砼澆筑后之所以逐漸凝結(jié)和硬化,直至獲得最終強(qiáng)度,是由于水泥水化作用的結(jié)果。而水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關(guān)外,主要是隨著溫度的高低而變化的。今天與鄭州混凝土廠家恒基建安砼站一起看一下,冬季砼澆筑的一般原理:
當(dāng)溫度升高時,水化作用加快,砼強(qiáng)度增長較快;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)變成固相(冰)。水化作用減慢,砼強(qiáng)度增長相應(yīng)較慢。溫度繼續(xù)下降,當(dāng)存在于混凝土中的水完全變成冰,也就是完全液相變?yōu)楣滔鄷r,水泥水化作用基本停止,此時強(qiáng)度就不在增長。
水變成冰后,體積約增大9%,同時產(chǎn)生約2500 kg/平方厘米的膨脹應(yīng)力。這個應(yīng)力值常常大于水泥石內(nèi)部形成的初期強(qiáng)度值,使混凝土收到不同程度的破壞(即早起受凍破壞)而降低強(qiáng)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,從而影響砼強(qiáng)度。當(dāng)冰凌融化后,又會在砼內(nèi)部形成各種空隙,而降低砼密實性及耐久性。
由此可見,在冬季砼澆筑時,水的形態(tài)變化是影響砼強(qiáng)度增長的關(guān)鍵。相關(guān)研究結(jié)果表明,新澆筑砼在凍結(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(qiáng)度損失愈小。
混凝土化凍后(即處在正常溫度條件下)繼續(xù)養(yǎng)護(hù),其強(qiáng)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(qiáng)度較高(如達(dá)到R28的35%)的混凝土受凍后,后期強(qiáng)度幾乎沒有損失。而對于安全預(yù)養(yǎng)期短,獲得初期強(qiáng)度比較低的混凝土受凍后,后期強(qiáng)度都有不用程度的損失。
簡單來說,砼凍結(jié)前,要使砼在正常溫度下有一段預(yù)養(yǎng)期,以加速水泥的水化作用,使砼受凍害幾率降到最小,一般稱臨界強(qiáng)度。對于臨界強(qiáng)度,各國規(guī)定取值不等,我國規(guī)定為不得低于砼設(shè)計強(qiáng)度等級的30%,也不得低于35千克每平方厘米。
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