二級建造:冬期施工砼外加劑的選用

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冬期施工目前在北方地區(qū)很普遍,而砼是冬期施工中的一項較大的項目,在砼的冬期施工方法中,摻外加劑的方法由于其方便和實用性,得到了普遍推廣和應用,這里僅對冬期施工中砼外加劑的選用提出幾點看法。
    1、砼的凍害以及產(chǎn)生的條件
    為了便于了解外加劑,更合理、有效地選用外加劑,有必要先了解一下砼的凍害以及產(chǎn)生的條件。
    1.1 砼的凍害分為三種情況
    第一種,新鮮砼受凍,即砼終凝前遭受凍結(jié):這種情況下只要化凍后在終凝前再重新振搗密實,加強養(yǎng)護,不要使砼重新受凍,砼不會受受損害;第二種,砼早期受凍,即砼養(yǎng)護期間受凍,這種情況主要是施工過程中由于施工方法及施工技術(shù)不當造成,這會導致砼一系列物理力學性能降低達不到設計要求,影響工程應用,降低耐久性,影響結(jié)構(gòu)使用;第三種,砼受害,即砼結(jié)構(gòu)使用期受凍,主要是考核結(jié)構(gòu)耐久性使用年限,為設計服務。所以這里討論的砼凍害主要指第二種情況,即砼養(yǎng)護期間受凍。
    1.2 砼凍害產(chǎn)生的機理及條件
    砼是一種多孔材料,當溫度降低時,毛細孔隙內(nèi)的自由水開始結(jié)冰,并逐漸向內(nèi)部發(fā)展,水結(jié)冰后由于體積膨脹,將內(nèi)部未凍水封閉并沿毛細管壓向內(nèi)部,壓力增加到超過砼抗拉強度時,就會把毛細孔脹破,產(chǎn)生微裂紋。裂紋不斷發(fā)展增多,使砼內(nèi)部發(fā)生破壞。
    可見,砼凍需要三個條件,溫度、水和砼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的孔隙狀況。
    2、防凍劑的分類
    根據(jù)防凍劑的作用機理,防凍劑可分為兩類:第一類防凍劑主要起降低冰點作用,如氯化鈉、亞硝酸鈉及尿素等,它們的最低共溶點很低,有利于初期養(yǎng)護階段不受凍害;第二類防凍劑有很低的共溶溫度,可以在低溫情況下與水泥發(fā)生水化反應,如碳酸鉀、氯化鈣、硝酸鈣等。
    3、防凍劑的選用
    3.1 防凍劑的選用原則
    冬期施工砼應優(yōu)先選用綜合蓄熱法,對原材料進行加熱,并采取覆蓋保護措施。如果經(jīng)熱工計算仍不能達到要求,要考慮摻加外加劑。
    因防凍劑對砼的耐久性有影響,摻外加劑時,在滿足初期養(yǎng)護溫度可以達到抗凍臨界強度的前提下,盡量減少摻量。
    不同溫度下選用的摻量配方見可參照以下幾點:
    (1)當日最低氣溫不低于-5℃時,砼的養(yǎng)護采用一層塑料薄膜+二層草袋,使用早強型減水劑即可,不必使用有防凍組分的防凍劑。(因為根據(jù)實驗表明,自然條件下砼養(yǎng)護時,一層塑料薄膜+二層草袋子履蓋后,砼的溫度可以比外界提高5℃左右。)
    (2)當日最低氣低于-10℃時,砼的養(yǎng)護采用一層塑料薄膜+二層草袋,使用設計溫度為-5℃的防凍劑即可。
    (3)當日最低氣低于-15℃時,砼的養(yǎng)護采用一層塑料薄膜+二層草袋,使用設計溫為-10℃的防凍劑即可。
    (4)當日最低氣低于-20℃時,砼的養(yǎng)護采用一層塑料薄膜+二層草袋,使用設計溫為-15℃的防凍劑即可。
    3.2 防凍劑選用方法
    首先應滿足結(jié)構(gòu)本身的要求。如在高濕度、高溫度環(huán)境中使用的結(jié)構(gòu),與酸、堿等侵蝕性介質(zhì)相接觸的結(jié)構(gòu),以及預應力砼結(jié)構(gòu)等,不適合摻氯鹽類防凍劑,或必須摻加阻銹劑,同時其摻量不得超出摻量限值的規(guī)定。對飾面有要求的結(jié)構(gòu)還應考慮有些防凍劑會析鹽等。
    防凍劑的選用還必須根據(jù)環(huán)境溫度來決定。因不同的防凍劑適用的溫度范圍不同,或防凍劑中所需的各種組分比例不同或者經(jīng)濟方面考慮相同的環(huán)境下某種防凍劑比其它更適合等,這些因素都需要考慮。
    防凍劑中有的有緩凝作用,或早強效果,防凍劑的選用還應考慮工期的要求。
    不同的防凍劑對砼所用材料的要求也不相同。例如,在摻有氯、鉀離子的防凍劑砼中,不得采用活性骨料或在骨料中混有這類物質(zhì)的材料;水泥經(jīng)應優(yōu)先選用鋁酸三鈣含量不超過10%,硅酸三鈣含量不超過45%的普通硅酸鹽水泥,水泥標號不低于425號等。
    不同的防凍劑對養(yǎng)護方法的要求也不相同。例如,冬期施工規(guī)程規(guī)定,采用非加熱養(yǎng)護法施工所選用的外加劑,宜優(yōu)先選用含引氣成分的外加劑;摻用氯鹽類防凍劑時,不宜采用蒸氣養(yǎng)護,采用蒸氣養(yǎng)護砼時,不宜摻用引氣劑或引氣減少劑等。
    在可能滿足溫度方面要求的情況下,摻量不得超過限值的規(guī)定。