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浅谈冬季施工中混凝土防冻剂的应用

2019-07-21丛贺强

建材发展导向 2019年22期
关键词:负温防冻剂冰点

丛贺强

(中国能建东电二公司,辽宁 大连 116023)

1 防冻剂的作用机理及其对混凝土性能的影响

众所周知,混凝土防冻剂能使混凝土在负温下凝结硬化,并在规定龄期内达到设计强度的外加剂为混凝土防冻剂。防冻剂的作用是降低混凝土内部水的冰点,使其在低温情况下不结冰,则水泥仍可发生水化反应,使混凝土在负温下硬化,这为防冻剂在冬季混凝土施工提供了理论依据和质量保证。防冻剂的作用机理因品种不同而有所差别,通过如下几个方面的作用,来防止混凝土中水分结冰,保证混凝土在负温情况下强度增长。

1.1 溶于水且降低水的冰点

许多无机化学物质,如氯化钠、氯化钙、亚硝酸钙、硝酸钙等溶于水,并能不同程度地降低水的冰点。有机化学物中,如甲醇、尿素等也可降低水的冰点。

1.2 促进水泥水化速率,加快混凝土凝结、硬化

氯化钠、氯化钙、亚硝酸钙、硫酸钙、硫酸钠等均会对水泥水化起到促进作用。使水泥水化加速,水化产物大量形成,凝结和硬化提前,较早地建立起混凝土临界强度,抵抗内部水分结冰产生的结构破坏作用。

1.3 适当引气,缓冲冰涨压力

可以使混凝土拌合过程中适当引入微性气泡。降低混凝土拌合物和硬化混凝土的导热系数,也降低混凝土内部水分结冰所产生的冰晶压力。

1.4 降低水胶比,减少拌合用水量

帮助混凝土在满足和易性情况下,降低水胶比,减少用水量。增进早期强度的发展,减少混凝土内部可冻结的自由水。

2 防冻剂冬季施工应用要点

2.1 保证混凝土防冻临界强度

在环境温度降低到外加剂使用温度前,混凝土必须达到抗冻临界强度,这样混凝土才是安全的,否则混凝土有可能被冻坏。混凝土的使用温度越低,说明该防冻剂的防冻效果越好,混凝土越有更多的时间来增长强度。

2.2 确定防冻剂合适的掺量

每一种防冻剂都有一个较佳的掺量范围,低于此掺量,混凝土早期强度建立较慢,混凝土内部水的冰点降不到足以抵抗外界负温的程度,所以防冻剂的掺量往往较高。而防冻剂的掺量过高,则所含盐类对混凝土的性能产生不利影响。

2.3 掺防冻剂混凝土所用原材料,应符合相关要求

如水泥存放期超过3 个月,使用前必须复试,合格后方可使用;粗、细集料必须清洁,不得含有冰、雪等冻结物及易裂的物质;储存液体防冻剂的设备应有保温措施。

2.4 掺防冻剂混凝土的养护

在负温条件下养护时,不得浇水,混凝土浇注后,立即用塑料薄膜及保温材料覆盖,初期养护温度不得低规定温度。当混凝土温度降至规定温度时,混凝土强度必须达到受冻临界强度。当最低气温不低于-10℃时,混凝土抗压强度不得小于3.5MPa,当最低气温不低于-15℃时,混凝土抗压强度不得小于4.0MPa,当最低温度不低于-20℃时,混凝土抗压强度不得小于5.0MPa。拆模后混凝土的表面温度与环境温度之差大于20℃时,采用保温材料覆盖保护。

3 工程应用实例

下面以华电莱州二期工程2×1000MW 超超临界机组工程冬季施工为例,阐述防冻剂在混凝土冬季施工中的应用。

3.1 采取的措施

1) 使用龙口林港的PO42.5 普通硅酸盐水泥;2) 在混凝土中掺入青州大明防冻减水剂DM306,掺量为5.6%;3)混凝土拌合用水采用加热方式,水温控制在60oC 左右;4)控制混凝土入模温度≥10oC;5) 适当廷长混凝土搅拌时间;6) 采取积极的混凝土保温养护措施,混凝土灌注完毕后,应及时对其表面用塑料布及其它保温材料覆盖;7) 混凝土浇筑前先清除模板和钢筋上的污垢,不得用蒸汽直接融化冰雪以免再度结冰;8) 制作相应龄期的混凝土同条件试块,以便随时掌握混凝土强度增长情况。

3.2 试验室试配及施工配合比

下面以2018年12月施工的脱硫电控楼为例:

混凝土设计强度等级为C30、施工要求坍落度140~160mm、施工期间的平均最低气温-14oC、在此项工程施工前,试验室进行了试配及施工摸拟同条件养护试块抗压强度试验。

1) 试验室试配配合比:

表1 脱硫电控楼混凝土配合比 单位:kg/m3

2) 试验室试配强度反馈值:

根据以上配合比,我们分别成型了5 组7d、28d 混凝土同条件混凝土抗压强度试块,5 组相应龄期的标准养护试块得到以下数据(表二、表三):

表2 脱硫电控楼各龄期混凝土同条件试块抗压强度一览表

以上数据表明,在混凝土中掺入DM306 防冻剂后,可保证混凝土在负温条件下正常凝结硬化,可以使混凝土在负温条件下强度有效增长,在保证混凝土质量的同时,使混凝土冬季施工如期进行。从而使混凝土的施工工期得以确保,这是混凝土防冻剂在冬季施工中应用的确切利益所在,具有积极的社会意义。

表3 脱硫电控楼各龄期混凝土标准养护试块抗压强度一览表

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