寒冷地区混凝土施工中冻结问题研究

摘要：寒冷地区混凝土施工中的冻害问题一直是国内外施工管理的一大难题。文章对混凝土冻害的成因以及对策进行了研究，同时，分析了混凝土冻害的影响因素。

关键词：混凝土施工　冻害　影响因素

[中图分类号]Tu　[文献识别码]A　[文章编号]1004-7069(2011)-02-0138-01

一、冬季混凝土施工中混凝士冻结的主要影响因素分析

第一，水泥。国外的许多实验表明，水泥的化学组成、细度和品种对混凝土的早期受冻有影响。因在早期水泥品种、组成影响混凝土的水化程度，从而影响可冻结水量和早期强度。龄期短的混凝土抗冻性差，这不仅由于混凝土的强度低，而且由于毛细孔多。对波特兰水泥，由于水化快，龄期的影响不大：对矿渣、火山灰波特兰水泥，由于水化较慢，龄期影响较大。一般来说水泥标号高，强度大，抗冻性较好。掺混合材料的水泥水化较慢，标号较低，抗冻性也就较差些。但也要看到另一面，掺矿渣或其他混合材料的水泥后期水化较完全，由于氢氧化钙与混合材料的二次反应，产生更多的胶体，水化用水较纯熟料水泥多，因此后期毛细孔较少，且后期强度也较高，这是对抗冻性有利的一面。因此如果建筑物在受冻前混凝土的龄期较长，掺混合材料的水泥抗冻性不一定差。苏联学者认为，水泥的品种和活性对混凝土抗冻性有影响，主要是因为其中的熟料部分的相对体积不同和硬化速度的变化。总结己建工程运行实践和室内混凝土的抗冻性试验，对有抗冻要求的混凝土应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

第二，骨料。骨料在混凝土冻害过程中起很重要的作用。在同样的水灰比养护条件下，选择的骨料不同，其抗冻性有着很大的差别。骨料对混凝土抗冻性的影响主要决定于骨料本身的抗冻性。如果粗骨料的质量很差，孔隙多，吸水率大，冻结时产生很大的静水压力，使骨料内的水份向水泥石迁移。由于水泥浆体硬化时的收缩，骨料与周围水泥石的界面上存在微细孔隙，这些孔隙如同毛细孔一样，冻结时产生静水压力，同时也降低了界面粘结力，所以混凝土往往在这界面处开始破坏。而多孔骨料含有很多空气泡时，可以起到水泥浆体中同样的“蓄水”卸压作用，对抗冻性却是有利的。骨料粒径越大。则比表面越小，界面受冻破坏的可能性越大。因此粒径大而吸水率大的骨料对混凝土抗冻性不利，而粒径小的多孔骨料对抗冻性有利。因此，尽量采用吸水率小于3％细骨料和吸水率小于2％的粗骨料。粗骨料对混凝土抗冻融性的影响不仅取决于它的吸水性，也取决于骨料表面粘结性及粗骨料与砂浆热膨胀系数的差异等。因为冻融作用对混凝土的温度变化影响很大，在反复的冻融过程中，水分侵入松弛的混凝土组织，使混凝土结构早期破坏。当含盐的骨料受冻融循环作用时，由于盐的浓度差而产生渗透压使混凝土的抗冻融性能也降低。

二、寒冷地区混凝土施工中混凝土冻结及其对策研究

第一。新鲜混凝土受冻。新鲜混凝土受冻指新浇筑的混凝土在终凝前受到冻结。其主要原因是施工考虑欠周。这种受冻通常不会使混凝土产生恶化，只要化冻后再重新震捣密实，加强养护，不使混凝土重新受冻，混凝土的性能就不会受到损害。

第二，混凝土的早期受冻。混凝土的早期受冻是指混凝土浇筑后，在养护硬化期间受冻，混凝土的结构受到无法修复的损害，它可使混凝土的一系列物理、力学性能降低，达不到设计要求，影响工程应用，降低耐久性，甚至造成返工，其中影响最大的是混凝土抗压强度。这种冻害主要是由于施工方法选择不当、施工人员技术水平不高或不负责而造成的，这在混凝土冬期施工中是非常值得注意的问题，评定混凝土的早期冻害的重要指标之一是混凝土抗冻临界强度值。抗冻临界强度是指冬期浇筑的混凝土在受冻以前必须达到的最低强度，即新浇筑的混凝土在受冻以前达到某一初始强度值，然后遭受冻结，当恢复正温养护后，混凝土强度仍会继续增长，经28天标准养护，其后期强度可达到设计标准值的95％，混凝土早期结构受到破坏的原因一直是人们关心的问题，在寒冷地区，冻害引起的混凝土早期结构破坏尤为严重。防止混凝土早期冻结引起的损伤是冬期施工中首先考虑的问题，现在不仅在我国北方，长江以北甚至江南的一些地区，冬季施工中也经常遇到混凝土早期受冻问题。在冬期施工的混凝土工程中，新浇筑的混凝土往往由于严寒的突然袭击而使其最终强度受到损失。因此要求冬期施工混凝土在最短时间内获得具有抵抗外界冻害的临界强度值。只有尽快尽早的达到抗冻临界强度才能保证施工质量，缩短工期，节约施工费用。

第三，成龄混凝土的冻害。成龄混凝上的冻害是指以硬化了的混凝土，在工程结构使用期间受寒暑自然气温影响，并常年累月遭受自然气温的冻融作用，使混凝土的各项性能逐渐降低，对混凝土产生一种损害。评定成龄混凝土冻害的主要指标是抗压强度损失或动弹性模量损失。取标准条件下硬化了28天的混凝土试件，按混凝土抗冻耐久性标准试验方法，经多次冻融后测定抗压强度或动弹性模量损失值，作为评定指标。它反映材料及配合比水平，用于考核结构耐久性及使用年限，是为设计服务的。