《混凝土外加剂》第8章-混凝土防冻剂分析.ppt
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1、吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎分区分区 区别划区别划分标准分标准 年平均气温年平均气温 最冷月平最冷月平均气温均气温 最高月平均最高月平均温度温度 典型地区典型地区 温和地区温和地区温和区温和区 1519 38 2430 贵州、四川、桂北、贵州、四川、桂北、闽北、浙北、江西、闽北、浙北、江西、湖南、湖北、陕南、湖南、湖北、陕南、皖南皖南 温冷区温冷区 12.515 -33 2430 江苏、河南、皖中北、江苏、河南、皖中北、鲁中南、关中、山西、鲁中南、关中、山西、冀南冀南 寒冷地区寒冷地区寒冷区寒冷区 812.5 -10-3 24 河北、山东、山西、河北、山东、山西、陕西、甘肃
2、、宁夏、陕西、甘肃、宁夏、新疆等部分地区新疆等部分地区 严寒区严寒区 28 -25-10 24 冀北、晋北、陕北、冀北、晋北、陕北、宁夏、甘北、新疆、宁夏、甘北、新疆、内蒙古、黑龙江、吉内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁林、辽宁 寒冷地区、温和地区划分参考表寒冷地区、温和地区划分参考表 ( ) 吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎1.有关冬季施工起止时间的规定有关冬季施工起止时间的规定 混凝土结构工程的施工应采取冬期施工措施,可以取第混凝土结构工程的施工应采取冬期施工措施,可以取第一个出现连续一个出现连续 5 天稳定低于天稳定低于 5 的初日作为冬期施工的起始的初日作为冬期施工的起始日期。
3、当气温回升时,取第一个连续日期。当气温回升时,取第一个连续 5 天稳定高于天稳定高于 5 的末的末日作为冬期施工的终止日期。初日和末日之间的日期即为混日作为冬期施工的终止日期。初日和末日之间的日期即为混凝土冬期施工期。凝土冬期施工期。吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎2. 温度对混凝土性能的影响温度对混凝土性能的影响 环境温度低,水泥的水化反应慢,影响混凝土强度的增长。环境温度低,水泥的水化反应慢,影响混凝土强度的增长。试验得出:温度每降低试验得出:温度每降低 1 ,水泥的水化作用降低约,水泥的水化作用降低约 5 7 ,在,在 1 0 范围内水泥的水化活性剧烈地降低,水范围内水泥
4、的水化活性剧烈地降低,水化作用缓慢。一般当温度低于化作用缓慢。一般当温度低于 0 的某个范围时,游离水将的某个范围时,游离水将开始结冰,温度达到开始结冰,温度达到 -15 左右时,游离水几乎全部冻结成左右时,游离水几乎全部冻结成冰,致使水泥的水化和硬化完全停止。冰,致使水泥的水化和硬化完全停止。 吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎 当水转化为固态的冰时,其体积约增大当水转化为固态的冰时,其体积约增大 9 ,使混凝土,使混凝土产生内应力,在混凝土体内形成冰聚体引起局部结构破坏。产生内应力,在混凝土体内形成冰聚体引起局部结构破坏。 新浇筑的混凝土过早遭受冻结将大大降低极限强度,强新浇
5、筑的混凝土过早遭受冻结将大大降低极限强度,强度损失率可能达到设计标号的度损失率可能达到设计标号的 50 ,甚至引起整体结构破坏;,甚至引起整体结构破坏; 混凝土达到混凝土达到临界强度临界强度后遭受冻结,混凝土的极限强度损后遭受冻结,混凝土的极限强度损失较小,也不会发生整体结构破坏。失较小,也不会发生整体结构破坏。吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎国家国家临界强度临界强度MPa瑞典瑞典2.5 4.5美国美国3.5丹麦丹麦3.5日本日本6芬兰芬兰4 8.5挪威挪威4 8.5加拿大加拿大7 10.5瑞士瑞士14.5中国中国3.5各国规范规定的受冻临界强度各国规范规定的受冻临界强度 吉林
6、建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎 防冻剂会使水溶液的冰点降低,其冰点的降低幅度与防冻剂会使水溶液的冰点降低,其冰点的降低幅度与防冻剂的种类和掺量或溶液的浓度有关。防冻剂的种类和掺量或溶液的浓度有关。 决定效果因素:溶液的浓度,混凝土硬化过程经受的决定效果因素:溶液的浓度,混凝土硬化过程经受的负温值。负温值。混凝土内掺入防冻剂的主要目的是使其在负温下保持足混凝土内掺入防冻剂的主要目的是使其在负温下保持足够的液相,使水泥的水化得以继续进行;转入正温后,混凝够的液相,使水泥的水化得以继续进行;转入正温后,混凝土强度能进一步增长,并达到或超过设计标号。土强度能进一步增长,并达到或超过设计标
7、号。吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎3. 混凝土冬期施工注意事项混凝土冬期施工注意事项 混凝土冬期施工要求正温浇筑、正温养护。对原材料的混凝土冬期施工要求正温浇筑、正温养护。对原材料的加热,以及混凝土的搅拌、运输、浇筑和养护应进行热工计加热,以及混凝土的搅拌、运输、浇筑和养护应进行热工计算,并据此施工。算,并据此施工。 (1)对材料和材料加热的要求)对材料和材料加热的要求 水泥:优先选用活性高、水化热量大的硅酸盐水泥和普通水泥:优先选用活性高、水化热量大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,水泥的强度不应低于硅酸盐水泥,水泥的强度不应低于
8、 42.5 等级,水灰比不应大等级,水灰比不应大于于 0.6 。水泥不得直接加热,使用前。水泥不得直接加热,使用前 1 2 天运入暖棚存放,天运入暖棚存放,暖棚温度宜在暖棚温度宜在 5 以上。以上。吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎水的比热是砂、石集料的水的比热是砂、石集料的 5 倍左右,所以冬期拌制混凝土时倍左右,所以冬期拌制混凝土时应优先采用加热水的方法。应优先采用加热水的方法。集料提前清洗和贮备,做到集料清洁,无冻块和冰雪。集料提前清洗和贮备,做到集料清洁,无冻块和冰雪。集料贮备场地应地势较高不积水。集料贮备场地应地势较高不积水。砂、石温度要符合热工计算需要温度。砂、石温度
9、要符合热工计算需要温度。加热的方法可因地制宜,但以蒸汽加热法为好。加热的方法可因地制宜,但以蒸汽加热法为好。在设计加热设备时,必须先求出每天的最大用料量和要求达在设计加热设备时,必须先求出每天的最大用料量和要求达到的温度,根据原材料的初温和比热,求出需要的总热量。到的温度,根据原材料的初温和比热,求出需要的总热量。考虑加热过程中热量的损失。决定热源的种类、规模和数量。考虑加热过程中热量的损失。决定热源的种类、规模和数量。吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎(2)搅拌)搅拌 混凝土不宜露天搅拌,应尽量搭设暖棚,优先选用大容混凝土不宜露天
10、搅拌,应尽量搭设暖棚,优先选用大容量的搅拌机。量的搅拌机。 搅拌前,用热水或蒸汽冲洗搅拌机。混凝土的拌和时间搅拌前,用热水或蒸汽冲洗搅拌机。混凝土的拌和时间比常温规定时间延长比常温规定时间延长50 。由于水泥和。由于水泥和 80 左右的水拌和左右的水拌和会发生骤凝现象,投料顺序是先将水和砂石投入拌和,然后会发生骤凝现象,投料顺序是先将水和砂石投入拌和,然后加入水泥。若能保证热水不和水泥直接接触,水可以加热到加入水泥。若能保证热水不和水泥直接接触,水可以加热到 100 。 吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎(3)运输)运输 混凝土的运输时间和距离应保证混凝土不离析、不丧失混凝土的运
11、输时间和距离应保证混凝土不离析、不丧失塑性。主要措施为减少运输时间和距离;使用大容积的运输塑性。主要措施为减少运输时间和距离;使用大容积的运输工具并加以适当保温等。工具并加以适当保温等。 吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎(4 )浇筑和养护)浇筑和养护 浇筑前,清除模板和钢筋上的冻雪和污垢,尽量加快浇筑前,清除模板和钢筋上的冻雪和污垢,尽量加快混凝土的浇筑速度。混凝土拌和物的出机温度不宜低于混凝土的浇筑速度。混凝土拌和物的出机温度不宜低于 10 ,入模温度不得低于,入模温度不得低于5 。采用加热养护时,混凝。采用加热养护时,混凝土养护前的温度不得低于土养护前的温度不得低于 2 。
12、 加热温度超过加热温度超过 40 时,由于温度高,在结构内部产时,由于温度高,在结构内部产生温度应力。在跨内适当的位置设置施工缝。生温度应力。在跨内适当的位置设置施工缝。吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎无砂管保温养护无砂管保温养护吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎蒸气养护蒸气养护吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎8.2 防冻剂的组成及作用机理防冻剂的组成及作用机理 防冻剂必须从防止冻害的发生及提高混凝土本身的抗冻防冻剂必须从防止冻害的发生及提高混凝土本身的抗冻性两个途径来解决。性两个途径来解决。 防冻剂
13、可以分成两大类型:早强型和防冻型。防冻剂可以分成两大类型:早强型和防冻型。 我国气候及温度变化规律:长江以北到黄河以南,气温我国气候及温度变化规律:长江以北到黄河以南,气温虽然可以降至虽然可以降至5以下但基本上在以下但基本上在0 上,冬季施工只要加上,冬季施工只要加早强剂即可以保证质量了。黄河以北,气温会在早强剂即可以保证质量了。黄河以北,气温会在0 以下数以下数个月,冬季施工需要防冻剂。华北西北地区,最低气温在个月,冬季施工需要防冻剂。华北西北地区,最低气温在-10 以上的地区,使用早强型的防冻剂。东北地区内蒙以上的地区,使用早强型的防冻剂。东北地区内蒙新疆,冬季气温经常在新疆,冬季气温经常
14、在-10 以下,冬季施工的混凝土必以下,冬季施工的混凝土必须使用防冻性的防冻剂。须使用防冻性的防冻剂。吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎8.1 混凝土防冻剂混凝土防冻剂吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎1. 早强型防冻剂早强型防冻剂 最低气温不超过最低气温不超过-10,日气温一般在,日气温一般在0上下浮动,在气上下浮动,在气温最高的白天浇筑,混凝土内部温度就可以保持在温最高的白天浇筑,混凝土内部温度就可以保持在0以上。以上。不是在最高气温下浇筑,浇筑后用塑料薄膜及草袋等覆盖,不是在最高气温下浇筑,浇筑后用塑料薄膜及草袋等覆盖,混凝土内部温度也会高于气温。这种情况下混
15、凝土会很快达混凝土内部温度也会高于气温。这种情况下混凝土会很快达到临界强度到临界强度3.5MPa而不至于产生冻害。因此在最低温度高于而不至于产生冻害。因此在最低温度高于-10时只需添加早强型防冻剂即可。目的是更快的达到临界时只需添加早强型防冻剂即可。目的是更快的达到临界强度。强度。 早强型防冻剂可以不必加入太多的防冻组分,尽量使防冻早强型防冻剂可以不必加入太多的防冻组分,尽量使防冻剂的掺量降低些,不但经济核算,降低掺量对混凝土的耐久剂的掺量降低些,不但经济核算,降低掺量对混凝土的耐久性也是很有好处的。性也是很有好处的。吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎吉林建筑工程学院材料学院高分
16、子教研室制作人:李祎冬季大体积混凝土施工养护冬季大体积混凝土施工养护吉林建筑工程学院材料学院高分子教研室制作人:李祎2. 防冻型防冻剂防冻型防冻剂 日平均气温在日平均气温在-15以下的地区,混凝土浇筑后即使是入以下的地区,混凝土浇筑后即使是入模温度较高,但由于混凝土内外温差较大,混凝土在简单覆模温度较高,但由于混凝土内外温差较大,混凝土在简单覆盖的情况下还是会很快的降至盖的情况下还是会很快的降至0以下,防冻剂的作用是要保以下,防冻剂的作用是要保证混凝土在浇筑后能抵御一定限度负温环境。在此低温下混证混凝土在浇筑后能抵御一定限度负温环境。在此低温下混凝土内部仍然保持足够的液相,以使水泥水化作用继续
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