在混凝土冬期施工過程中為保證混凝土的和易性、可泵性以及防止混凝土工程凍害的發生,就要依據不同工程環境、不同部位,不同澆筑方式等選用混凝土冬期施工配合比。同時,還應使用防凍劑或混凝土防凍泵送劑來降低混凝土內部凍脹應力,防止混凝土內部小冰晶的形成。混凝土防凍劑是冬季負溫條件下施工摻用的外加劑,在規定溫度下,能顯著降低混凝土的冰點,細化冰晶,使混凝土的液相不凍結或保持一定數量的液相水,保證水泥的水化作用,并在一定的時間內獲得預期強度,混凝土在低溫下不至于凍脹而受損破壞。
(一)防凍劑的組分
目前混凝土公司使用的復合型防凍泵送劑,其組分一般由防凍、早強、減水和引氣復合組成。其中:(1)防凍劑主要降低混凝土中液相冰點;(2)早強劑用量提高混凝土早期強度,使其盡快達到或超過混凝土抗凍臨界強度。(3)減水劑可以降低混凝土用水量,減小混凝土凍害(4)引氣劑以緩解冰的凍脹應力破壞,提高混凝土的防早期凍害性能。
(二)防凍劑進場檢驗
無論使用防凍劑還是防凍泵送劑,使用前都應檢驗其質量是否符合 JC475-2004《混凝土防凍劑》、JG/T377-2012《混凝土防凍泵送劑》的技術要求。
(1)防凍劑進廠應先檢驗生產廠家的出廠合格證、檢測報告、CCC認證證書(掃描件)等文件資料。說明書中一般包括:產品名稱、主要防凍組分及堿含量、使用范圍、規定溫度、摻量、貯存條件、有效期、使用方法及注意事項等,重點關注防凍組分、摻量、適宜溫度和使用方法。合格證上應標明:生產日期、批號、企業名稱地址、檢驗結論、企業質檢印章、質檢人員簽字等。
(2)按照50T/批進行對防凍劑進行取樣檢測,防凍劑取樣應注意具有代表性。液體防凍劑應注意從上、中、下三層分別取樣,每批取樣量按照 JC475—2004 中規定不少于0.15t水泥所需用的防凍劑量。按照標準規定進行常規項目試驗,試驗結束后密封保存半年,以備有爭議時交國家指定的檢驗機構進行復驗或仲裁。
(3)根據規范JC/T377-2012進行防凍泵送劑勻質性指標的檢測,液體防凍劑重點檢測含固量、密度、pH值和氯離子含量以及檢測釋放氨的量。摻有防凍劑的混凝土應檢測減水率、含氣量、凝結時間差、坍落度1h經時變化、負溫養護7d抗壓強度比和50次凍融強度損失率比等。防凍劑中含有適量的引氣組分,能緩解混凝土的凍脹應力引起混凝土應力破壞。通過50次凍融強度損失率的檢測,主要是預防混凝土防凍劑中的防凍組份、早強組份、引氣組份等選用不當對強度造成的不利影響。
(4)不同品種、不同型號的外加劑應標識清楚、分別存放,標并有防雨、防曬等措施。對進廠的防凍泵送劑進行觀察,要求色澤均勻不能有渾濁、分層沉淀、析晶現象。并且還要抽取樣品,置于規定溫度下的冷凍柜用觀察其變化情況。液體外加劑如出現結晶、沉淀等現象,經性能檢驗合格后方可使用;粉狀外加劑應防止受潮結塊,如有結塊,經性能檢驗合格后應粉碎至全部通過0.63mm篩后方可使用。
(5)除按照規范進行檢測外,也可以根據經驗實踐檢驗進行檢測。如凈漿檢測法(觀察結冰點方法),即,首先,按照推薦摻量進行凈漿試驗,觀察經時損失,然后將剩余凈漿裝入紙杯中,放入負溫環境中,觀察是否有受凍現象,找出結冰點。觀察同條件試塊法。將按照生產配合比制作好的混凝土試件置于室外,用氈布等保溫材料包裹,觀察試件表是否有結冰痕跡。
(三)防凍劑應用過程中存在的問題
(1)防凍劑的結晶(沉淀)問題
在冬季混凝土生產過程中,要注意防止液體防凍劑結晶現象。造成液體防凍劑結晶現象的原因一般可以分為兩種,一種是防凍劑中的組分隨著溫度降低而溶解度降低析出晶體,如萘系減水劑中的硫酸鈉,另一種是防凍劑中某種成分與其他組分不相容而結晶,如使用聚羧酸減水劑與其他組分。防凍劑發生沉淀發粘、有結晶物析出時,不僅嚴重影響防凍劑的勻質性及使用效果,甚至會堵塞外加劑的管路,影響混凝土的生產。
(2)液體防凍劑的結冰點問題
在使用液體防凍劑時,有時會遇到在達到使用的規定溫度前有結冰現象,因而常常對其質量產生懷疑。實際液體防凍泵送劑中50%以上的水會在一定的低溫時開始出現冰晶,雖然結冰未改變其化學成分,但可能對外加劑的作用效果產生不利影響。因此,適當的給防凍泵送劑保溫使其保持溶液狀態是有必要的,尤其使用低濃度聚羧酸減水劑時,更應保溫。
(3)標準中的試驗條件與生產實踐條件有較大區別
JG/T377-2012《混凝土防凍泵送劑》中的一些主要的檢測項目所規定的試驗方法規定了要用基準水泥與符合標準要求的砂、石子、水進行檢驗,造成用標準方法檢驗合格的外加劑使用到生產中就會達不
到要求。防凍劑標準中,受檢混凝土是在恒定負溫下試驗的,其與自然環境溫度條件是有區別的。不同品種的防凍劑對負溫下混凝土強度的增長呈現不同的影響,同時混凝土的硬化溫度也影響混凝土強度的增長,即在正溫、恒定負溫以及在正負交替的溫度條件下,混凝土強度均會發生改變。因此,要根據混凝土硬化溫度、環境溫度的變化和對混凝土強度的要求選用不同品種或不同摻量的防凍劑。
(4)防凍劑的摻量問題
目前防凍泵送劑的使用普遍按照膠凝材料重量比摻加,并且根據溫度的變化調整防凍劑的摻量,沒有考慮到混凝土的設計強度等級、水泥品種等的影響,這種摻加方法是值得商榷的。我們在實際使用過程中,還要根據不同工程部位、不同混凝土強度等級進行調整,尤其對薄壁結構、保護層、墊層或低強度等級混凝土應適當增加防凍劑摻量。
(5)冬期混凝土配合比
在設計冬期混凝土配合比時,應注意適當增加每方混凝土中水泥用量,減少礦粉和粉煤灰用量以利于提高混凝土的早期強度。礦粉摻量控制在膠凝材料的 10%~15%,且C20以下不摻,混凝土強度等級越高可適當增加用量,粉煤灰摻量控制在膠凝材料的10%~30%。防凍泵送劑的使用溫度應根據當地記載的最低氣溫確定,且以試驗結果為依據。
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