路桥工程混凝土抗冻性论文

路桥工程混凝土的抗冻性探析

摘要：我国气候的区域性特征非常明显, 在严寒地区, 很多建筑物都出现过冻融破坏的问题，基于此, 对于北方路桥来说,抗冻性属于一个非常重要的混凝土施工质量指标,本文结合笔者自身的经验, 对于路桥工程混凝土的抗冻性进行了分析, 为严寒地区建筑物的施工质量能够起到一定的保障作用

关键词：路桥工程混凝土抗冻性

中图分类号：u448.14文献标识码： a 文章编号：

一、路桥工程混凝土抗冻性概述

道路混凝土中的一个主要特性就是抗冻性, 它和道路的耐久性息息相关, 抗冻性主要表示了混凝土对于冻融循环作用抵抗的能力。以下将具体分析其冻害机理、影响因素。

（一）混凝土冻害机理

1、冻融破坏机理

在混凝土中, 导致其受到冻融损害的主要内在因素为其毛细孔里面的自由水。对处在饱和状态下的混凝土来说,其毛细孔里面的水在结冰的时候将出现9%的膨胀, 而这种膨胀所产生的压力一旦超出混凝土强度, 就会破坏混凝土结构。不过一般来说, 混凝土处于饱和状态的情况是比较少见的。另外在混凝土毛细孔中的自由水结冰过程中, 自由水中所含有的碱和一些其他物质的浓度将会变大, 这个时候凝胶孔中含有的水尚没有冻结, 其浓度是不变的, 这就会使二者产生浓度差, 导致水由凝胶孔向着毛细孔中渗透,

这将会产生渗透压、膨胀压和渗透压的综合作用将会导致混凝土结构破坏现象的加重。

2、盐冻破坏机理

盐冻破坏的机理和冻融破坏的机理有很大的相似性,但是盐冻破坏的后果往往是后者的2倍到3倍。这主要是因为除了自由有水结冰过程中会产生巨大的渗透压, 盐溶液的结晶还将导致渗透压变大, 另外在撒盐之后将会使冻融循环次数变多并加重盐类化学侵蚀。

（二）影响混凝土抗冻性的因素

1、水泥石的水灰比及孔结构

通过上文中的混凝土冻融破坏机理分析我们可以看出,混凝土存在大于毛细孔的数量越多, 那么当泡水率一定的时候, 则混凝土将会产生越严重的冻融破换。至于水灰比,它在水泥水化的所有阶段都会给硬化水泥浆孔隙率起到决定的作用，一般来说, 水灰比和硬化水泥浆孔隙率及其平均孔径成正比,和混凝土结构的强度成反比，因此,水灰比在比较大的时候, 则会使混凝土结构在比较小的渗透压

及膨胀压力下受到破坏。基于此,我们往往通过对水灰比进行控制来提升混凝土的强度, 根据我们的经验来看,在水灰比不大于0.4的时候,硬化浆体将会具有较好的抗冻性,而水灰比如果大于0.5,则会使其抗冻性出现较为明显的下降，也正因为此, 当前很多的规范都对严寒地区混凝土的最大水灰比进行明确的规定。

2、引气剂

混凝土的拌合过程中会引人气泡, 这些气泡存在的形式是比较

稳定的。另外,这些气泡的直径比较小,大约在0.025mm 到0.25mm 这个范围内,而且比较均匀,彼此隔离, 这就使得它们可以对毛细

孔通道起到隔断的效果, 防止水分的渗人, 因此, 我们可以通过

使用引气剂起到减缓水分结冰膨胀的作用, 进而提升其抗冻性。具体的工作中,根据我们的实践, 含气量为5%一6%的时候为最佳。3、混凝土饱水状态

饱水状态和混凝土冻害有着很大的关系, 在理论的研究中, 含

水量在小于孔隙总体积91.7% 的时候是不会出现冻结膨胀压力的, 因此这一数值也被我们称之为极限饱水度，当混凝土处于完全保水的状态时, 其冻结膨胀的压力是最大的。举例来说,混凝土处于大气中的时候, 其含水量是符合要求的, 但是当混凝土处在一个潮

湿环境的时候,其含水量将会出现明显的增大。另外, 水位变化区是最为不利的部位, 由于这一部分经常会处于一个干湿交替的状态, 因此, 特别容易受到破坏.

4、受冻龄期

随着龄期的增长, 混凝土抗冻性也将变高, 这主要是因为龄期

比较长的时候水泥水化也将会比较充分, 使得混凝土的强度得到

较大提升, 能更好抵抗膨胀压力。针对早期受冻混凝土来说, 这一点非常重要。

5、水泥品种和集料质量

随着水泥活性的增高, 混凝土抗冻性也会随着增强。一般来说, 普通硅酸盐水泥混凝土抗冻性相较于混合水泥混凝土抗冻性要更

优一些, 这主要是因为混合水泥所需要的水比普通硅酸盐水泥要

大一些至于混凝土集料之所以会影响其抗冻性, 主要是因为集料

的吸水量以及集料本身的抗冻性都将产生影响。具体来说, 普通的碎石和卵石都能够符合混凝土抗冻性要求, 而一些类似于自由风

化岩等整体的坚固性比较差的集料则会对混凝土抗冻性造成影响。基于此, 针对一些严寒地区, 我们在选择经常处在干湿交替及潮

湿状态下或者室外使用混凝土的时候, 应加强集料方面的考虑。二、提升路桥混凝土抗冻性的措施

（一）冬季混凝土施工基本要求

在冬季施工的过程中, 为了确保混凝土结构的完好,我们要保证

施工符合以下几点要求:首先, 混凝土材料储备的温度要有所保证, 比如冬季施工时, 混凝土的运输及存放都是容易受冻的环节, 因此,我们要采取相应的措施来保证其温度, 比如使用足够后厚棉毡

或者草袋对其进行覆盖, 使其温度处于零度以上,避免出现结冰的

问题。其次, 在搅拌的时候要做好加温的工作, 避免冰雪或者冻块进人到搅拌机之中，除了确保搅拌温度之外, 我们保证搅拌之后的混凝土具备一些性能，具体工作中的加热水温要结合实际的工作进行科学的计算得出。第三, 对拌合程序要进行严格的控制, 这是确保混凝土性能的一项重要工作, 具体的要求是要按照版和程序进

行各项材料及用量的投人，在加人砂石之后,应投人90%水拌合,1

分钟之后进行水泥以及外加剂材料的添加, 然后进行1.5分钟的拌合, 此后将剩下的投人10%比例的水。其中, 水泥、砂石以及外加

剂等原材料在投人的时候要分开,并对拌合的时间进行严格的掌控, 过短或者过长都将给混凝土的和易性造成影响。第四, 对运料进行严格控制, 针对施工过程中使用的运输设备, 比如运输车管道以

及输送泵等要确保其清洁性, 还要提前进行加温处理,具体的措

施有热水加温或者使用棉毡包裹管道等。此外要尽量确保运输的顺畅性,防止混凝土处于寒冷空气中的时间过长, 避免结冻现象。第五,对混凝土的浇注过程进行严格的监管，在这个过程中, 除了必

要的加温措施以外,还要减低暴露的时间，假如混凝土用于工程加固, 我们要将原有的混凝土表面清理干净, 然后加温到10℃的时

候才能够进行浇注工作。第六, 随时做好温度监测温度在冬季混

凝土施工中是一个重要的参数, 我们要使用一些科学的方法对混

凝土施工温度进行检测, 防止出现温度过低的现象, 否则很容易

产生冻结进而影响混凝土结构施工的质量。

（二）混凝土冬季施工的改善措施

1、合理使用防冻剂及引气剂

通过防冻剂, 我们可以降低新拌混凝土内部水溶液的冰点, 进

而对冰晶体的膨胀起到很好的抑制效果, 使未成熟的混凝土能够

避免受到冻害，至于引气剂则既能够使混凝土在表面没有冰冻的状态下缓解大体积水引导冰冻的问题, 还可以在降低冰晶形成过程

中的危害。基于此, 在北方的路桥工程中, 合理使用防冻剂及引气