冬季施工混凝土冻害与防治.doc

浅析冬季施工混凝土冻害与防治
【摘要】混凝土受冻害损伤可以区分为两种情况:(1)剥落脱皮是由于冻融引起的混凝土表面材料的损伤;(2)内部损伤是表面没有可见效应而在混凝土内部产生的损害,它导致混凝土性质改变(如动弹性模量降低)。因此,在冬季施工过程中,防治混凝土受冻害损伤就显得尤为重要。
【关键词】混凝土;冻害与防治
新建秦淮河船闸按Ⅳ级船闸进行设计,设计最大船舶吨级为500吨,兼顾1000吨,船闸尺度为165×18×4m(闸室长×口门宽×槛上水深),上、下游主导航墙直线投影长度为45m,辅导航墙直线投影长度为30m,上、下游引航道护坦30m。上、下闸首采用钢筋砼坞式结构,,,。闸室钢筋砼坞式结构,闸室墙结构为悬臂墙结构,,,长165m。主辅导航墙采用钢筋砼空箱及砼重力式结构两种结构形式。本船闸水工建筑物级别划分如下:下闸首按1级水工建筑物设计;上闸首、闸室按3级水工建筑物设计;导航墙按4级水工建筑物设计;临时建筑按5级水工建筑物设计,因此在秦淮河船闸施工中,闸室墙封底、底板、闸室墙施工中,必须考虑混凝土抗冻技术要求,且在两个冬季进行施工,经过检测,所用混凝土抗冻性能完全满足设计要求。
1、引言
当环境昼夜平均气温(最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温平均值)连续三天低于5℃或最低气温低于-3℃
时,混凝土工程按照冬季施工方法进行施工。混凝土受冻害损伤可以区分为两种情况:(1)剥落脱皮是由于冻融引起的混凝土表面材料的损伤;(2)内部损伤是表面没有可见效应而在混凝土内部产生的损害,它导致混凝土性质改变(如动弹性模量降低)。
2、混凝土受冻害损伤有关原因
新拌混凝土受冻害损伤的原因
新拌混凝土的强度低、空隙率高、含水多,极易发生冻胀破坏。冻胀破坏的外观特征是材料体内出现若干的冰夹层,彼此平行而垂直于热流方向。其过程为:结构物表面降温冷却时,冷流向材料体内延伸,在深处某水平位置开始冻结,一般从较粗大孔穴中水分开始,冰晶形成后从间隙吸水,发育增长,且是不可逆转的过程,水分从材料未冻水或从外部水源补给,并进行宏观规模的移动。第一层孔穴中冰冻后,在冰晶生长的过程中,材料质体受到拉应力σt,如果超过抗拉强度即破坏。
成熟混凝土受冻害损伤的原因
混凝土构件中的孔径分为三个范畴,即凝胶孔、毛细孔及气泡,在某一固定负温下混凝土构件中水分只有一部分是可冻水,可冻水产生多余体积直接衡量冰冻破坏威力。
可冻水(即冰)主要集中在水泥石及骨料颗粒的毛细孔中,凝胶水由于表面的强大作用不大可能就地冻结,气泡水易冻结。混凝土构件中各种孔径的空隙可认为连续分布,分布在这些空隙中的水在降温过程中将按顺序逐步冻结,不可能同时冻结。冻水一般是温度的逆函数,温度愈低,可冻水愈多。
连续的毛细管沟网络体系破坏过程;随着水化进展凝胶体生成,网络的联系被破坏、分成个别孤立的毛细孔(水在其中冻结的容器),而凝胶连同其特征性凝胶孔和少数细小毛孔就构成透水器壁。随着水化深入,材料质地致密及温度的下降,将有更多细小空间的水参与冰冻,作为器壁的凝胶的渗水性也不断减小。
当冰冻多余水受水压力推动向附近气泡(逃逸边界)排除时,材料本身将受到推移水分前进的后应反作用力导致