根據(jù)混凝土產(chǎn)生凍害的原因分析,必須從提高混凝土本身的抗凍能力及防治凍害的發(fā)生兩個(gè)途徑來(lái)解決。
(1)早強(qiáng)組分
為了促進(jìn)水泥水化作用,使混凝土盡快達(dá)到抵御凍害的能力,強(qiáng)度迅速增長(zhǎng),加速模板周轉(zhuǎn),縮短工期,早強(qiáng)組分是必不可少的,為了避免鋼筋銹蝕,采取相應(yīng)技術(shù)措施,使用少量的氯鹽,確保對(duì)鋼筋無(wú)促銹作用。
常用的早強(qiáng)劑有硫酸鈉,氯化鈣,硝酸鈣,亞硝酸鈣,三乙醇胺等。防凍劑中的早強(qiáng)成分主要是是混凝土盡快達(dá)到或超過(guò)混凝土的受凍臨界強(qiáng)度。
(2)減水組分
減水劑的作用就在于分散水泥和降低混凝土的水灰比。減少了絕對(duì)用水量,使毛細(xì)孔變細(xì)、減少、且分布均勻,提高了混凝土的密實(shí)性。實(shí)質(zhì)上是減少了混凝土中可凍水的數(shù)量,即減少了受凍混凝上中的含冰率,相應(yīng)也提高了混凝土防凍性能。另外防凍劑摻量是固定的,由于水灰比的減小,相對(duì)的提高了混凝土中減水劑水溶液的濃度,進(jìn)一步降低了冰點(diǎn),從而提高了混凝土防早期凍害能力。
常用的減水劑有木鈣,木萘,萘系高校減水劑及三聚氰胺,氨基磺酸鹽等。
(3)引氣組分
水結(jié)冰時(shí)體積增大9%,嚴(yán)重時(shí)可造成混凝土中骨料與水泥顆粒的相對(duì)位移,使混凝土結(jié)構(gòu)受到損傷甚至破壞,形成不可逆轉(zhuǎn)的強(qiáng)度損失。這種引氣劑在攪拌混凝土過(guò)程中能引入大量均勻分布、穩(wěn)定而封閉的激小氣泡。這些氣泡對(duì)混凝土主要有四種作用:
(a)能減少混凝土的用水量,進(jìn)一步降低水灰比;
(b)引入的汽泡對(duì)混凝土內(nèi)冰晶的膨脹力有一個(gè)緩沖和消弱作用,減輕冰晶膨脹力的破壞作用;
(c)提高了混凝土的耐久性能;
(d)小氣泡起到阻斷毛細(xì)孔作用,使毛細(xì)孔中的可凍結(jié)水減少。
當(dāng)引入的氣泡數(shù)量少,體積大,一般都是可見(jiàn)氣泡,起不到上述效果,反而會(huì)產(chǎn)生一些不利的影響,并且由于振搗排除不力時(shí),一些氣泡還會(huì)聚合成更大氣泡,因此稱(chēng)這種氣泡為有害氣泡,所以使用引氣原材料要特別謹(jǐn)慎。
引氣的組分可以使用引氣型減水劑如木鈣,木鈉,蒽系減水劑等。也可以使用引氣劑,如松香熱聚物等。
(4)防凍組分
主要功能是在負(fù)溫條件下降低混凝土內(nèi)游離水的冰點(diǎn),減少混凝土內(nèi)部水分的成冰率,使之有較多的液態(tài)水供水泥水化,更重要的是改變成冰結(jié)構(gòu),使冰晶變得疏松且成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),因而對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)沒(méi)有破壞作用。防凍組分一般摻量都比較大,考慮到對(duì)混凝土耐久性能的要求,應(yīng)盡量減少K+和Na+的引入量,這也是防凍劑的突出特點(diǎn)。
在負(fù)溫下?lián)椒纼鰟┗炷林写蟛糠炙员3忠合啵炷翉?qiáng)度在負(fù)溫下依然在增長(zhǎng)。在負(fù)溫下混凝土的增長(zhǎng)速度取決于水泥品種、防凍劑種類(lèi)和負(fù)溫溫度。按混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的速率的次序如下排列:
K2CO3>CaCl2>NaCl>NaNO2>Ca(NO3)2
只要保證混凝土在達(dá)到臨界強(qiáng)度前不受早期凍結(jié),摻防凍劑混凝土的強(qiáng)度在以后的正溫下都能正常地繼續(xù)增長(zhǎng)。
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