防冻剂对冬季混凝土施工的影响试验分析

顾长青,顾世安

(1.广东省公路勘察规划设计院有限公司;2.黑龙江省公路勘察设计院)

目前,国内混凝土工程中使用的防冻剂大都是由早强组分、防冻组分,复合减水剂及引气剂组成,一般是非氯盐型防冻组分,对钢筋无锈蚀作用。通常使用的早强防冻组分以亚硝酸盐为主,能降低水溶液冰点(-19.6℃),防止混凝土受冻,同时使混凝土在负温下仍保留部分未冻水,水泥继续水化。提高低温混凝土的早期强度,减水组分可减少拌和用水 10%～20%,从而减少混凝土中的剩余水量,也减少了混凝土受冻的可能性,引气组分引入一定的气泡,使混凝土适宜泵送,并能抵消一部分冻胀应力,有利于提高混凝土的抗冻融性能。对于多年冻土地区桥涵混凝土工程(桥涵上部、墩台、等外露结构)冬季施工,防止混凝土早期受冻尤为重要。依据JC475-92防冻剂标准掺防冻剂混凝土性能应满足表 1的性能指标要求。

表 1 掺防冻剂混凝土性能指标要求

选取某一防冻剂进行部分恒负温度下混凝土强度试验,分别采用不同的负温养护温度(-5℃、-10℃、-15℃、-20℃),采用实验室一次冻结模式,将预养一定时间的混凝土试件置于预先已降至规定温度的冰箱进行养护至规定龄期后,试件取出后置于标养环境下静停 4h测试其抗压强度,如表 2所示。

基准混凝土配合比为 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 掺防冻剂混凝土负温混凝土强度发展规律

上述实验数据表明:掺防冻剂混凝土在恒负温下混凝土的强度能够持续发展,但防冻剂掺量和种类及使用环境都是至关重要的问题,随着环境温度的降低,混凝土的强度增长将变得十分缓慢。

冬季施工混凝土离不开防冻剂,是混凝土的“第六组分”,在混凝土中加入防冻剂,由于防冻剂的分散、早强和均匀气泡作用,可以使混凝土的含气量增加 1%～2%,也可适当提高混凝土的早期强度和抗冻性。但通过试验分析得知,参加防冻剂混凝土在抵抗低负温环境方面还是有一定的限度,因此建议冬季施工混凝土,当环境温度高于 -5℃时,采用防冻剂效果最佳,当环境温度在 -5～-10℃时,建议采用保温和防冻剂综合措施加以解决,当环境温度低于-10℃时,建议采取加热防护措施,此时,可采用常规混凝土设计。

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