混凝土早期受凍臨界強(qiáng)度與凍害的預(yù)防

      1 概述

　　混凝土工程的冬期施工和常溫施工不同，由于自然氣溫已降低到0℃以下，從整個(gè)施工過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，都要采取相應(yīng)的保溫、防風(fēng)、防失水等措施，盡量給混凝土創(chuàng)造正溫養(yǎng)護(hù)環(huán)境，使混凝土能不斷凝結(jié)、硬化、增長(zhǎng)強(qiáng)度。然而在寒冷地區(qū)進(jìn)行混凝土冬期施工，由于各種因素影響，欲使混凝土完全不受凍，是不現(xiàn)實(shí)也是不經(jīng)濟(jì)的。因?yàn)檫@要增加許多防護(hù)措施，而且要拖長(zhǎng)工期。因此設(shè)想作出一些規(guī)定，在一定條件下允許混凝土早期受凍，而不致?lián)p害混凝土各項(xiàng)性能，滿足設(shè)計(jì)和使用要求。

　　2 混凝土早期受凍害

　　混凝土早期受凍害是指混凝土澆筑后，在養(yǎng)護(hù)硬化期間受凍，它能損害混凝土的一系列性能。這種凍害主要是由于施工方法選擇不當(dāng)、施工人員技術(shù)水平不高或不負(fù)責(zé)任而造成的。它可使混凝土的一系列物理、力學(xué)性能降低，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，影響工程應(yīng)用，降低耐久性，甚至造成返工。其中影響最大的是混凝土的抗壓強(qiáng)度(見表1）。

　　由表1可見，普通混凝土澆筑后，如未經(jīng)適當(dāng)養(yǎng)護(hù)而早期受凍，其強(qiáng)度損失很大，不論何種強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，其強(qiáng)度損失最大可達(dá)50％；溫度不太低時(shí)損失反而大?？梢娙羰够炷翝仓?，在受凍前有一定的預(yù)養(yǎng)護(hù)期，達(dá)到一定的早期強(qiáng)度而暫時(shí)抵抗凍害，其后期強(qiáng)度可大為減少，這個(gè)早期強(qiáng)度就是混凝早期受凍臨界強(qiáng)度。

　　3 混凝土早期受凍臨界強(qiáng)度

　　混凝土早期受凍臨界強(qiáng)度是指冬期澆筑的混凝土在受凍以前必須達(dá)到的最低強(qiáng)度。即新澆混凝土在受凍以前達(dá)到某一初始強(qiáng)度值，然后遭到凍結(jié)，當(dāng)恢復(fù)正溫養(yǎng)護(hù)后，混凝土強(qiáng)度仍會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，經(jīng)28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，其后期強(qiáng)度可達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值的95％。根據(jù)《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJl04），早期受凍臨界強(qiáng)度分為未摻外加劑的普通混凝土和摻外加劑的混凝土兩種。見表2、表3。

　　混凝土早期受凍臨界強(qiáng)度是保證混凝土冬期施工質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。因?yàn)樾聺仓幕炷粒谖催_(dá)到臨界強(qiáng)度時(shí)受凍，其后期強(qiáng)度及其它一系列物理力學(xué)性能都將受到損害，所以在確定混凝土早期受凍臨界強(qiáng)度時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：

　　1）在施工時(shí)，有時(shí)施工人員為了保證混凝土能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，采取混凝土強(qiáng)度等級(jí)提高一級(jí)來求得保證。這時(shí)在確定混凝土臨界強(qiáng)度時(shí)，就不能用原來的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)來計(jì)算，而是應(yīng)當(dāng)按實(shí)際澆筑的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，即提高了一級(jí)后的強(qiáng)度等級(jí)來確定。例如：設(shè)計(jì)圖紙上規(guī)定的是C20級(jí)混凝土，施工時(shí)試驗(yàn)室下達(dá)的配合比是按C30級(jí)下達(dá)，則應(yīng)當(dāng)按C30級(jí)混凝土來計(jì)算臨界強(qiáng)度進(jìn)行控制。

　　2）未摻外加劑的普通混凝土和摻外加劑的混凝土的臨界強(qiáng)度的確定是有區(qū)別的。未摻外加劑的普通混凝土的受凍溫度是0℃，而摻外加劑的混凝土的受凍溫度是所摻外加劑的設(shè)計(jì)規(guī)定溫度。例如：某外加劑規(guī)定的設(shè)計(jì)溫度是-10℃，那么使用這一外加劑的混凝土當(dāng)溫度降低到-10℃前，必須達(dá)到4N/mm²，而后方允許溫度低于-10℃養(yǎng)護(hù)。否則混凝土將遭到凍害，導(dǎo)致強(qiáng)度損失。

　　3）混凝土的臨界強(qiáng)度值是在其強(qiáng)度等級(jí)為C10～C40，水灰比在0.4～0.6范圍內(nèi)的普通混凝土。而對(duì)于C40以上的高強(qiáng)或高性能混凝土，由于水灰比很小，水泥用量較大，水泥的水化反應(yīng)、孔結(jié)構(gòu)的形成及混凝土受凍破壞過程等都很復(fù)雜，其臨界值尚需進(jìn)一步試驗(yàn)確定。

　　4 結(jié)論

　　東北地區(qū)冬期施工長(zhǎng)達(dá)3～6個(gè)月，工程所占比重最高可達(dá)30％。由于冬期施工長(zhǎng)，在這個(gè)季節(jié)進(jìn)行施工的工程，如選擇方法不佳，措施不當(dāng)，極易出現(xiàn)工程質(zhì)量事故，浪費(fèi)資金，拖延工期。而在整個(gè)混凝土工程施工中，混凝土強(qiáng)度的確定及控制，是保證工程質(zhì)量的重要措施，其中早期受凍臨界強(qiáng)度又是保證混凝土工程質(zhì)量的重要前提，只有早期受凍臨界強(qiáng)度保證了，才能保證混凝土早期不受凍害，才能保證混凝土后期強(qiáng)度繼續(xù)發(fā)展，就可以避免在冬期施工過程中，由于混凝土質(zhì)量出現(xiàn)的工程事故。