冬期施工混凝土耐久性的質(zhì)量控制

1、 冬期施工混凝土耐久性的質(zhì)量控制【摘 要】人們對耐久性問題的認(rèn)識主要是出自于經(jīng)濟(jì)因素和安全因素考慮的。對混凝土結(jié)構(gòu)工程來說，材料耐久性設(shè)計應(yīng)該放在與力學(xué)性能、環(huán)境因素。負(fù)溫混凝土是廣泛應(yīng)用在我國“三北”地區(qū)。而“三北”地區(qū)的惡劣氣候，對負(fù)溫混凝土的工作性、耐久性等必將提出更高、更苛刻的要求?！娟P(guān)鍵詞】冬期；施工；混凝土；耐久性；質(zhì)量控制混凝土的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略措施之一就是要增強混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。耐久性是指達(dá)到設(shè)計強度等指標(biāo)的混凝土經(jīng)過長年的使用而不毀壞，能夠繼續(xù)服務(wù)于工程環(huán)境并且對侵蝕環(huán)境有一定的抵抗能力，保持其適用性。1 與混凝土耐久性相關(guān)的問題1.1裂縫、微裂縫與耐久性我們知道堿骨料反應(yīng)、

2、凍融循環(huán)、由于干濕交替、氯離子滲透、碳化引起的鋼筋銹蝕；硫酸鹽侵蝕、風(fēng)蝕、汽蝕等是影響混凝土耐久性的主要因素。在這些破壞因素當(dāng)中，體積穩(wěn)定性和開裂的原因幾乎都與水有關(guān)，水也是侵蝕介質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)入混凝土主體的主要載體?；炷亮芽p的產(chǎn)生主要是由于溫度、濕度、化學(xué)反應(yīng)以及載荷作用等因素引起。早期混凝土的開裂是收縮應(yīng)力與徐變釋放應(yīng)力共同作用的結(jié)果。1.2 與強度的關(guān)系問題長期以來，一直認(rèn)為強度與耐久性之間直接相關(guān)，因而決定了耐久性混凝土的配合比設(shè)計方法。事實上，混凝土對物理、化學(xué)介質(zhì)的耐腐蝕能力不一定與混凝土機械強度有關(guān)。強度高的混凝土不一定具有很高的耐侵蝕能力，而由耐化學(xué)侵蝕性較好的材料制備成的低強度混

3、凝土卻有高的耐久性能。2 負(fù)溫混凝土的概念及理論問題2.1 負(fù)溫混凝土與正溫混凝土關(guān)系從溫度對混凝土性能影響的角度出發(fā)，可以把混凝土分為正溫與負(fù)溫混凝土。前者只可以在正溫條件下凝結(jié)、硬化并且強度持續(xù)發(fā)展，當(dāng)放置于負(fù)溫條件下時遭受凍害，強度增長緩慢甚至停止增長，恢復(fù)正溫條件養(yǎng)護(hù)后其損失在50以上，并且其他物理化學(xué)性能喪失殆盡。后者可在兩種溫度條件下水化強度繼續(xù)增長，并且在負(fù)溫條件下表現(xiàn)出其特殊的凝結(jié)硬化特性。負(fù)溫下強度持續(xù)增長，負(fù)溫28d強度增長率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)強度的4050，并且轉(zhuǎn)入正溫條件養(yǎng)護(hù)后不改變物理力學(xué)性能固有的結(jié)構(gòu)關(guān)系。所以對負(fù)溫混凝土來講，改善負(fù)溫混凝的界面結(jié)構(gòu)狀況，緩解過渡區(qū)的凍脹壓力

4、，促使負(fù)溫水泥的水化與早期結(jié)構(gòu)的形成，盡快達(dá)到抗凍臨界強度，提高早期防凍能力，是增強負(fù)溫混凝土耐久性的前提與關(guān)鍵。2.2 負(fù)溫混凝土的主要內(nèi)容負(fù)溫混凝土按照摻入外加劑的類型主要分為三類：第一類，摻入不同外加劑適用于不同工程類別與施工條件；第二類，摻入孔早強型非防凍功能外加劑用于-5；第三類，摻孔防凍劑用于十分嚴(yán)寒的地區(qū)。在對負(fù)溫混凝土的研究中，逐漸創(chuàng)建了凍結(jié)速度、凍結(jié)模式、抗凍臨界強度以及蓄熱冷卻計算理論等概念。負(fù)溫混凝土所要研究的首要問題就是早期“凍脹”對新拌混凝土的變形行為和負(fù)溫下硬化混凝土的力學(xué)行為。其次是負(fù)溫防凍劑的類型、組份與構(gòu)成對早期結(jié)構(gòu)的形成作用機理。2.3 基本理論負(fù)溫混凝土基

5、本理論總的來說可以分成兩條路線：一是液灰比學(xué)說，是以冰點理論為基礎(chǔ)，以成冰率理論發(fā)展而來；二是由抗凍臨界強度阻止早期凍害而形成的抗凍臨界結(jié)構(gòu)理論。該理論認(rèn)為在水泥水化達(dá)到一定程度時，混凝土中一部分水用于水化之外，另一部分水可分為蒸發(fā)水與不蒸發(fā)水?？烧舭l(fā)水主要存在粗孔中的自由水，而不可蒸發(fā)水是化學(xué)結(jié)合水以及存在毛細(xì)孔、凝膠孔中的吸附水。在幾百微米厚的過渡區(qū)，在集料底部會形成厚水膜及多孔遷移帶，是水分遷移的快速通道。很容易遭受凍害。在這種結(jié)構(gòu)之后，水少且毛細(xì)孔細(xì)小。降低了冰點，可凍水減少。而在這種特殊的結(jié)構(gòu)中，水基本連續(xù)且富集在易于遷移的毛細(xì)孔中。3 工程設(shè)計應(yīng)用考慮3.1 北方寒地工程地貌與環(huán)境

6、狀況廣大三北地區(qū)季節(jié)性或長年封凍環(huán)境比較惡劣，尤其是青藏高原是世界上面積最大、海拔最高的高原，其地理位置獨特，地質(zhì)氣候復(fù)雜，自然環(huán)境惡劣。所以在如此惡劣的自然環(huán)境下進(jìn)行鐵路建設(shè)，混凝土材料必須具備一定的耐久性性能。而“高原”與“凍土”問題是修建該高原鐵路的兩大技術(shù)障礙，但這些技術(shù)難關(guān)已被實踐所克服。3.2 耐久性設(shè)計基本思路經(jīng)過幾十年的應(yīng)用實踐表明，凍融循環(huán)對建筑物的破壞是最嚴(yán)重的?；炷两Y(jié)構(gòu)只有克服凍脹才是唯一有效的措施，從耐久性來考慮混凝土的設(shè)計指標(biāo)不能低于c30和抗凍1300，低溫早強高抗凍耐久性混凝土面臨的幾乎是一切耐久性問題的挑戰(zhàn)，所以比較選擇或復(fù)配高性能混凝土專用外加劑是配制低負(fù)溫

7、早強混凝土的技術(shù)關(guān)鍵。3.2 .1 凍融循環(huán)要求低負(fù)溫早強混凝土所要解決的首要問題就是提高混凝土的抗凍耐久性?；炷恋膬龊χ饕c溫度、水和混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)孔隙狀況有關(guān)。影響混凝土抗凍安全性的主要因素是水灰比、含氣量以及膠結(jié)材用量。在一定水灰比區(qū)間內(nèi)，硬化后混凝土的氣泡參數(shù)及孔結(jié)構(gòu)是影響混凝土抗凍性能關(guān)鍵。3.2.2 鋼筋銹蝕問題造成混凝土鋼筋銹蝕的主要原因是由于供氧量不足(低于0.20.3am2)、碳化導(dǎo)致混凝土緘度降低(ph8.59)、氯離子含量過高(cioh)0.63)時就會使混凝土鋼筋保護(hù)膜脫鈍并且生銹。3.2.3 硫酸鹽侵蝕防護(hù)硫酸根離子滲入到混凝土中與水化產(chǎn)物反應(yīng)。硫酸根離子主要來自

8、于土壤或酸雨，混凝土原材料中。對抗腐蝕性能有很大的改善。可選擇摻孔粉煤灰的辦法來降低游離氫氧化鈣的數(shù)量，需要注意的是選擇優(yōu)質(zhì)的粉煤灰組分盡可能接近dustan公式。同時摻孔粉煤灰能夠改善混凝土的可工作性能，避免離析和泌水，提高和易性。3.2.4 冬期施工要求根據(jù)冬期施工規(guī)范要求，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程必須要獲得早期抗凍臨界強度來阻止混凝土早期凍害。所以配制時必須要摻防凍劑、阻銹劑、早強劑等，防凍劑的性能具有減水，抗凍及早強作用，能使混凝土在負(fù)溫下水化和強度增長。結(jié)語混凝土的耐久性是人們所期望的，耐久性首先是材料的質(zhì)量。耐久性設(shè)計不可以單一，孤立的一種破壞形式考慮；實踐證明高效多功能防凍劑是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵，抗凍臨界理論可較好解釋負(fù)溫混凝土的早期防凍能力；現(xiàn)在，負(fù)溫混凝土的研究應(yīng)用成果經(jīng)過幾十