冬季混凝土施工防凍劑應(yīng)用和質(zhì)量控制的分析
【關(guān)鍵詞】冬季施工混凝土；防凍劑；強(qiáng)度等級(jí)；溫度控制；臨界強(qiáng)度
冬期混凝土在北方地區(qū)施工只要措施得當(dāng)仍然繼續(xù)進(jìn)行，在冬施的幾十年中各地積累了較多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也總結(jié)出成功的冬施方法。近年來(lái)隨著建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大和冬施理論的發(fā)展，防凍劑的研制開(kāi)發(fā)也促進(jìn)冬施技術(shù)的提高。但存在著技術(shù)管理人員對(duì)冬施技術(shù)及所用材料的理解不深、經(jīng)驗(yàn)缺乏，在施工方法選擇、施工防護(hù)技術(shù)措施要求及對(duì)防凍劑的選擇應(yīng)用等方面存在一些具體問(wèn)題，甚至在理解認(rèn)識(shí)上存在誤區(qū)。本文從冬季施工程管理和防凍劑應(yīng)用的具體問(wèn)題淺要探討。
1冬施混凝土工程可否不用防凍劑
混凝土結(jié)構(gòu)工程是建筑的主要承受重力的結(jié)構(gòu)，是建筑工程的骨骼主體。在建筑工程施工時(shí)與工程質(zhì)量有關(guān)的各方面，即建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位及安全質(zhì)量監(jiān)督站等有關(guān)各方，對(duì)建筑工程尤其是混凝土工程的質(zhì)量都比較重視。特別是對(duì)冬施混凝土工程的質(zhì)量控制更是倍加關(guān)注，作為施工單位的重要工作來(lái)抓。但在工程技術(shù)人員中廣泛存在幾乎相同的想法和要求，就是冬施混凝土工程必須使用混凝土防凍劑，否則將難以施工，其實(shí)這是實(shí)踐認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)�；炷练纼鰟┦且环N能使混凝土在負(fù)溫環(huán)境下不凍結(jié)繼續(xù)水化，并能在養(yǎng)護(hù)條件下達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度的摻合料。在混凝土冬施期間防凍劑能使混凝土在一定溫度條件下的臨界強(qiáng)度不低于《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ104-1997）的規(guī)定值，保證混凝土不出現(xiàn)凍害質(zhì)量不受影響。
但是，冬期施工混凝土工程的方法有多種，冬施規(guī)程中就指出的有：蓄熱法、綜合蓄熱法、電加熱法、暖棚法、蒸汽養(yǎng)護(hù)法和負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法等幾種方法。很容易看出，冬施工程當(dāng)采用蓄熱法、暖棚法、蒸養(yǎng)及電加熱法時(shí)是不需要防凍劑的。只有采用負(fù)溫養(yǎng)護(hù)和綜合蓄熱法時(shí)才需要根據(jù)最低溫度來(lái)選擇摻防凍劑，冬施混凝土工程并非必須使用防凍劑。一些工程技術(shù)人員提出冬施混凝土工程必須使用防凍劑，是由于對(duì)采用蓄熱法和綜合蓄熱法施工的兩種概念混淆不清所致。蓄熱法施工時(shí)利用水泥水化熱的作用，并輔以嚴(yán)密的保溫措施，延緩混凝土的冷卻使其在正溫下凝結(jié)硬化，強(qiáng)度達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度的一種施工養(yǎng)護(hù)方法。蓄熱法施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是盡量延長(zhǎng)混凝土的正溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間，最大限度的保證正溫時(shí)間的混凝土強(qiáng)度。能保證蓄熱法施工混凝土工程質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是必須進(jìn)行混凝土的熱工計(jì)算。通過(guò)對(duì)混凝土的原材料、攪拌、運(yùn)輸、澆筑溫度的計(jì)算和蓄熱養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的溫度計(jì)算，確定對(duì)原材料加熱溫度要求、保溫覆蓋材料選擇和圍護(hù)層的厚度。綜合蓄熱法是在蓄熱法理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，考慮到單純以蓄熱方法難以保證混凝土在一定溫度條件下達(dá)到臨界強(qiáng)度要求的實(shí)際，而經(jīng)過(guò)研究應(yīng)用的一種加入混凝土早強(qiáng)型防凍劑的綜合蓄熱的方法。
若采用蓄熱法施工時(shí)混凝土溫度在降至0℃之前，其受凍臨界強(qiáng)度應(yīng)符合的要求是：“普通混凝土采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制時(shí)，應(yīng)為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的30%，采用礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，應(yīng)為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的40%，但混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C10及其以下時(shí)，不得小于5.0N/mm2”。由于許多混凝土結(jié)構(gòu)體的表面系數(shù)較大、環(huán)境溫度偏低，以及原材料加熱和混凝土保溫條件不能滿足受凍臨界強(qiáng)度要求，即蓄熱法不能保證養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度時(shí)，可另選擇用綜合蓄熱法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
綜合蓄熱法施工應(yīng)選用早強(qiáng)劑或早強(qiáng)型符合防凍劑，摻用防凍劑的混凝土其臨界強(qiáng)度按照現(xiàn)行規(guī)程可放寬到“當(dāng)室外最低氣溫不低于-15℃時(shí)不得小于4.0N/mm2；當(dāng)室外最低氣溫不低于-30℃時(shí)不得低于5.0N/mm2”。防凍劑的正確使用給一些工期緊迫、冬施條件較差的工程，找出一條既能充分利用現(xiàn)有蓄熱法施工條件，又摻入混凝土防凍劑作有效保證的雙保險(xiǎn)方法，為混凝土冬期施工的困難找到有效的捷徑。上述介紹可以看出冬施工程采用綜合蓄熱法加入防凍劑的重要性，也理解到經(jīng)熱工計(jì)算滿足質(zhì)量要求時(shí)采用蓄熱法施工不需要加入防凍劑的合理方面。另外，從混凝土含堿量方面考慮，防凍劑摻量過(guò)大無(wú)形中會(huì)增加混凝土中鹽和堿的含量，也能容易引起堿骨料反應(yīng)的不利因素，將嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性。對(duì)此，冬施工程不需要使用防凍劑的混凝土工程不應(yīng)要求摻入防凍劑。
2防凍劑可否無(wú)氯鹽存在
建材行業(yè)混凝土防凍劑標(biāo)準(zhǔn)（JC475-2004）中規(guī)定“防凍劑按其成分可分為氯鹽類(lèi)、氯鹽阻銹劑類(lèi)和無(wú)氯類(lèi)”3個(gè)類(lèi)型。3類(lèi)防凍劑摻入防凍混凝土中的混凝土性能和勻質(zhì)性兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)要求的應(yīng)該是合格產(chǎn)品，在混凝土工程中可以使用，在產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告上說(shuō)明對(duì)鋼筋有或無(wú)銹蝕作用。當(dāng)對(duì)鋼筋有銹蝕作用的防凍劑使用在鋼筋混凝土工程中會(huì)造成鋼筋的腐蝕，會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的耐久性�，F(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)工程施工驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2002）第7.2.2原材主控項(xiàng)目規(guī)定：混凝土中摻用外加劑的質(zhì)量及應(yīng)用技術(shù)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（混凝土外加劑）GB8076、（混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范）GB50119等有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)定；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中嚴(yán)禁使用含氯化物的外加劑。當(dāng)使用含氯化物的外加劑時(shí)，混凝土中氯化物的總含量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)”GB50164的規(guī)定。從現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范上分析一般非預(yù)應(yīng)力混凝土可以使用含氯鹽的外加劑。從經(jīng)濟(jì)上看無(wú)氯鹽類(lèi)防凍劑一般價(jià)格較高，尤其是碳酸鹽的防凍劑價(jià)格更高，不區(qū)分工程性質(zhì)和重要性一律要求使用無(wú)氯鹽防凍劑，將會(huì)增加工程造價(jià)。
冬施規(guī)程對(duì)引起鋼筋銹蝕的氯鹽在鋼筋混凝土中的摻量控制為摻量不得大于水泥重量的1%，并明確了如濕度大于80%的房間，水位升降部位和受雨淋的結(jié)構(gòu)，與含有酸堿或硫酸鹽等侵蝕介質(zhì)相接觸的結(jié)構(gòu)、電解間、直接靠近高壓電源的結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)等11種建筑工程情況不得摻用氯鹽。在不準(zhǔn)使用氯鹽防凍劑的結(jié)構(gòu)部位施工時(shí)，控制不得使用氯鹽類(lèi)和氯鹽阻銹類(lèi)兩種防凍劑是非常必要的。其它一般結(jié)構(gòu)部位，一律不準(zhǔn)使用含氯鹽的防凍劑的必要性是可以放松的，一般鋼筋混凝土工程可選用氯鹽阻銹類(lèi)防凍劑，但必須使用時(shí)控制氯鹽的摻量要符合現(xiàn)行規(guī)范的要求。從施工控制方面考慮，強(qiáng)調(diào)一定要使用無(wú)氯鹽的防凍劑會(huì)增加工程成本，造成加大工程冬施費(fèi)用。對(duì)此，應(yīng)根據(jù)工程對(duì)防凍劑選擇應(yīng)用，在原材料方面也可控制含氯鹽量，外加劑只是一個(gè)含有氯鹽的較小方面，如果盲目追求必須使用無(wú)氯鹽的防凍劑也是不可取的。
