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什么叫混凝土冻融?
混凝土冻融,顾名思义是在0℃以下时混凝土中的水分子冻住,在0℃以上时混凝土中的水分子又融化,这样的一个过程算作一次冻融循环。水分子很小,肉眼不可见,也很难观察到每次冻融循环后混凝土微乎其微的变化。混凝土产生冻融损坏的最显著的特征是表面剥落,严峻时可以露出石子。下图为冻融次数累加后,混凝土试块明显的变化情况。
随冻融次数累加 混凝土被严重破坏
混凝土冻融按抗冻等级划分
当然,学术界会有更加严格的规定。抗冻性试验按国家标准规定:取龄期28天的混凝土试块受检:浸至吸水饱和后,进行抗冻性能(承受反复冻融循环)试验。结果以混凝土强度损失率小于等于25%、质量损失率小于等于5%时的最大冻融循环次数来确定。
抗冻性试验次数(抗冻等级用符号F表示)少则为F25、F50,多则可达F100、F150、F200、F250、F300、F350次,反复冻融循环的次数越多,强度与质量损失越少,混凝土的耐候性、耐久性就越好。反之亦然。
不同气候分区,不同部位
对混凝土抗冻等级有不同的要求
冻融循环如何破坏混凝土结构?
当温度在0℃以上时,结构体表面的冰霜融化成水滴,水分将沿着结构表面的孔隙或毛细孔通路向结构内部渗透。
当气温降低为0℃以下时,其中的水分结成冰,产生膨胀,其内部细孔空间有限,很难缓冲结冰所造成的体积变化,形成冰涨压力和渗透压力联合作用的疲劳应力,使混凝土产生由表及里的剥蚀破坏,从而降低混凝土强度。
当经过反复多次的冻融循环以后,损伤逐步积累不断扩大,发展成互相连通的裂缝,使混凝土的强度逐步降低,最后甚至完全丧失,严重影响混凝土耐久性及结构安全。
混凝土冻胀后开裂
北方地区必做项目
我国三北(东北、华北、西北)地区,混凝土的抗冻性试验是必做项目;南方的夏热冬暖、夏热冬凉(冬季有冻雨除外)地区,可视工程的不同环境要求选择性做抗冻性试验。因此,推广应用于北方地区的混凝土结构自防水材料,混凝土抗冻性能必须达到标准要求。
如何提高混凝土抗冻性?
1.提高混凝土密实度
混凝土中存在多种孔结构,包括毛细孔、凝胶孔以及大的气孔。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡的含量多少密切相关。
这些开放的孔结构越多,孔隙率越大时,混凝土密实度越低,混凝土内部空隙含水量就会越多,越容易结冰,造成冻融破坏。相反,孔越少越小,损坏作用越小,关闭气泡越多,抗冻性越好。
混凝土试块横切面对比
立威防水剂掺入混凝土中能够与水泥中的硅、钙、钠、镁等成分发生化学反应,生产的水化反应物填充混凝土的孔隙和渗水通道,减少孔隙率,提高混凝土密实度、强度和抗渗性,使混凝土密实度提升10%。通过于普通的混凝土试块进行横切面对比,能明显看出内掺LV防水剂的混凝土试块孔隙更少更小,骨料分布更均匀、密实。
LV吸水量比(48h)%≤62 低于行业标准值75
2.选择提升混凝土抗冻等级的防水剂
从前文我们知道冻融循环次数越多,混凝土就会被破坏的越严重,而抗冻等级越高说明能经受的冻融循环次数越多,混凝土的质量损失越少。内掺立威防水剂的混凝土抗冻等级F350>北方海港工程50年抗冻等级F300。
3.施工时加强保温
在施工过程中,加强对混凝土的保温,以保证在温度降到0℃以下时,新浇混凝土具有足够的抗冻能力,避免角部与外露表面受冻,且要延长养护龄期。
混凝土结构的抗冻融循环能力非常重要,因此,无论从结构设计、材料选择、施工养护等各环节都要严格把关。立威防水剂能够提高混凝土的抗冻性,缩短冬季施工时间,提高冬季施工质量,节省冬季施工费用,为项目甲方、总包单位、施工单位创造更大的经济效益。