范曉東
(南京工程高等職業學校,江蘇 南京 211135)
當今社會,隨著建筑行業的迅猛發展,很多技術難點也逐漸呈現出來,冬季混凝土施工就是其中之一。眾多關于冬季混凝土的理論和方法都表明,在冬季施工時只要采用適當的施工方法,仍能保證混凝土有足夠的強度。
在混凝土施工中水的形態是影響混凝土強度的關鍵因素,在冬季施工中,更是如此。水對混凝土強度的影響有以下幾種情況:
1.1 混凝土澆筑后之所以能凝結硬化達到一定強度,是水泥水化作用的結果。當水由液相逐漸變為固相時,參與水化反應的游離水變少,水化反應變得緩慢,強度增長也就變得緩慢。當水完全由液相變為固相時,水泥水化反應基本停止,強度也就不再增長。
1.2 水在由液相變為固相的過程中,會在骨料和鋼筋表面形成大顆粒的冰棱,減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結力,最終減弱混凝土的強度。而且水變成冰之后,體積會膨脹9%左右,同時產生2500 千克每平方厘米的膨脹應力,這個力大于混凝土凝結初期的強度值,從而致使混凝土在早期就收到不同程度的破壞,進一步降低混凝土的強度。
1.3 當氣溫回升冰棱融化后又會在混凝土內部留下各種各樣的的空隙,從而降低混凝土的密實度和耐久性,最終降低混凝土的強度。
2.1 防止混凝土早期凍害
在冬季,新澆筑的混凝土會很快凍結,大部分的水變為固相,液相不足20%,水化反應極其微弱。但是,如果混凝土在經過了24 小時的養護后再凍結,只有一半的水會變為固相。當混凝土達到設計強度的50%以上時,即使溫度在-40℃以下,液相水只有40%,水化作用也能繼續進行。如果混凝土在受凍錢只有1 小時的養護期,強度會損失50%;如果受凍前有6 小時的養護期,則強度損失不超過20%。所以應當預防混凝土早期凍害。
2.2 保證混凝土有足夠的養護期
只要混凝土在正溫條件下養護一段時間,使得混凝土經過了一定的水化反應,就能增強抵抗凍害的能力。鋼筋混凝土施工及驗收規范GB50204-92 中對于混凝土不受凍害的最低臨界強度有明確規定:硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥的構件為設計強度的30%,礦渣硅酸鹽水泥為設計強度的40%,但C8 級及C8 級以下的混凝土不得低于50 千克力每平方厘米。
2.3 外加劑的使用
實際施工中,可根據氣溫、工程結構部位、工期要求、具體工序工法、水泥品種等情況,添加合適的早強劑、抗凍劑等外加劑來調整混凝土的性能。
2.4 注意模板的支護和拆除
澆筑混凝土時,要注意模板的使用,冬季混凝土最好避免直接使用鐵模板,并且要注意拆模的時間。
綜上所述,冬季混凝土施工中要解決以下幾點:(1)防止早期凍害;(2)確保混凝土足夠的養護齡期。目前施工中常采用以下幾種方法:
3.1 調整配合比
在冬季0℃左右溫度下施工時,應使用早強硅酸鹽水泥,這種水泥早期強度高,一般3 天的強度就達到普通硅酸鹽水泥7 天的強度。同時合理降低水灰比,增加水泥用量,達到增加水化熱量,從而縮短齡期使強度快速增長。另外,摻入適量的早強劑、減水劑,提高混凝土的早期強度;摻入適量的引氣劑,增強混凝土的密實性和耐久性。
3.2 蓄熱法
在冬季氣溫較低且結構體積較大的時候,對原材料進行加熱,使混凝土在澆筑后,還儲存相當的熱量,從而加快水化放熱的速度。同時要注意對混凝土的保溫,避免外露部分和角部受凍。蓄熱法工藝簡單,成本低,是施工中經常采用的方法。
3.3 外加熱法
這種方法主要適用于溫度在-15℃以上,且結構并不厚大的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣或直接對混凝土加熱,是混凝土在正溫條件下能正常硬化。施工過程中,經常采用的用(1)火爐加熱:適用于小工地,操作簡單,但放出的二氧化碳會使混凝土表面碳化,對工程質量有一點影響。(2)蒸汽加熱:操作簡單,加熱均勻,但需要專門的設備和場地,熱量損失大,成本高。(3)電加熱法:將鋼筋作為電極,或將電熱器貼在混凝土表面,使電能轉化為熱能,提高混凝土溫度。這種方法簡單,但耗電量大,而且還有一定的危險性。
3.4 加抗凍劑
摻適量的抗凍劑,使混凝土中的水在負溫時仍能保持液相,使得水化反應能繼續進行,保證混凝土強度繼續增長。
上述只是筆者的淺薄之談,每種方法都各有特點。在施工過程中,要結合實際情況采用相應的措施。關于冬季混凝土的施工方法還有很多,而且隨著新材料、新技術的發展,還會有更多更好的方法出現,最終使得混凝土工程質量逐步提高。
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