谈冬季施工混凝土养护覆盖的必要性

谈冬季施工混凝土养护覆盖的必要性

    混凝土的动容破坏是建筑物老化病害的主要问题之一，严重影响了建筑物的长期实用和安全运行，为使这些工程继续发挥作用和效益，各部门每年都耗费巨额的维修费用，而这些费用为建设费用的1-3被，在北方寒冷地区工程中是急待解决的重要问题之一。
    混凝土发生冻融破坏的显著特征是表面脱落，严重时可能露出石子，在混凝土受冻过程中，冰冻应力使混凝土中产生裂纹。冰冻所产生的裂纹一般多而细小，因此，在单纯冻融破坏的场合，一般不会出现较大的裂缝。但是，在冻融反复交替的情况下，这些细小的裂纹会不断地扩展，相互贯通，使得表层的砂浆和净浆脱落。大量实验研究表明；随着冻融次数的增加，混凝土的强度特征均呈下降趋势，其中，反映最敏感的是抗拉强度和抗折强度迅速下降，而抗压强度下降趋势较缓。
    混凝土冻融破坏的机理及冬季覆盖的重要性
    混凝土是由集料、水泥和水三部分组成。用作集料的物质不论是天然的岩石材料还是人工制造的材料，都不是完全密实的。每一个颗粒内部都存在各种各样的空隙，包括裂缝、气孔以及宏观和微观的缺陷等。其中有的是开放的，允许外界的水在常温常压的条件下进入，有的则是不允许外界的水在常温条件下进入封闭空隙。通常在工地现场的集料都不是完全干燥的，总是或多或少地含有一些水分。这些水分由于纯在的形式和形态不通，军队混凝土的工作性能有一定的影响。另一方面，在混凝土的扮制过程中，为了保证混凝土具有一定的工作性能，需要加入的水要多余水泥水化的用水量，混凝土凝结而形成出事结构时，这些水仍保留在混凝土中，并占据一定的空间。随着水化的进行和以后的干燥过程，这些水分逐渐失去，原来被水占据的空间则形成孔隙。由于水灰比、水化程度、水泥的保水性能、成型条件、养护制度、掺入掺合料等的影响，使混凝土中形成了不通的孔结构。不同孔径分布的差异和孔的形态都会显著地影响混凝土的性能。
    通常情况下，我们认为混凝土的动容破坏事一个极其复杂的物理变化过程，而且受许多因素的影响。（诸如：混凝土中孔隙的冲水程度、水灰比、水泥品种及集料质量、寒气量、环境温度以及反复冻融的次数等）因此，对于混凝土冻融破坏的机理难以得出一致性的定论，主要有一下一些具有代表性的理论：冰的分离层理论、充水细数理论、渗透压理论、水压力理论、孔结构理论、瑞典学者的极限充水程度理论。这些理论之间相互还有分歧，但是我们一般可以认为混凝土的冻融破坏是一个由表及里，先大孔后小孔的物理变化过程。由于水结冰产生体积膨胀，在混凝土中形成内压力。当这种内压力超过混凝土所承受的极限时，引起混凝土内部孔隙和裂缝地不断地发育，由小变大，由短变长，相互贯通，最终导致混凝土破坏。
     随着混凝土的商业化发展，混凝土的配合比得到了优化，搅拌工艺使得混凝土在入模前得到了良好的控制和预防，防冻剂，掺合料的加入使得混凝土的受冻临界点时间明显加长，保证了混凝土在凝结前不受冻害的影响。当然这需要施工方的大力配合，特别是入模后的养护和保温错失，混凝土入模后，由于表面与外部气候直接接触，冬季气温低，容易产生表面结冰的现象，使得表面的净浆结冰，形成冰层。在形成冰层初期至凝固表观不会出现任何变化，当随着气候变暖，温度的升高，物质的膨胀作用，在解冻后其表面的裂纹就会出现。且随着风化和反复的冻融其破坏程度会更加越烈，直至整个表面受冻层剥落。因此，在冬季施工中混凝土入模后的覆盖养护工作成了防范混凝土冻融伤害的必要错失。一般桥梁上采用模版内加塑料保护膜，外部加草帘覆盖的错失，这就是桥梁结构中冻融事故率低的原因。

    混凝土冻融破坏的治理措施
    混凝土发生冻融破坏后，应在非上冻季节进行治理。主要由以下措施：
    1、  水泥砂浆修补，适用于轻微的表层破坏。
    2、  预缩砂浆修补，所谓预缩砂浆是指经版和好之后再归堆放置30-90min后才使用的干硬性砂浆，此种方法适合高速水流区混凝土表面的损坏。
    3、  喷浆修补，多用于混凝土冻融破坏比较严重的部位；喷混凝土修补，是指经施高压将混凝土拌料以告诉运动注入被修补的部位，其密度及抗渗性较一般混凝土好，且具有快速，高效的特点；
    4、  环氧材料修补，一般有环氧基液、环氧砂浆和环氧混凝土等，这种材料具有较高的强度和抗蚀、抗渗能力，并与混凝土结合力较强，但价格较贵，施工工艺复杂，材料配比严格，此法可与其它修补方法配合使用，效果更佳；
 
    防范才是最好的预防措施，所以在冬季施工时施工单位一定要根据天气及气温变化对混凝土进行覆盖养护，防止冻融事故的发生。