在冬季混凝土施工中,水的形態(tài)變化是影響混凝土強度增長的關(guān)鍵。國內(nèi)外許多學(xué)者對水在混凝土中的形態(tài)進行大量的試驗研究結(jié)果表明,新澆混凝土在凍結(jié)前有一段預(yù)養(yǎng)期,可以增加其內(nèi)部液相,減少固相,加速水泥的水化作用。試驗研究還表明,混凝土受凍前預(yù)養(yǎng)期愈長,強度損失愈小。
混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結(jié)和硬化,直至獲得最終強度,是由于水泥水化作用的結(jié)果。一方面, 如果當(dāng)溫度升高時,水化作用加快,強度增長也較快;另一方面,當(dāng)溫度繼續(xù)下降,而當(dāng)溫度降低到0℃時,存在于混凝土中的水有一部分開始結(jié)冰,逐漸由液相(水) 變?yōu)楣滔?水),當(dāng)存在于混凝土中的水完全變成冰,也就是完全由液相變?yōu)楣滔鄷r,水泥水化作用基本停止,此時強度就不再增長。
水變成冰后,體積約增大9%,同時產(chǎn)生約2.5MPa的冰脹應(yīng)力,這個力值常常大于水泥石內(nèi)部形成的初期強度值,這樣就可以使混凝土受到不同程度的破壞而降低強度。此外, 當(dāng)水變成冰后,還會在骨料和鋼筋表面上產(chǎn)生顆粒較大的冰凌,減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結(jié)力,從而影響混凝土的抗壓強度。當(dāng)冰凌融化后,又會在混凝土內(nèi)部形成各種各樣的空隙,而降低混凝土的密實性及耐久性。
混凝土化凍后(即處在正常溫度下)繼續(xù)養(yǎng)護,其強度還會增長,不過增長的幅度大小不一。對于預(yù)養(yǎng)期長,獲得初期強度較高(如達到R28的35%)的混凝土受凍后,后期強度幾乎沒有損失。對于安全預(yù)養(yǎng)期短,獲得初期強度比較低的混凝土受凍后,后期強度都有不同程度的損失。
由此可見,混凝土凍結(jié)前,要使其在正常溫度下有一段預(yù)養(yǎng)期,以加速水泥的水化作用,使混凝土獲得不遭受凍害的最低強度,一般稱為臨界強度,即可達到預(yù)期效果。對于臨界強度,各國規(guī)定取值不等,我國規(guī)定為不低于設(shè)計標(biāo)號的30%,也不得低于3.5MPa。 |