期施工時的第一個寒潮過后，氣溫會回升，有幾天好天氣，氣溫尚高，不可存在僥幸心理，不可對冬期施工掉以輕心，滿不在乎。特別是包工頭不能認為加防凍劑是多余的，是浪費，覆蓋草墊應(yīng)及時準(zhǔn)備。冬期施工應(yīng)掌握氣溫的變化，特別是氣溫突變應(yīng)有妥善準(zhǔn)備及應(yīng)急的措施。

冬季澆灌的混凝土必須注意前幾天的保溫工作，在受凍前的抗壓強度不得低于下列規(guī)定：普通硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設(shè)計強度等級的30%；礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土為設(shè)計強度等級的40%。但C10及C10以下的混凝土不得低于5Mpa。

在冬期新澆筑混凝土?xí)r，主要在于杜絕新澆筑混凝土初凝后受凍，并盡量避免初凝前或剛初凝受凍，因此，冬期施工應(yīng)注意防凍劑是否摻了，摻多少，是什么型號等。要做試驗，試配，要“驗明正身”，以防使用偽劣商品。摻量一定要準(zhǔn)，攪拌要均勻。防凍劑應(yīng)先溶于水，配制成溶液，然后摻入混凝土中。禁止干粉直接加入。雨雪天要采取相應(yīng)措施遮擋雨雪，防止水灰比增大產(chǎn)生離析，振搗成型后及時覆蓋塑料薄膜和草墊，進行保濕保溫養(yǎng)護，應(yīng)確定測溫孔布置沒有，是否具有代表性，要隨時全面掌握混凝土溫度變化情況，采取相應(yīng)措施。

2、混凝土凝結(jié)快慢與養(yǎng)護溫度有很大關(guān)系，溫度低則水泥水化作用緩慢，強度增長慢。如溫度在0℃以下（一般混凝土凍結(jié)溫度為-3℃）則混凝土強度增長停止，甚至凍結(jié)，混凝土在負溫度下受凍，一般分為新混凝土早期受凍和已硬化混凝土受凍兩種情況，新澆灌混凝土早期受凍又可分為三種受凍形式。第一種為新拌混凝土澆筑后在初凝前或剛一初凝立即受凍，此時水化熱很小，強度等于零，這種受凍，當(dāng)恢復(fù)正溫養(yǎng)護后，強度可以重新發(fā)展直至與未受凍基本一樣。沒有強度損失或損失很小。第二種是新澆灌混凝土初凝后，在水泥水化膠凝期間受凍，此時，混凝土水分在負溫影響下重新分布，在混凝土內(nèi)部生成較大的扁平冰聚體，造成嚴(yán)重的物理侵害，后期強度損失可達20～40%。第三種是新澆灌混凝土的水泥水化已進入凝聚結(jié)晶階段，已經(jīng)達到能抵抗凍融破壞的強度。受凍后，其后期強度一般沒有損失或損失最多不超過5%，耐久性基本上不降低。因此，在冬期新澆灌混凝土?xí)r，主要在于杜絕新澆灌混凝土初凝后受凍，并盡量避免初凝前或剛一初凝立即受凍。因此，應(yīng)做好準(zhǔn)備，防止氣溫突變時措手不及致使混凝土受損。

3、冬季拆模，要待混凝土的強度足以抵抗溫度差及混凝土收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力時才能拆模?；炷敛鹉r的溫度為0℃左右，“三九”嚴(yán)寒，氣溫-20℃以下，混凝土與外界氣溫溫度之差為20℃.混凝土相對強度系根據(jù)混凝土硬化期間的平均溫度確定，混凝土硬化期間的平均溫度可按下式計算：

= ------(1)

式中：---混凝土硬化期間的平均溫度；

---混凝土澆灌完畢時的溫度；

---混凝土在澆灌完畢后，經(jīng)1,2，n晝夜以后的溫度。

然后以，查“混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范”（GB50204-2002）中附錄，溫度齡期對混凝土強度影響曲線即可得混凝土強度值R。

非大體積混凝土最大溫度拉應(yīng)力：

σ=EAαΔT---------(2)

式中：E-----混凝土彈性模量；

A-----混凝土橫截面積；

α---鋼筋混凝土熱膨脹系數(shù)，等于6*10-6/℃；

ΔT---混凝土結(jié)構(gòu)表面與氣溫之差。

拆模時混凝土最大拉應(yīng)力應(yīng)滿足：

K=R/σ（t）≥1.15-------(3)

式中：R---混凝土拆模時的強度；

σ（t）--混凝土溫度拉應(yīng)力。

當(dāng)（3）式成立時，滿足“混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范”（GB50204-2002）的規(guī)定才可拆模。

4、拆模后應(yīng)按“混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范”（GB50204-2002）中的規(guī)定，當(dāng)混凝土與外界氣溫溫度大于20℃時，拆模后的混凝土表面，應(yīng)采取使其緩慢冷卻的臨時覆蓋措施。摻用防凍劑混凝土的養(yǎng)護應(yīng)符合下列規(guī)定：當(dāng)拆模后混凝土的表面溫度與環(huán)境溫度差大于15℃時，應(yīng)對混凝土采用保溫材料覆蓋養(yǎng)護，以免溫差過大產(chǎn)生裂縫。

在寒冷季節(jié)中經(jīng)常出現(xiàn)寒潮襲擊，是引起混凝土結(jié)構(gòu)凍害表面裂縫的主要原因。施工單位應(yīng)予以足夠的重視，千萬不可掉以輕心，應(yīng)防微杜漸，將隱患消滅在萌芽之中，保證結(jié)構(gòu)安全過冬，創(chuàng)造更多的優(yōu)質(zhì)工程。

參考文獻

GB50204-92，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范·北京·中國建筑工業(yè)出版社·1994.3。

GB50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范·北京·中國建筑工業(yè)出版社·2002.3。

冬期施工手冊·北京·中國建筑工業(yè)出版社·1990。

作者簡介：周悅翔（1975年～）男，遼寧省鞍山市人，畢業(yè)于鞍山科技大學(xué)，工民建專業(yè)，工程師，注冊一級建造師，現(xiàn)在鞍山環(huán)宇建設(shè)工程有限公司工作，擔(dān)任項目經(jīng)理。

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