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关于混凝土抗冻性的理论分析及其在冬季施工中的应用摘要：混凝土作为施工项目的主要施工材料，其在建筑施工中的地位越来越被重视。随着科学技术的发展与进步，施工项目基本不受季节因素限制，可严寒地区的部分建筑物然发生了冻融破坏现象，严重影响着建筑物的质量和安全，使抗冻性成为考核混凝土质量的重要指标。为此，本文初步分析了混凝土抗冻性理论的相关内容，以及冬季施工的基本要求和措施。关键词：混凝土；抗冻性；原因；冬季；应用中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号： 在我国，气候具有显著的区域性特征，严寒地区的许多建筑物或多或少都发生过冻融破坏现象，威胁着建筑物和人们生命财产的安全。因而，抗冻性成为了衡量混凝土施工质量的重要指标，提高混凝土的抗冻性势在必行。及时保障建筑物施工质量的必然要求，也是保证人们生命财产安全的重要基本条件。这种情况下，有必要扼要分析混凝土抗冻性理论及冬季施工的基本要求和措施，全面保证严寒地区建筑物的施工质量。 一、混凝土抗冻性理论相关内容分析 （一）混凝土冻融损伤的基本类型 混凝土冻融损伤基本包括两种情况：一是表面损伤，比如剥落脱皮等；二是内部损伤。从混凝土表面并不能看出内部损伤的特征，但其危害性是极大的，严重时甚至可以改变混凝土性质，比如降低弹性模量等。 （二）混凝土冻融损伤的基本原因 1、新拌混凝土冻融损伤的原因 新搅拌的混凝土由于空隙率高、含水量多、强度低，比较容易发生冻融损伤现象。发生机理为：混凝土表面降温冷却时，冷流向结构内延伸，并在深处空穴中逐渐冻结。一般情况下，由空隙大的空穴开始形成晶状体，逐渐增大的同时蔓延到其他部位，形成宏观移动。晶状体形成、增大过程中倘若混凝土材料不能承受其所带来的拉应力，则导致混凝土结构抗拉强度发生破坏，进而损坏混凝土结构。 2、成熟混凝土冻融损伤的基本原因 成熟混凝土产生冻融损伤主要与两个方面有关：一是内应力，二是静压力。混凝土结构中的孔径分为凝胶孔、毛细孔和气泡孔，可冻水主要集中在水泥石和骨料颗粒的毛细孔中，凝胶孔中的水不可能就地冻结，气泡孔中的水易冻结。通常情况，混凝土结构中孔径的空隙是连续分布的，其中存在的水分按照一定顺序冻结，温度越低，可冻水越多。在某一固定负温下混凝土结构中只存在部分可冻水，当孔径中的实际冻水超过可冻水体积，多余的体积必然对混凝土造成破坏力，导致混凝土结构出现损坏。发生机理为：水化过程中混凝土内部形成凝胶体，连续分布的孔径网络被分割成一个个独立的毛细孔，与周围的凝胶孔构成了渗水器壁。随着水化不断深入，混凝土的致密性和温度逐渐下降，可冻水逐渐增多，渗水器壁的渗水性能下降，最终因疏导不畅、冰晶膨胀增大导致混凝土内部产生内应力和静压力，致使混凝土结构发生破坏。 另外，骨料作为混凝土结构的重要组成部分，倘若其冷冻膨胀也会导致混凝土破裂。因此，为了保证混凝土结构在冬季的完好性，需要确保骨料不遭受到破坏。当骨料颗粒达到一定程度以上，混凝土内部水压力因超过骨料的破裂强度而发生内部结构破坏。因此，冬季混凝土施工应尽量避免选择吸水性好、渗透性好、空隙大的骨料，应尽量选择小的骨料颗粒。 二、混凝土抗冻理论在冬季施工中的应用 （一）混凝土冬季施工的基本要求 为了保证冬季施工混凝土结构的完好性，混凝土施工应满足一下几种施工要求：第一，确保混凝土材料的储备温度。冬季施工中混凝土材料在运输、存放过程中容易受冻，为此，混凝土材料应组织进行，并在其上面覆盖足够厚度的草袋、棉毡或其他保护措施，尽可能保证材料温度在0以上，避免发生结冰现象；第二，搅拌过程中进行加温，并防止冰雪、冻块进入搅拌机。搅拌站保持正常温度前提下，还要在混凝土搅拌过程中进行加温处理，确保搅拌后沪宁图形成一定性能。具体的加热水温度应经科学方式得到。另外，混凝土搅拌过程中要避免冰雪、冻块物质进行搅拌机，降低混凝土材料的搅拌温度；第三，严格控制混凝土拌合程序。为了保证混凝土办好后形成一定性能，必须严格按照拌合程序投入各项材料及用量。加入砂石后，投入90%水进行拌合，拌合1min后加入水泥、外加剂材料，再拌合1.5min后，投入剩余的10%比例的水。砂石、水泥、外加剂等原材料必须分开投入，严格掌控拌合时间，不易过长或过短，以免影响混凝土的和易性和工程性性；第四，严控运料。混凝土施工过程中应用的运输车、输送泵、管道使用前必须清洗干净，并进行加温处理。比如，采用棉毡包裹管道，热水加温处理等。与此同时，还要保证运输顺畅，避免混凝土过长时间暴露在寒冷空气中，以免结冻；第五，监管混凝土浇筑过程。浇筑过程中除了采取加温处理措施外，还应减少暴露时间。倘若混凝土加固处理时，必须清理干净旧混凝土表面，然后对其进行加温，直至温度升到10以上方可进行浇筑工作；第六，注意温度监测。混凝土冬季施工中鉴于温度的重要性，施工过程中应采取科学工具实时监测混凝土的施工温度，避免因温度过低产生冻结问题，影响混凝土结构的施工质量。 （二）混凝土冬季施工的改善措施 1、采用防冻剂和引气剂 防冻剂的使用可以降低新拌混凝土内部水溶液冰点，有效抑制冰晶体膨胀增大，保护未成熟混凝土不受冰冻、寒冷气候等不利因素影响，在负温条件下仍然能够正常水化；引气剂的使用不仅可以在混凝土表面无冰冻情况下减轻大体积水引导冰冻现象的出现，也可以冰晶形成过程中减轻其危害，保护成熟混凝土遭受冰冻损害。 2、严格设计配合比 混凝土配合比设计中应尽量采用高效减水剂，有效降低水灰比、减少用水量。在原理上，利用减水剂做出不含有可冻水的饱和混凝土材料，实际中也可以做出含有少量可冻水或不含可冻水的混凝土。因而，混凝土配合比设计中应用高效减水剂，使混凝土孔径内不含有多余水分，以致于冰晶始发十分困难，并难以膨胀增大，进而减少冰晶膨胀增大带来的内应力和静压力。所以，冬季混凝土施工中可以不采用煤粉等掺合物，尽量选择高效减水剂，既可以减少水泥、水分用量，也可提升混凝土的抗冻性能。 3、选用吸水性低的骨料 在冬季，混凝土结构施工应尽量避免选用吸水性好、渗透性好、空隙大的骨料，应选择吸水性低、颗粒小的骨料，原因在于可以减少混凝土内部可冻水，免于受冰冻影响。 4、实施必要的保温处理措施 除了上文中提到的关于施工过程中利用草袋、棉毡覆盖或包裹等保温处理措施保持混凝土材料和温度外，施工项目竣工后也可延长养护周期。延长养护周期的目的在于确保成熟混凝土能够充分水化，以减少可冻水、防止受冰冻影响。 三、结束语 由于我国各地区的气候有着显著的差异，北方与南方之间的气候差异尤其明显。北方大部分地区的建筑物在寒冷气候中容易受到冰冻损坏，影响自身的使用性能和结构安全。为此，应利用缓凝土抗冻性理论解决和缓解冬季混凝土施工的弊病，提升混凝土结构的抗冻性能，进一步完善与发展混凝土结构的施工技术和施工工艺。 参考文献： 【1】 庞军，孟祥礼，王明辉. 浅谈提高混凝土抗冻性的重要性. 吉林交通科技， 2008， (02) . 【2】 马德宝，王玉龙. 混凝土抗冻耐久性能的研究进展. 科技资讯， 2008，(05) . 【3】 刘信斌，孙家升. 混凝土抗冻性评价方法研究. 四川建材， 2008，(01) . 【4】 刘成玉. 影响混凝土抗冻性的主要因素及改善措施. 珠江现代建设， 2009，(02) . 【5】 温宝山，王兴庭，周明学. 水工混凝土抗冻性能影响因素研究. 东北水利水电， 2010，(01) .