摘要:

北方廣大地區(qū)有較長的寒冷季節(jié)，這些地區(qū)混凝土的冬季施工是必不可少的。從多年的施工實(shí)踐及研究的結(jié)果認(rèn)識到，當(dāng)環(huán)境溫度降至 5℃再不回升連續(xù) 5天以上時，只要采取適當(dāng)?shù)氖┕し椒?，避免新施工的混凝土不要早期受凍。使施工后的外露混凝土降?℃以下，就會使工程有其它季節(jié)一樣好的效果。

1? 冬季混凝土施工受凍問題分析

1.1 溫度與砼強(qiáng)度的關(guān)系

混凝土搗拌澆灌后之所以能逐漸凝結(jié)和有高的溫度，是由本身水化作用的結(jié)果。而水泥水化作用的速度除與混凝土組合材料和配合比有關(guān)外，主要是隨著溫度的高低而變化。當(dāng)溫度升高時，水化作用加快，強(qiáng)度增長也快；而當(dāng)溫度降至 0℃時，存在于混凝土中的游離水有一部分開始結(jié)冰，逐漸由液相變?yōu)楣滔?，這時水泥水化作用基本停止，強(qiáng)度也不再上升。溫度繼續(xù)下降，當(dāng)混凝土中的水全部結(jié)成冰，由液相變?yōu)楣滔鄷r，體積膨脹約9%，同時產(chǎn)生大約 20kN/m 的側(cè)壓力。這個應(yīng)力值一般大于混凝土澆筑后內(nèi)部形成的初期強(qiáng)度值，致使混凝土受到程度不同的早期破壞而降低強(qiáng)度。此外當(dāng)水結(jié)成冰后會在骨料和鋼筋表面產(chǎn)生顆粒較大的冰凌，這種冰凌會減弱水泥漿與骨料同鋼筋的粘結(jié)力，也會影響混凝土的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)氣溫回升冰融化后又會在混凝土內(nèi)部留下眾多的空隙和孔洞，降低混凝土的密實(shí)性和耐久性。

1.2 砼應(yīng)預(yù)防早期凍害

由此可見在冬季混凝土施工中，水的形態(tài)變化是影響混凝土強(qiáng)度增長的關(guān)鍵因素。分析國內(nèi)外關(guān)于水在混凝土中的形態(tài)的一些資料可以看出，新澆灌的混凝土立刻凍結(jié)時，有80%以上的水變成冰，液相不足20%，水化反應(yīng)極其微弱了；當(dāng)混凝土經(jīng)過 24h的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后再凍結(jié)，只有 60% 的水變成冰；當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的50% 以上時，即使溫度降至-40℃以下，而含水量也維持在 60% 以下，還有 40% 的水未轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔?，水化作用也能繼續(xù)進(jìn)行?？梢缘贸鲞@樣一個結(jié)論：混凝土在澆灌后有一段養(yǎng)護(hù)期，對加速水化作用極為重要，因而應(yīng)預(yù)防早期凍害。當(dāng)混凝土在受凍前只有1h的養(yǎng)護(hù)期，強(qiáng)度損失會超過50%；在受凍前得到6h的養(yǎng)護(hù)期，強(qiáng)度損失不超過20。

混凝土在正溫氣候條件下繼續(xù)養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度增長幅度是不相同的。對于預(yù)養(yǎng)期長初期強(qiáng)度達(dá)到 R28的 28% ～35%? 的混凝土受凍后，后期強(qiáng)度基本不受影響；而塒于預(yù)養(yǎng)期較短，強(qiáng)度達(dá)到R28的 15% ～17% 時的混凝土受凍后，后期強(qiáng)度會受到一定影響，只能達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的 85% ～90% 。

只要混凝土在正溫下養(yǎng)護(hù)一定時間，使混凝土有一段水化時間，就不怕凍害的影響。混凝土不致受凍害的最低臨界強(qiáng)度國內(nèi)外有許多研究成果，我國的鋼筋混凝土施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB50204-92)第 7.1.2條明確規(guī)定：硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥的構(gòu)件為設(shè)計的 30%，礦渣硅酸鹽水泥為設(shè)計的 40%，但 C8 級及 C8 級以下的混凝土不得低于 50kgf/cm2?？梢娛軆雠R界強(qiáng)度與水泥品種和后期增長有一定關(guān)系。