【天要冷了,你的混凝土做好准备了吗?】一种抗冻融混凝土的制备方法!

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做好混凝土才能造航母！

配合比要求

由于冬期气温较低，为了尽快提高混凝土强度的增长速度，应对混凝土配合比进行适当调整，掺加一定的早强剂和防冻剂。配合比改变必须事先试配合格方可使用。混凝土掺加早强、抗冻复合外加剂目的是(抗冻性能达到15℃)：

1、为了提高混凝土在覆盖保温阶段的早期强度，尽快达到混凝土的受冻临界强度(普通混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制时应为设计的混凝土强度标准值的30％)和拆模需要的强度；

2、防止突然降温时混凝土受冻；

3、为了使混凝土在撤除保温以后强度能够继续增长。

原材料要求

１、混凝土配合比中水泥强度等级不得低于42.5级，水泥用量不少于300kg／m³。保证水灰比不大于0.6，从拌合水中扣除由骨料及防冻剂溶液中带入的水分。

2、要求搅拌站对混凝土原材料进行加热：因为水的比热是砂、石骨料的5倍左右，所以冬期拌制混凝土时应优先采用加热水的方法，但水的加热温度不得高于80°。采用温水搅拌可防止混凝土热量散失过快及表面冻结等现象；拌制混凝土所采用的骨料应清洁不得含有冰雪冻块及其他易冻裂物，冬期骨料所用贮备场地应选择地势较高不积水的地方；水泥不得直接加热，使用前1～2d运入暖棚存放，暖棚温度宜在5℃以上。

3、保证混凝土运送到工地的出罐温度在15℃以上，从而保证混凝土的入模温度控制在6℃以上，并掺加抗冻性能达到－15℃的抗冻剂。在钢筋混凝土中不宜掺用氯盐类防冻剂。

搅拌与运输

1、混凝土不宜露天搅拌(由商混凝土站进行控制)，应尽量搭设暖棚，选用大容量的搅拌机，以减少混凝土的热量损失。搅拌前，用热水冲洗搅拌机。混凝土的拌合时间比常温规定时间延长50％。

2、由于水泥和80℃左右的水拌合时会发生骤凝现象，所以材料投放时，应先将水和砂石投入拌合，然后加入水泥。

3、混凝土出站后，应及时运到浇筑地点。在运输过程中，要注意防止混凝土热量散失，表面冻结，混凝土离析，水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。对运输用罐车应采取包裹保温材料，尽量减少运输过程热损失，保证混凝土的出罐温度在运输过程中，一般每小时温度降低不宜超过5～6℃。

施工现场

1、施工现场保温措施　　

将施工楼层四周脚手架用塑料彩条布作为挡风措施，围挡范围一般在两层楼高范围，主要在作业层及下一层混凝土养护层。楼板下均用彩条布围挡，并封堵好电梯口、楼梯口、门窗口、后浇带等至施工缝区域的分隔线。

2、混凝土浇筑　　

混凝土浇筑前，要清除模板和钢筋上的冰雪及污垢，尤其竖向构件底部积雪和冰必须在混凝土浇筑前再次检查是否清除。混凝土输送泵要搭设棚子并用彩条布封闭混凝土保温，所有输送泵管都要采取保温措施，先包裹黑心棉被，再包一层塑料薄膜。混凝土施工缝处浇灌前应除掉水泥薄膜和松动石子，润湿冲洗干净，并使接缝处原混凝土温度高于2℃，待己浇筑好混凝土强度达1.2MPa时才可在其上铺一层与混凝土内砂浆成份相同的砂浆一层后继续浇筑混凝土。冬施期间浇筑混凝土要加强混凝土的振捣，尽可能提高混凝土的密实程度。冬期振捣混凝土必须采用机械振捣，振捣时间应比常温时有所增加。

3、试块留置方法　

冬季施工中混凝土试块除了为混凝土工程的验收提供标准强度数据外，还要为撤除保温、拆除模板提供依据。因此在制作试块时应按GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》中有关规定执行。试块组数设置三组，并与施工部位同条件养护。其中一组用于检验混凝土受冻前的强度，确定混凝土保温养护期限，一组用于检验承重楼板的拆模强度；另一组为28d标养试块。同条件试块的养护条件必须与施工现场结构养护条件相一致。

4、混凝土的拆模条件　

当混凝土冷却到5℃，且超过临界强度并满足常温混凝土拆模要求时方可拆模(混凝土温度通过温度计来测定)。梁、板模板对于跨度≤8m在混凝土强度达到设计强度的75％后方可拆除，对于跨度＞8m在混凝土强度达到设计强度的100％后方可拆除，悬挑结构在混凝土强度达到设计强度的100％后方可拆除。

5、混凝土的养护措施

顶板、梁混凝土上部保温为在新浇筑的混凝土表面先覆盖塑料布再覆盖一层草垫。对于边角等薄弱部位或迎风面应加盖草垫并做好搭接。如室外日平均气温在0℃及 0℃以下采取在浇制的混凝土表面盖一层塑料膜，以防稻草等覆盖物受潮，再在混凝土周围盖上稻草，最后在坑口上盖一层塑料以增强保温性，来保证混凝土的质量。混凝土的入模温度控制在6℃以上；混凝土浇筑后的起始养护温度不低于5℃，若达不到以上温度，则要提高养护水温以满足要求。

教你做抗冻融混凝土
嘘~小点声
利用陶砂浸泡、聚乙烯醇和水泥净浆包裹，巧妙地将乙二醇置于硬化混凝土中且不影响水泥等胶凝材料的早期水化；利用乙二醇溶液冰点极低的特点，制备出抗冻等级超高的混凝土。与普通混凝土相比，其工作性能和力学性能略有降低，但抗冻等级大幅度提升，在 400 个冻融循环后，混凝土动弹性模量未见明显降低。
首先将陶砂浸泡于乙二醇中，然后向陶砂的表面喷洒聚乙烯醇水溶液以在所述陶砂的表面包覆一层有机膜，接下来在陶砂的表面包覆一层水泥净浆。这使得混凝土内部长期存在着冰点极低的乙二醇或 / 和丙三醇溶液，即使在温度为 -40℃的低温环境中，混凝土内部也不会发生液体的液固相变，因此也就不会产生冰胀压力，冻融循环对混凝土不会产生破坏性伤害。
1、原材料
（1）水泥：台泥 P·O42.5 水泥，28d 强度为 49.7MPa
（2）矿粉：坚鹏矿粉，比表面积 420m2/kg，需水量 99% ，28d 活性指数 105%
（3）粉煤灰：镇江谏壁 Ⅱ 级灰，45μm 方孔筛筛余 15%，烧失量 1.8%，需水量比 99%
（4）细骨料：Ⅱ区中砂，细度模数 2.7，含泥量 1.4%
（5）粗骨料：碎石，5 ～ 25mm 连续级配
（6）陶砂：页岩质，筒压强度 3.3MPa
（7）水：市政自来水
（8）减水剂：镇江特密斯 PCA，减水率 25%
（9）乙二醇：分析纯
（10）聚乙烯醇水溶液：质量百分比浓度为 4%，聚乙烯醇的醇解度为 90%
2、试验方法
将页岩质陶砂浸泡于分析纯级的乙二醇中，待陶砂充分吸收乙二醇后，在陶砂表面喷洒质量百分比浓度为 5% 的聚乙烯醇溶液，使陶砂表面包覆一层有机膜，在膜形成后，再在陶砂表面包覆一层水灰比为 0.3 的水泥净浆，待净浆硬化后，将陶砂以 10% 的比例替代混凝土中的细骨料，拌制出抗冻性能良好的混凝土。
测试方法参照 GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》、GB/T 50081—2002《普通混凝土力学试验方法》、 GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》的有关规定进行，测试的项目包括混凝土拌合物的工作性能、硬化混凝土的力学性能和抗冻融性能，对比低、中、高三个强度等级混凝土在采取措施前后的性能差异。
3、试验结果
（1）将处理后的陶砂以 10% 的比例替代混凝土中的细骨料后，与基准混凝土相比，混凝土拌合物的工作性能基本相当或略有降低。这是由于陶砂表面有干燥的水泥净浆吸水性高于普通细集料表面所致。
（2）将处理后的陶砂以 10% 的比例替代混凝土中的细骨料后，与基准混凝土相比，硬化混凝土的 7d 和 28d 抗压强度略低。随着强度等级的提高，这种差异有缩小的趋势。这是由于陶砂的本征强度低于天然骨料，掺杂后力学性能必然会有下降，而随着强度等级的提高，水泥石对强度的决定作用凸显，因而力学性能的差异有所缩小。
（3）将处理后的陶砂以 10% 的比例替代混凝土中的细骨料后，混凝土的抗冻等级大幅度提升。在 400 个冻融循环后，各强度等级混凝土动弹性模量均未见明显降低。
4、应用技术手段
乙二醇具有抑制水泥水化的作用，若在混凝土拌合阶段加入，会使混凝土无法凝固或大幅度降低混凝土的力学性能，因而不能直接应用。本方法通过使用内部多孔的陶砂作为载体，将陶砂浸泡于乙二醇中，陶砂充分吸收乙二醇后，在陶砂表面喷洒聚乙烯醇溶液，使陶砂表面包覆一层有机膜，通过控制聚乙烯醇溶液的浓度和用量来控制膜的厚度，在膜形成后，再在陶砂表面包覆一层水泥净浆，以增强陶砂表面的抗磨性能。将处理过的陶砂掺入到预拌混凝土中，在拌合过程中，乙二醇被聚乙烯醇膜封闭在陶砂内，不会对水泥的水化产生影响，随着时间的推移，混凝土中的胶凝材料已充分水化，此时聚乙烯醇膜逐渐老化，陶砂中的乙二醇渗出，在混凝土内部形成了抗低温的乙二醇溶液。而膜的厚度不一使得膜的老化速度存在着较长的时间梯度。可以维持混凝土内部长期的乙二醇溶液的浓度，使得混凝土的抗冻等级长期稳定在一个较高的水平。
采用表面包裹的方法巧妙地避免了乙二醇的负面作用，使得配制超高抗冻等级混凝土成为可能。
5、结论
（1）将处理后的陶砂以 10% 的比例替代混凝土中的细骨料后，与基准混凝土相比，混凝土拌合物的工作性能基本相当或略有降低。
（2）将处理后的陶砂以 10% 的比例替代混凝土中的细骨料后，与基准混凝土相比，硬化混凝土的 7d 和 28d 抗压强度略低。随着强度等级的提高，这种差异有缩小的趋势。
（3）将处理后的陶砂以 10% 的比例替代混凝土中的细骨料后，混凝土的抗冻等级大幅度提升。在 400 个冻融循环后，各强度等级混凝土动弹性模量均未见明显降低。