有人問:“混凝土在冬季加了防凍劑是否就不怕凍了?”,答:不是,如果溫度過低,仍然會凍壞的,只是結(jié)冰更困難一些。雖然加入了防凍劑,降低了凝固點(diǎn),但是如果氣溫低的話仍然會結(jié)冰?;炷猎谑覝叵履绦Ч詈?,冬天澆筑會降低強(qiáng)度。
一、防凍劑的防凍原理
防凍劑是根據(jù)混凝土凍害機(jī)理,結(jié)合抗凍臨界強(qiáng)度、最優(yōu)成冰率、冰晶形態(tài)轉(zhuǎn)化等理論,并總結(jié)長期冬季施工實踐研制的,一般由四種成分組成,其作用分述如下:
(一)早強(qiáng)成分
強(qiáng)度后才能進(jìn)行下一道工序的施工。在混凝土終凝初期應(yīng)避免施工荷載對樓板產(chǎn)生較大的振動。主要作用是加速混凝土的凝結(jié)硬化,使之盡快達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度;在達(dá)到臨界強(qiáng)度以后,能加快混凝土硬化速度,克服負(fù)溫、低溫造成的強(qiáng)度增長緩慢現(xiàn)象。
(二)引氣成分
在混凝土體內(nèi)引入微米級的細(xì)小氣泡(有益氣泡),其作用:
① 切割、封閉混凝土內(nèi)的連通孔道(有害孔道),減輕凍脹時的裂紋擴(kuò)展;
② 引入的大量氣泡起到膨脹“緩沖器”的作用,吸收冰晶膨脹應(yīng)力,減輕凍害。在混凝土內(nèi)引入氣體3.5%,可消化6.6%的體積膨脹,在成齡階段,可起到提高抗凍融能力、改善耐久性的作用。
(三)減水成分
其作用:
① 減少拌合水,從而減少游離水總量,從根本上減少可凍冰的含量(但亦應(yīng)保持一定含冰率),消除凍脹內(nèi)因;
② 通過減水成分的分散作用,釋放包裹水,消除劣質(zhì)水泡,使粗大冰晶轉(zhuǎn)化為細(xì)小冰晶,優(yōu)化水泥水化環(huán)境,減輕脹凍壓力。
(四)防凍成分
多為一些有降低冰點(diǎn)作用的無機(jī)鹽,作用可概括如下:
摻防凍組份(以NaNO2,摻2%為例)的水溶液冰點(diǎn)約為-1.5℃,當(dāng)溫度降到-1.5℃時,孔隙內(nèi)臨近受凍側(cè)的游離水開始結(jié)冰,冰體內(nèi)無機(jī)鹽部分析出,剩余游離水中鹽的濃度變大(冰點(diǎn)進(jìn)一步降低);當(dāng)溫度繼續(xù)下降(如降到-5℃),又有臨近受凍側(cè)游離水部分結(jié)冰,剩余游離水濃度繼續(xù)增大..,持續(xù)這一過程,直到亞硝酸鈉最低共溶點(diǎn)出現(xiàn),孔內(nèi)全部游離水結(jié)成冰。
防凍成分的作用是在連續(xù)降溫過程中保持混凝土體內(nèi)始終有一定的液相水存在(過冷水),使水泥水化能持續(xù)進(jìn)行(盡管此時水化速度已較常溫大為減慢)。
由此可見:防凍劑的防凍機(jī)理是綜合性的,是多種效果的綜合體現(xiàn)。世界上并不存在某種一摻就靈的防凍劑,“防凍”只是最終的效果,它是通過早強(qiáng)、引氣、減水、防凍等因素共同作用而實現(xiàn)的。而且防凍劑的使用效果與工程的施工情況也有關(guān)系,所以說混凝土的冬季施工是一個典型的系統(tǒng)工程,必須通盤考慮。
防凍劑使混凝土在0℃到-15℃的負(fù)溫環(huán)境中正常水化;降低冰點(diǎn),提高混凝土早期強(qiáng)度。
二、防凍劑分類
防凍劑可其成份可分為強(qiáng)電解質(zhì)無機(jī)鹽類(氯鹽類、氯鹽阻銹類、無氯鹽類)、水溶性有機(jī)化合物類、有機(jī)化合物與無機(jī)鹽復(fù)合類、復(fù)合型防凍劑。
分冰點(diǎn)降低型和表面活性劑型兩類。降低冰點(diǎn)的有低碳醇類、二元醇及酰胺類等。表面活性劑型能使物料在表面形成疏水性吸收膜,如酸性磷酸酯胺鹽、烷基胺、脂肪酸酰胺、有機(jī)酸酯、烷基丁二酰亞胺等。如在混凝土中為摻入冬季施工混凝土中能使混凝土在負(fù)溫下硬化,并在規(guī)定時間內(nèi)達(dá)到足夠防凍強(qiáng)度。
可制成粉狀或液體。用以防止混凝土在冬季負(fù)溫下施工產(chǎn)生的凍漲破壞。保證負(fù)溫下混凝土的正常施工。其主要成分為亞硝酸鈉、碳酸鹽、氯化鈣、亞硝酸鈣、尿素、乙二醇等。它們可以降低混凝土拌和物中的冰點(diǎn)。也可以與減水劑、引氣劑等復(fù)合防凍,效果更好。
三、混凝土的冬季養(yǎng)護(hù)
在冬季,要正確養(yǎng)護(hù)混凝土,可以采用的方法有很多,比如帶模養(yǎng)護(hù)、澆水養(yǎng)護(hù)、刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)和覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)等,具體的內(nèi)容如下:
1、帶模養(yǎng)護(hù)
模板既可以起到非常好的保溫作用避免混凝土表面和外界環(huán)境產(chǎn)生大的溫差,尤其在氣溫驟降時,應(yīng)嚴(yán)格控制拆模時間,必要時還要采取其他保溫措施。模板與混凝土緊密接觸,避免水分蒸發(fā),又具有一定的保濕作用。
大體積混凝土需要帶模養(yǎng)護(hù)14天,普通混凝土結(jié)構(gòu)需要帶模養(yǎng)護(hù)7天。帶模養(yǎng)護(hù)操作方便、簡單,但占用模板時間較長,不利于模板的周轉(zhuǎn)使用,對于工期要求高的工程如不能采用帶模養(yǎng)護(hù),應(yīng)考慮采用其他養(yǎng)護(hù)措施。
2、澆水養(yǎng)護(hù)
澆水養(yǎng)護(hù)是很常用的一種養(yǎng)護(hù)方法,施工操作簡便也容易上手。但是如果冬季日平均氣溫低于5℃,不宜采用澆水養(yǎng)護(hù)。
3、刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)
混凝土結(jié)構(gòu)拆除模板后,在其表面涂刷養(yǎng)護(hù)劑,防止水分散失,起到保水養(yǎng)護(hù)的作用。涂刷養(yǎng)護(hù)劑時應(yīng)保證涂刷均勻,縱橫向各刷一遍,經(jīng)常檢查養(yǎng)護(hù)劑涂層的完整情況,保持混凝土表面的濕潤。
但應(yīng)注意涂刷養(yǎng)護(hù)劑后易受外部作用影響易產(chǎn)生裂紋,影響保濕效果。此外,養(yǎng)護(hù)劑的種類不同對養(yǎng)護(hù)效果有很大的影響,這也對養(yǎng)護(hù)劑的使用選擇提出了更高的要求。
4、覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)
在混凝土澆筑成型或拆除模板后,在混凝土表面覆蓋塑料薄膜,防止混凝土水分散失,以利于混凝土的水化作用,保證保濕養(yǎng)護(hù)效果。
粘貼薄膜時應(yīng)注意塑料薄膜應(yīng)搭接良好,保證薄膜封閉嚴(yán)密,經(jīng)常檢查覆蓋薄膜的完整性,保持薄膜內(nèi)部具有凝結(jié)水珠。覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)的薄膜不易固定,易損壞,導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)效果較差。
5、注意事項
① 氣溫等于或低于-5℃時,建議使用摻加防凍增強(qiáng)劑的混凝土,否則因氣溫過低,可能影響混凝土強(qiáng)度。
② 做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作,澆筑成型后應(yīng)立即覆蓋薄膜、一道或兩道草袋加以保溫養(yǎng)護(hù)。即使摻加防凍劑的混凝土,同樣應(yīng)按要求養(yǎng)護(hù)。
③ 冬季氣溫較低,加之空氣干燥,混凝土強(qiáng)度增長緩慢,應(yīng)適當(dāng)延長拆模時間,混凝土拆模后,應(yīng)立即做好養(yǎng)護(hù)工作。