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識主要是出自于經(jīng)濟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。耐久性是指達到設(shè)計強度等指標的混凝土經(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)、凍

2、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)擴散進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凝

3、土卻有高的耐久性能。2 負溫混凝土的概念及理論問題2.1 負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，當放置于負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，并且在負溫條件下表現(xiàn)出其特殊的凝結(jié)硬化特性。負溫下強度持續(xù)增長，負溫28d強度增長率達到標準強度的4050，并且轉(zhuǎn)入正溫條件養(yǎng)護后不改變物理力學(xué)性能固有的結(jié)構(gòu)關(guān)系。所以對負溫混凝土來講，改善負溫混凝的界面結(jié)構(gòu)狀況，緩解過渡區(qū)的凍脹壓力，

4、促使負溫水泥的水化與早期結(jié)構(gòu)的形成，盡快達到抗凍臨界強度，提高早期防凍能力，是增強負溫混凝土耐久性的前提與關(guān)鍵。2.2 負溫混凝土的主要內(nèi)容負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寒的地區(qū)。在對負溫混凝土的研究中，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溫下硬化混凝土的力學(xué)行為。其次是負溫防凍劑的類型、組份與構(gòu)成對早期結(jié)構(gòu)的形成作用機理。2.3 基本理論負溫混凝土基本

5、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。該理論認為在水泥水化達到一定程度時，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，水少且毛細孔細小。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)境狀

6、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溫早

7、強混凝土的技術(shù)關(guān)鍵。3.2 .1 凍融循環(huán)要求低負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膜脫鈍并且生銹。3.2.3 硫酸鹽侵蝕防護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于

8、土壤或酸雨，混凝土原材料中。對抗腐蝕性能有很大的改善?？蛇x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溫混凝土的早期防凍能力；現(xiàn)在，負溫混凝土的研究應(yīng)用成果經(jīng)過幾十年