如何鉴别及处理混凝土冻害

梁玉斌

(沈阳公路工程监理有限责任公司)

1 混凝土在负温环境下的受冻模式及外加剂效能

(1)不掺任何外加剂的混凝土，当气温在0 ～2 ℃时即受冻，强度损失在50%以上，而且在气温达到正常温度后，强度不再恢复。施工中必须采取防护措施，使混凝土受冻前在5°以上水化，强度达到5 MPa 或达到设计强度的50%以上。

(2)掺早强剂混凝土，在环境温度小于－5 ℃时即受冻，负温下强度停止增长，正温后强度可持续增长。施工中气温在0 ℃以上即可水化，抗冻临界强度应达到5 MPa 或大于设计强度30%即可。

(3)掺低温早强防冻剂混凝土，在气温小于－10 ℃时即出现冻害，当气温低于－15 ℃后受冻，强度损失达到20%以上。施工中保持混凝土内－10 ℃即可继续水化，当达到临界抗冻强度2.0 ～5.0 MPa 后，降温不影响后期强度的恢复增长。

(4)掺负温防冻剂混凝土，当环境温度在－15 ～20 ℃时即受冻，在－25 ℃或更低温时受冻，强度损失达20%以上。如施工采取综合蓄热法保温，在－20 ℃且强度达2. 0 ～5.0 MPa，后期强度不受影响，养护环境温度不应低于－20 ℃。

2 混凝土受冻后的鉴别

(1)观察混凝土表面。折除模板时构件外壁不粘模板，表面光滑、湿润、颜色均匀，表明构件未受冻。受冻混凝土表面有冰纹、螺旋纹、颜色发白、不均匀等现象，混凝土看上去比较湿，边缘菱角颜色较深，构建容易碎裂。当发现表面冰渣较多且有裂纹时，说明构件已受冻。

(2)敲击表面声响判断。敲击拆模后的混凝土表面，在一个断面处分几个点轻轻敲击若干下，实践中可以对比敲击前期未受冻的混凝土构件，根据发出的声响来判断是否受冻，受冻后的混凝土声音发闷，发出沉闷的噗噗声，负温对构件表层以下一定深度内已经造成了破坏。

(3)表面用回弹仪检测。采用回弹仪检测混凝土时，如果龄期较短且强度较低，通常会弹不出数值，但可以从回弹跳锤脱钩时的感觉来判断混凝土受冻情况。当听到反跳锤最后脱钩时发出沉闷“噗”的一声时，说明混凝土表面已经受冻。反之，反跳锤脱钩时发出“铛”的一声，清脆而带有金属回音，则可以肯定混凝土未受冻。

(4)钻芯取样检查。该方法适用于经过一个冬季后对混凝土实际强度的检测，此时取试样能较准确的测出结构表面或内部之间冻深的损失关系。当混凝土表面受冻时，由于强度损失，取芯机容易切入表层，声音低无摩擦尖叫声。而未受冻混凝土因强度较高会出现刺耳的机械尖叫声。受冻混凝土取出的芯样断面明显的疏松，粗骨料或砂浆脱落，颜色略发白，用肉眼即可看见骨料坑窝的边缘和底面有化石似的冰晶体，易碎，与钢筋几乎没有粘结力，混凝土内部有较多大孔隙表示已受冻。

(5)超声波探测。目前超声波检测混凝土质量的技术较为成熟，但是研究在负温下混凝土的冻害资料却较少。通常情况下，受冻混凝土声波传递速度慢，而未受冻混凝土的声波传递速度快。

3 对受冻混凝土的处理

(1)表层受冻混凝土。首先要将受冻面层松散，无强度的混凝土彻底清除，直至露出坚固、密实的新混凝土层为止。构件表面应凿毛，处理成麻坑或沟槽状，用清水冲洗干净并去除滞留水，对于有抗渗要求的混凝土，应在原面层涂抹环氧脂再浇筑新混凝土。为了保证新浇筑混凝土的强度和新、旧界面的粘结，对新拌制的混凝土水灰比和塌落度严格控制，塌落度一般在40 ～60 mm 为宜。由于原混凝土收缩已完成，为防止新浇混凝土凝固收缩时与原界面产生开裂或自身龟裂，新浇混凝土12 h 内就应该饱水养护，养护期为12 d，并用织物覆盖，润湿。

(2)局部受冻混凝土。判断此情况可采用回弹法或人工凿、敲击方法来判断混凝土实际受冻程度、受冻面积。局部受冻多在大体积或表面系数小的混凝土工程中出现，受冻部分的清理同上，然后界面刷素水泥浆，用比原标号高一级的细石混凝土进行浇筑，养护要求同上。如缺棱掉角较小时，用1∶2 或1∶2.5 的水泥砂浆补齐。

(3)当使用早强剂或防冻剂拌制混凝土时，由于施工时间延长或未及时采取防护措施而导致表层微冻，如果是梁柱板等受力构件，一般采取的措施是保持模板及支架不拆，同时对受冻的混凝土部位采取覆盖保温的养护措施，使其在正温的情况下继续完成水化反应提高强度。当逐日累计养护温度达到600 ℃·d 后，测其实体强度以判定质量是否满足设计强度等级。当受冻面积较深较大时，须凿除重新修补。

(4)小型混凝土构件受冻。薄壁或断面较小的混凝土结构极易发生冻害，可采取(3)中的措施加以养护，最终实体强度不能达到设计强度50%时，必须拆除。如果最终强度可达到设计强度的80%以上时，有必要采取加固方案处理。

混凝土冻害的鉴别与处理要本着科学、安全与经济的原则进行。随着现代科技的进步，生产工艺的改进，在科研人员、技术人员、施工人员的共同努力下，新的技术将不断涌现，最终将会消除混凝土受冻带来的危害。

［1］建筑工程冬季施工规程(JGJ104 －97)［S］. 北京:中国建筑工业出版社，1998.

［2］混凝土结构加固设计规范(GB 50367 －2006)［S］. 北京:中国建筑工业出版社，2006.

［3］混凝土结构设计规范(GB5001 －2002)［S］. 北京:中国建筑工业出版社，2006.

［4］回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T23 －2001)［S］.北京:中国建筑工业出版社，2001.