冬季添加防冻剂，混凝土强度増长与早期冻害该如何预防？

财富 2024-12-09 18:55 上海

0引言

混凝土工程的施工会受到季节和温度影响，夏季施工与冬季施工差异明显。当环境温度低于0℃时，应该对于施工过程的各个环节，都采取保温、防风、防失水等相应措施，尽量为混凝土工程创造正温养护环境，以达到使混凝土不断凝结、硬化、增长强度的目的。在西北地区（西安），冬季低温一般在-5℃左右，虽然生产厂家对于冬季使用的商品混凝土会添加防冻剂，但由于施工条件及周边环境等因素的不同，仅依赖厂家所采取的防冻措施不能确保完全避免商混凝土产生冻害现象。

本文针对掺有防冻剂的商混凝土在冬期施工中的养护，通过试验的方法，来对比在不同养护条件下砼强度的发展趋势及受冻害的程度，对保证工程质量及防止冬季施工出现混凝土冻害提供直接的参考依据。

1冬季施工定义以及早期冻害出现机理

依据标准JGJ/T104-2011《建筑工程冬期施工规程》总则对期施工期限的划分：“根据当地多年气象资料统计，当室外日平均气温连续5日稳定低于5℃时，应采取冬季施工措施；当室外日平均气温连续5日稳定高于5℃时，即解除冬季施工措施”。

混凝土的早期冻害是指浇筑后的混凝土，还未参与水化反应时，尚且处于养护硬化期间受冻产生的负面效应。在此期间的冰冻作用类似于饱和黏土冻涨的情况下，即拌合水结冰使混凝土体积膨胀，混凝土的凝结过程因拌合水结冰而中断。

此时受冻混凝土强度损失最大，因为与毛细孔水结冰相关的膨胀将使混凝土内部结构严重受损，造成不可恢复的强度损失何。它将会使混凝土的物理、力学等一系列性能降低，导致混凝土工程达不到设计要求，从而影响工程应用，降低耐久性。其中影响最大的是混凝土的抗压强度。

由此可见，混凝土早期冻害的产生以及发展程度与以下条件有关：

(1)负温。混凝土在凝结过程中如遭受负温侵害，即温度低至0℃以下时(如有防冻剂可能导致冻结温度的不同)，混凝土中水泥的水化作用受到阻碍，游离水分开始结冰，体积膨胀约9%，使得混凝土内部结构遭受破坏。

(2)受冻龄期。一般混凝土的抗冻性会随着其龄期的增长而增强。龄期越长混凝土中的水泥所发生的水化反应越充分，水的形态变化越少，混凝土强度也相应越高，抵抗膨胀的能力也越大。

2模拟实验

2.1模拟试验配合比的确定

商品混凝土拌合物从同一罐车中取样，采用流水作业模式进行装模、振捣、成型，力求试件结构均匀。成型试模采用规格为100x100x100mm的立方体塑料试模。

2.2模拟养护条件的确定

模拟条件一：试件制作后在自然环境无覆盖下放置，同时对环境温度进行监测。

模拟条件二：试件制作后底面铺设一层木板，试件表面依次覆盖一层PVC塑料薄膜，一层棉毡，对覆盖层下的试件前7d采取表面测温确保其处于正温养护，7d后撤掉保温措施，之后与模拟条件一相同。

2.3受冻临界强度的规定

依据行业标准《建筑工程冬期施工规程》(JGJ/T104-2011)中6.1.1规定，早期受冻临界强度分为未掺外加剂的普通混凝土和掺外加剂的混凝土两种，掺外加剂的混凝土，当室外最低气温在-15℃以内时，早期受冻临界强度不得低于4MPa。

2.4实验数据及分析

模拟条件及标准养护试件随龄期变化抗压强度结果如下。

模拟条件一：试件不采取保温措施。3d达到受冻临界强度，所测前3d最低环境温度为-5℃，7d达到12.4MPa，28d达到17.7MPa，60d达到21.6MPa，各关键龄期强度增长都很缓慢。从强度设计的角度来看，60d强度已达不到设计要求，从砼本身实测强度来看，后期随着环境温度的升高，强度增长也比较缓慢，28d到60d试件强度只增长了3.9MPa。这说明砼在3d达到受冻临界强度之前，已经局部受到冻害，使后期强度损失较大。

模拟条件二：试件采取保温措施，保证试件表面温度在正温以上（本试验温度0.7℃～11.8℃）。砼在2d达到受冻临界强度，7d达到16.8MPa，28d达到28.5MPa，60d达到30.8MPa，各关键龄期强度增长较快，达到设计强度要求。在自然环境下，第11d遇到-5℃以下的温度，遭遇的最低温度（-5.8℃）在第15d，后期强度仍达到混凝土实测强度要求。说明试件养护至受冻临界强度之后，继续加强正温养护至7d，能够抵御-5℃左右的冻害侵袭，后期强度能够达到混凝土本身质量要求。

3结语

若在西北寒冷地区进行混凝土工程的冬期施工，必须采取相应的保温养护措施，受冻害较严重的碇，靠后期的升温无法挽回大量损失的强度。但另一方面，花费大量人力、物力与资金想要使混凝土在成型过程中完全不受冻，这也是不符合现实工程需求的。因此对于冬期施工，应该做好充足准备，设计适当的养护方案，从而在保证混凝土工程质量的同时减少养护消耗。

希望本文能对西安地区工程施工混凝土养护工作能提供一定的参考，在一定龄期和强度下允许混凝土早期受冻，而不致损害混凝土的性能，满足设计和使用要求。

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