朱效荣  1970出生,教授、研究员级高级工程师,北京城建集团高级顾问,冀东发展集团首席科学家。
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如何鉴别和处理混凝土冻害
 

(一)冬期混凝土受冻的不同情况

在冬期混凝土工程施工中,当气温低于-2时,混凝土拌合物中的水开始结冰,致使混凝土拌合物受冻。在混凝土浇筑后的不同阶段,混凝土自身强度发展情况有所不同,受冻后对后期的影响也有很大的差异。新浇筑的混凝土在低温下受到冻害,按混凝土自身强度状况,大致可以分为以下三种受冻情况。

1)混凝土浇筑到工程结构后马上受冻

刚浇筑到工程结构中的混凝土拌合物内部含有大量的水分,当外界温度低于结冰温度时,这些水分会快速发生结冰现象。这种现象在空旷的田野和高层建筑的顶部,由于风比较大降温快,更容易发生结冰受冻?;炷涟韬衔镆禾乃涑晒烫谋蠼辉俨斡胨嗨从?,使混凝土凝结硬化速率变缓甚至停止?;炷涟韬衔锬诓康乃涑杀墓讨?,会发生体积膨胀,当气温回归正温后,冰融化会形成空隙。如果混凝土内部的冰融化后不采取有效的振捣、抹压等施工工艺消除这些控制,将会使混凝土强度受到损失。

2)终凝前后受冻

随着混凝土凝结硬化的发展,混凝土内部的水分逐渐变少,混凝土硬化强度逐渐增强,具有一定的强度,但强度很低。终凝前后混凝土的强度远低于混凝土抗冻的临界强度,这时候受冻会让混凝土的强度受到较大的影响,甚至是不可逆转的。终凝前后受冻影响强度不仅是由于结冰膨胀作用,还由于外界的低温使得混凝土外层的水结冰挤压混凝土内部的液态水,使得水分向结冰区移动,会破坏混凝土内部的结构体系,从而极大地降低混凝土的强度。在初冬和初春季节更要采取措施防止这种冻害的发生,因为初冬和初春季节晚上温度低,使混凝土内部自由水结冰,白天温度高,冰融化成水,到夜里再降温结冰,反复冻融,对强度的破坏性更大。 

3)混凝土达到其抗冻临界强度后受冻

当混凝土达到其临界强度以后,具备一定的抗冻性能,此时受冻对混凝土的最终强度的影响并不大。所以这种受冻情况一般是允许的。

   (二)混凝土受冻后的鉴别

1观察混凝土表面

拆模后,观察混凝土构件表面是否光滑,颜色均匀,结构的边角是否有冰花、冰纹、螺旋纹、颜色发白、不均匀等现象。受冻的混凝土构件表面一般比较粗糙,反光感较差,混凝土看上去呆滞。有时混凝土板面看上去比较湿,板边颜色深,有冰纹,说明构件已受冻。路面、地坪和板面结构边缘结构容易受冻,

2敲击表面声响判断

拆模后,用钢筋敲击混凝土表面,根据发出的声音判断是否受冻。受冻的混凝土发出的声音比较沉闷,、”,没有受冻的混凝土声音清脆。敲击时没有受冻的混凝土表面硬度大,有振手的感觉,受冻的混凝土表面硬度差,这种感觉就不明显,当然这种感觉也和敲击的力度有关。用回弹仪检测混凝土强度时,通过声音也可以判断回弹时发出沉闷“噗”的声音,说明混凝土表面有可能受冻。反之,反跳锤脱钩时发出“铛”的一声,清脆而带有金属回音,则可以肯定混凝土未受冻。

3钻芯取样检查

受冻的混凝土强度受到损失,强度偏低,取芯机比较容易切入表层,声音低无摩擦尖叫声。而未受冻混凝土,强度较高,会出现刺耳的机械摩擦尖叫声。受冻的混凝土芯样断面明显的疏松,粗骨料或砂浆脱落,颜色略发白,用肉眼可见骨料坑窝的边缘和底面有化石似的冰晶体、冰纹、螺旋纹,易碎,与钢筋几乎没有粘结力,混凝土内部有较多大孔隙表示已受冻。

4超声波探测

目前,使用超声波检测混凝土质量的技术较为成熟,可以通过超声波检测判断。一般来说,受冻混凝土声波传递速度慢,而未受冻混凝土的声波传递速度快。

(三)对受冻混凝土的处理

混凝土受冻后会极大影响混凝土的最终性能,当受冻后的混凝土不能满足设计要求时,应当及时的对这些受冻混凝土进行处理。其处理方式应根据混凝土的受冻的程度、位置、数量等实际情况来分别处理。

1表层受冻混凝土

首先将表面受松散,无强度的受冻混凝土彻底清除,再将表面应凿毛成麻坑或沟槽状,用清水冲洗干净,表面不能有积水,在浇筑混凝土。有抗渗要求的混凝土,应在原面层涂抹环氧脂再浇筑混凝土。浇筑混凝土后应立即进行覆盖保湿,防止收缩产生裂缝。

2)局部受冻混凝土

采用回弹法或人工凿、敲击方法来判断混凝土实际受冻程度、受冻面积,根据检测的结果选择合适的加固措施来加固混凝土。局部受冻多发生在在大体积混凝土或表面系数小的混凝土工程中出现,直接将受冻部分取出,刷素水泥浆后对空缺部分用比原标号高一级的细石混凝土进行浇筑,并加强养护。如混凝土冻害造成的缺棱掉角,用1:21:2.5的水泥砂浆补齐。

3)全冻混凝土的处理

混凝土全部受冻一般发生在结构断面较小的部位,应根据混凝土的最终强度处理。当最终强度小于设计强度的50%时,应当采取拆除措施,重新浇筑。对于最终强度大于设计强度80%的混凝土,可以根据实际情况制定加固方案进行加固处理。最终强度处于设计强度50%80%的混凝土,应结合受冻结构的部位、承载力等情况综合判断,选择处理方式。

4)混凝土浇筑后发生冻害处理

对于使用早强剂或防冻剂的混凝土,由于浇筑后没有采取保温措施导致凝结硬化前表面微冻,应加强覆盖,后期强度不会受到影响。对于、、板等受力构件,应延长拆模时间,并对受冻的混凝土部位采取覆盖保温的养护措施,使其在正温的情况下继续完成水化反应。当逐日累计养护温度达到600℃·d后,测其实体强度以判定质量是否满足设计强度等级,是否需要采取相应的措施。当受冻面积较深较大时,须凿除重新修补。


 
 

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