范晓东
(南京工程高等职业学校,江苏 南京 211135)
当今社会,随着建筑行业的迅猛发展,很多技术难点也逐渐呈现出来,冬季混凝土施工就是其中之一。众多关于冬季混凝土的理论和方法都表明,在冬季施工时只要采用适当的施工方法,仍能保证混凝土有足够的强度。
在混凝土施工中水的形态是影响混凝土强度的关键因素,在冬季施工中,更是如此。水对混凝土强度的影响有以下几种情况:
1.1 混凝土浇筑后之所以能凝结硬化达到一定强度,是水泥水化作用的结果。当水由液相逐渐变为固相时,参与水化反应的游离水变少,水化反应变得缓慢,强度增长也就变得缓慢。当水完全由液相变为固相时,水泥水化反应基本停止,强度也就不再增长。
1.2 水在由液相变为固相的过程中,会在骨料和钢筋表面形成大颗粒的冰棱,减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力,最终减弱混凝土的强度。而且水变成冰之后,体积会膨胀9%左右,同时产生2500 千克每平方厘米的膨胀应力,这个力大于混凝土凝结初期的强度值,从而致使混凝土在早期就收到不同程度的破坏,进一步降低混凝土的强度。
1.3 当气温回升冰棱融化后又会在混凝土内部留下各种各样的的空隙,从而降低混凝土的密实度和耐久性,最终降低混凝土的强度。
2.1 防止混凝土早期冻害
在冬季,新浇筑的混凝土会很快冻结,大部分的水变为固相,液相不足20%,水化反应极其微弱。但是,如果混凝土在经过了24 小时的养护后再冻结,只有一半的水会变为固相。当混凝土达到设计强度的50%以上时,即使温度在-40℃以下,液相水只有40%,水化作用也能继续进行。如果混凝土在受冻钱只有1 小时的养护期,强度会损失50%;如果受冻前有6 小时的养护期,则强度损失不超过20%。所以应当预防混凝土早期冻害。
2.2 保证混凝土有足够的养护期
只要混凝土在正温条件下养护一段时间,使得混凝土经过了一定的水化反应,就能增强抵抗冻害的能力。钢筋混凝土施工及验收规范GB50204-92 中对于混凝土不受冻害的最低临界强度有明确规定:硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥的构件为设计强度的30%,矿渣硅酸盐水泥为设计强度的40%,但C8 级及C8 级以下的混凝土不得低于50 千克力每平方厘米。
2.3 外加剂的使用
实际施工中,可根据气温、工程结构部位、工期要求、具体工序工法、水泥品种等情况,添加合适的早强剂、抗冻剂等外加剂来调整混凝土的性能。
2.4 注意模板的支护和拆除
浇筑混凝土时,要注意模板的使用,冬季混凝土最好避免直接使用铁模板,并且要注意拆模的时间。
综上所述,冬季混凝土施工中要解决以下几点:(1)防止早期冻害;(2)确保混凝土足够的养护龄期。目前施工中常采用以下几种方法:
3.1 调整配合比
在冬季0℃左右温度下施工时,应使用早强硅酸盐水泥,这种水泥早期强度高,一般3 天的强度就达到普通硅酸盐水泥7 天的强度。同时合理降低水灰比,增加水泥用量,达到增加水化热量,从而缩短龄期使强度快速增长。另外,掺入适量的早强剂、减水剂,提高混凝土的早期强度;掺入适量的引气剂,增强混凝土的密实性和耐久性。
3.2 蓄热法
在冬季气温较低且结构体积较大的时候,对原材料进行加热,使混凝土在浇筑后,还储存相当的热量,从而加快水化放热的速度。同时要注意对混凝土的保温,避免外露部分和角部受冻。蓄热法工艺简单,成本低,是施工中经常采用的方法。
3.3 外加热法
这种方法主要适用于温度在-15℃以上,且结构并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气或直接对混凝土加热,是混凝土在正温条件下能正常硬化。施工过程中,经常采用的用(1)火炉加热:适用于小工地,操作简单,但放出的二氧化碳会使混凝土表面碳化,对工程质量有一点影响。(2)蒸汽加热:操作简单,加热均匀,但需要专门的设备和场地,热量损失大,成本高。(3)电加热法:将钢筋作为电极,或将电热器贴在混凝土表面,使电能转化为热能,提高混凝土温度。这种方法简单,但耗电量大,而且还有一定的危险性。
3.4 加抗冻剂
掺适量的抗冻剂,使混凝土中的水在负温时仍能保持液相,使得水化反应能继续进行,保证混凝土强度继续增长。
上述只是笔者的浅薄之谈,每种方法都各有特点。在施工过程中,要结合实际情况采用相应的措施。关于冬季混凝土的施工方法还有很多,而且随着新材料、新技术的发展,还会有更多更好的方法出现,最终使得混凝土工程质量逐步提高。
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