梁玉斌

(沈陽公路工程監(jiān)理有限責任公司)

1 混凝土在負溫環(huán)境下的受凍模式及外加劑效能

(1)不摻任何外加劑的混凝土，當氣溫在0 ～2 ℃時即受凍，強度損失在50%以上，而且在氣溫達到正常溫度后，強度不再恢復。施工中必須采取防護措施，使混凝土受凍前在5°以上水化，強度達到5 MPa 或達到設(shè)計強度的50%以上。

(2)摻早強劑混凝土，在環(huán)境溫度小于－5 ℃時即受凍，負溫下強度停止增長，正溫后強度可持續(xù)增長。施工中氣溫在0 ℃以上即可水化，抗凍臨界強度應達到5 MPa 或大于設(shè)計強度30%即可。

(3)摻低溫早強防凍劑混凝土，在氣溫小于－10 ℃時即出現(xiàn)凍害，當氣溫低于－15 ℃后受凍，強度損失達到20%以上。施工中保持混凝土內(nèi)－10 ℃即可繼續(xù)水化，當達到臨界抗凍強度2.0 ～5.0 MPa 后，降溫不影響后期強度的恢復增長。

(4)摻負溫防凍劑混凝土，當環(huán)境溫度在－15 ～20 ℃時即受凍，在－25 ℃或更低溫時受凍，強度損失達20%以上。如施工采取綜合蓄熱法保溫，在－20 ℃且強度達2. 0 ～5.0 MPa，后期強度不受影響，養(yǎng)護環(huán)境溫度不應低于－20 ℃。

2 混凝土受凍后的鑒別

(1)觀察混凝土表面。折除模板時構(gòu)件外壁不粘模板，表面光滑、濕潤、顏色均勻，表明構(gòu)件未受凍。受凍混凝土表面有冰紋、螺旋紋、顏色發(fā)白、不均勻等現(xiàn)象，混凝土看上去比較濕，邊緣菱角顏色較深，構(gòu)建容易碎裂。當發(fā)現(xiàn)表面冰渣較多且有裂紋時，說明構(gòu)件已受凍。

(2)敲擊表面聲響判斷。敲擊拆模后的混凝土表面，在一個斷面處分幾個點輕輕敲擊若干下，實踐中可以對比敲擊前期未受凍的混凝土構(gòu)件，根據(jù)發(fā)出的聲響來判斷是否受凍，受凍后的混凝土聲音發(fā)悶，發(fā)出沉悶的噗噗聲，負溫對構(gòu)件表層以下一定深度內(nèi)已經(jīng)造成了破壞。

(3)表面用回彈儀檢測。采用回彈儀檢測混凝土時，如果齡期較短且強度較低，通常會彈不出數(shù)值，但可以從回彈跳錘脫鉤時的感覺來判斷混凝土受凍情況。當聽到反跳錘最后脫鉤時發(fā)出沉悶“噗”的一聲時，說明混凝土表面已經(jīng)受凍。反之，反跳錘脫鉤時發(fā)出“鐺”的一聲，清脆而帶有金屬回音，則可以肯定混凝土未受凍。

(4)鉆芯取樣檢查。該方法適用于經(jīng)過一個冬季后對混凝土實際強度的檢測，此時取試樣能較準確的測出結(jié)構(gòu)表面或內(nèi)部之間凍深的損失關(guān)系。當混凝土表面受凍時，由于強度損失，取芯機容易切入表層，聲音低無摩擦尖叫聲。而未受凍混凝土因強度較高會出現(xiàn)刺耳的機械尖叫聲。受凍混凝土取出的芯樣斷面明顯的疏松，粗骨料或砂漿脫落，顏色略發(fā)白，用肉眼即可看見骨料坑窩的邊緣和底面有化石似的冰晶體，易碎，與鋼筋幾乎沒有粘結(jié)力，混凝土內(nèi)部有較多大孔隙表示已受凍。

(5)超聲波探測。目前超聲波檢測混凝土質(zhì)量的技術(shù)較為成熟，但是研究在負溫下混凝土的凍害資料卻較少。通常情況下，受凍混凝土聲波傳遞速度慢，而未受凍混凝土的聲波傳遞速度快。

3 對受凍混凝土的處理

(1)表層受凍混凝土。首先要將受凍面層松散，無強度的混凝土徹底清除，直至露出堅固、密實的新混凝土層為止。構(gòu)件表面應鑿毛，處理成麻坑或溝槽狀，用清水沖洗干凈并去除滯留水，對于有抗?jié)B要求的混凝土，應在原面層涂抹環(huán)氧脂再澆筑新混凝土。為了保證新澆筑混凝土的強度和新、舊界面的粘結(jié)，對新拌制的混凝土水灰比和塌落度嚴格控制，塌落度一般在40 ～60 mm 為宜。由于原混凝土收縮已完成，為防止新澆混凝土凝固收縮時與原界面產(chǎn)生開裂或自身龜裂，新澆混凝土12 h 內(nèi)就應該飽水養(yǎng)護，養(yǎng)護期為12 d，并用織物覆蓋，潤濕。

(2)局部受凍混凝土。判斷此情況可采用回彈法或人工鑿、敲擊方法來判斷混凝土實際受凍程度、受凍面積。局部受凍多在大體積或表面系數(shù)小的混凝土工程中出現(xiàn)，受凍部分的清理同上，然后界面刷素水泥漿，用比原標號高一級的細石混凝土進行澆筑，養(yǎng)護要求同上。如缺棱掉角較小時，用1∶2 或1∶2.5 的水泥砂漿補齊。

(3)當使用早強劑或防凍劑拌制混凝土時，由于施工時間延長或未及時采取防護措施而導致表層微凍，如果是梁柱板等受力構(gòu)件，一般采取的措施是保持模板及支架不拆，同時對受凍的混凝土部位采取覆蓋保溫的養(yǎng)護措施，使其在正溫的情況下繼續(xù)完成水化反應提高強度。當逐日累計養(yǎng)護溫度達到600 ℃·d 后，測其實體強度以判定質(zhì)量是否滿足設(shè)計強度等級。當受凍面積較深較大時，須鑿除重新修補。

(4)小型混凝土構(gòu)件受凍。薄壁或斷面較小的混凝土結(jié)構(gòu)極易發(fā)生凍害，可采取(3)中的措施加以養(yǎng)護，最終實體強度不能達到設(shè)計強度50%時，必須拆除。如果最終強度可達到設(shè)計強度的80%以上時，有必要采取加固方案處理。

混凝土凍害的鑒別與處理要本著科學、安全與經(jīng)濟的原則進行。隨著現(xiàn)代科技的進步，生產(chǎn)工藝的改進，在科研人員、技術(shù)人員、施工人員的共同努力下，新的技術(shù)將不斷涌現(xiàn)，最終將會消除混凝土受凍帶來的危害。

［1］建筑工程冬季施工規(guī)程(JGJ104 －97)［S］. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，1998.

［2］混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范(GB 50367 －2006)［S］. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006.

［3］混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB5001 －2002)［S］. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006.

［4］回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程(JGJ/T23 －2001)［S］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001.