混凝土如果不掺防冻剂,立即受冻后强度损失40%~60%。如经过适当养护,受冻时不产生冻害,此时的状态称为抗冻临界强度或临界成熟度。
已硬化的混凝土,一次性受冻,不会造成冻害。如反复冻融,会使强度受损,使混凝土产生裂缝,表面剥落,直至破坏。
防冻剂的掺量应能保证混凝土在最低施工气温下有液相存在,并在负温下进行硬化。
由于冷混凝土强度增长缓慢,28d强度一般只能达到标准养护强度的50%~60%,只能用于地板和建筑物基础的垫层、次要的路面、护坡板、挡土墙及房屋基础等。如果掺多量氯盐,有可能造成钢筋腐蚀。所以,一般只允许浇于无筋结构中。结构物的外貌有特殊要求、动力荷载作用下的结构,在建筑物的使用过程中经常受到60℃以上热度的结构,特别是有水压的水工建筑物,与含有酸、碱或硫酸盐侵蚀性水相接触的结构物,以及表面系数小于2.5的大型混凝土结构物,均不应采用冷混凝土施工。
在确定冷混凝土中的盐掺量时,必须以15d内正在硬化的混凝土温度为根据,而不是以外界气温为根据。其掺量还与结构的表面系数、热阻系数(保湿覆盖条件)、人仓温度、水泥的水化热、水泥用量、气温以及混凝土水溶液的碱度(溶解盐)密切相关。气温降低,掺盐量就增加;保温条件好,掺盐量应减少;水泥水化热高,人仓温度高,掺盐量也可以减少。
因此,企图通过理论计算,求出某种盐分在某种温度下的准确掺量是很困难的。只能根据温度,通过试验方法确定。
在混凝土中采用的防冻剂包括:氯盐类、以氯盐与阻锈组分复合的防冻剂,亚硝酸盐、硝酸盐防冻剂,醇类有机化合物防冻剂,有机化合物与无机盐类复合的防冻剂,以及防冻组分与早强、引气、减水组分复合的防冻剂。关于各类防冻剂的性能,将在外加剂一章中阐述。
防冻剂掺量的确定可按《混凝土防冻剂》(JC 475-92)规定的试验方法进行。
当气温为-10℃、-15℃、-20℃时,分别采用-5℃、-10℃、-15℃的规定温度进行试验。首先制作基准混凝土(不掺防冻剂的标准养护混凝土)、受检标准养护混凝土(掺防冻剂的标准养护混凝土)、受检负温混凝土(掺防冻剂并按规定温度养护的混凝土)的试件,分别求出标准养护28d基准混凝土、标准养护28d受检混凝土,在规定负温下养护7d,再在标准条件下养护28d或56d的基准负温混凝土的抗压强度R。、RCA,RAT(MPa),然后计算出其间的强度比。
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