Vinter Var uppmärksam på betongfrostskydd, dessa frostskyddsmedel känner du till?

1. Bestämmelser om start- och slutdatum för vinterbyggnation

Konstruktion av betongkonstruktioner bör anta vinterkonstruktionsåtgärder. Startdatumet för vinterbygget kan tas som den första dagen då temperaturen hålls konstant under 5 grader i fem dagar i följd. Slutdatumet bestäms som den första dagen då temperaturen hålls konstant över 5 grader i fem dagar i följd. Perioden mellan start- och slutdatum är vinterns byggperiod för betong.

2. Temperaturens inverkan på betongegenskaper

Låga omgivningstemperaturer bromsar cementens hydratiseringsreaktion, vilket påverkar betongens hållfasthetsutveckling. Experiment visar att för varje 1 grads temperatursänkning minskar cementens hydratiseringsaktivitet med cirka 5 %–7 %. Inom intervallet 1 grad till 0 grad minskar cementens hydratiseringsaktivitet avsevärt, och hydratiseringen blir extremt långsam. När temperaturen sjunker under 0 grader börjar fritt vatten i betongen frysa. Vid ungefär -15 grader fryser nästan allt fritt vatten, vilket helt stoppar cementens hydratiserings- och härdningsprocess.

När vatten övergår till fast is ökar dess volym med cirka 9 %, vilket skapar inre spänningar i betongen. Detta orsakar relativ förskjutning mellan ballast och cementpartiklar, och inre fukt vandrar mot den negativa temperaturytan och bildar iskluster i betongen som leder till lokala strukturella skador.

Om nygjuten betong fryser för tidigt, minskar dess slutliga hållfasthet avsevärt, med hållfasthetsförluster som potentiellt når 50 % av konstruktionsgraden, och strukturella fel kan uppstå. Men om betong fryser efter att ha uppnått sin kritiska hållfasthet, är hållfasthetsförlusten minimal, och total strukturell skada är osannolik.

Tillsats av frostskyddsmedel till blandningsvattnet av betong sänker fryspunkten för vattenlösningen. Omfattningen av fryspunktssänkningen beror på typen och mängden frostskyddsmedel som används, eller koncentrationen av lösningen. Frostskyddsmedlets effektivitet beror till stor del på lösningskoncentrationen och de negativa temperaturvärdena som den härdade betongen upplever.

Huvudsyftet med att tillsätta frostskyddsmedel till betong är att bibehålla tillräckligt med flytande fas vid negativa temperaturer, vilket gör att hydratiseringen av cement kan fortsätta. När temperaturen stiger kan betongens hållfasthet utvecklas ytterligare och nå eller överstiga konstruktionsgraden.

3. Försiktighetsåtgärder för vinterbetongkonstruktion

Betong vinterkonstruktion kräver gjutning och härdning vid positiva temperaturer. Termiska beräkningar bör utföras för uppvärmning av råvaror och processerna för blandning, transport, gjutning och härdning av betong, som sedan bör följas under konstruktionen.

(1) Krav på material och uppvärmning

Cement som används för att förbereda betong på vintern bör helst vara högaktivt, högvärmeavgivande Portlandcement eller vanlig Portlandcement. Vilken typ av cement som används för ånghärdning bör bestämmas genom testning. Cementstyrkan bör inte vara lägre än grad 42,5 och vatten-cementförhållandet bör inte överstiga 0.6. Cement ska inte värmas direkt. Den bör förvaras i varma skjul 1–2 dagar före användning, med skjultemperaturen över 5 grader.

Eftersom den specifika värmekapaciteten för vatten är cirka fem gånger den för sand och ballast, bör uppvärmt vatten helst användas för att blanda betong på vintern. Vattnets uppvärmningstemperatur bör dock uppfylla angivna värden.

Aggregat bör rengöras och förvaras i förväg för att säkerställa att de är fria från frusna klumpar och is. Lagringsplatser för ballast på vintern bör vara på höga, icke-vattensjuka platser.

Temperaturen på sand och ballast som används för vinterbetongblandning bör uppfylla kraven för termiska beräkningar. Uppvärmningsmetoderna kan variera beroende på plats, men ånguppvärmning är att föredra.

Oavsett uppvärmningsmetod för råvaror bör den maximala dagliga materialanvändningen och den erforderliga temperaturen bestämmas vid design av värmeutrustning. Baserat på materialens initiala temperatur och specifika värme kan den totala värmen som krävs beräknas. Värmeförluster under uppvärmningsprocessen bör också beaktas för att bestämma typ, skala och kvantitet av värmekällor.

(2) Blandning

Betong ska inte blandas utomhus vintertid. Varmbodar bör uppföras där det är möjligt och blandare med stor kapacitet bör prioriteras för att minimera värmeförlusten från betongen. Före blandning ska mixern sköljas med varmt vatten eller ånga. Blandningstiden för betong bör förlängas med 50 % jämfört med normala temperaturer. Eftersom blandning av cement med vatten vid ungefär 80 grader orsakar blixtsättning, bör blandningssekvensen vara: tillsätt först vatten och ballast, tillsätt sedan cement. Om varmvatten inte kommer i direkt kontakt med cement kan vattnet värmas upp till 100 grader.

(3) Transport

Transporttiden och avståndet för betong bör säkerställa att ingen segregering eller förlust av plasticitet inträffar. De viktigaste åtgärderna inkluderar att minimera transporttid och avstånd, använda transportverktyg med stor kapacitet och att tillämpa korrekt isolering.

(4) Hällning och härdning

Innan gjutning ska eventuell frost eller smuts på mallarna och armeringsjärnen avlägsnas. Hällhastigheten bör accelereras för att förhindra överdriven värmeförlust. Temperaturen på betong när den töms ur blandaren bör inte vara lägre än 10 grader och temperaturen när den placeras i formen bör inte vara lägre än 5 grader. När värmehärdning används bör betongens temperatur före härdning inte vara lägre än 2 grader.

När upphettad härdning appliceras på monolitiska strukturer, bör konstruktionsfogar placeras på platser med minimal termisk stress. Om härdningstemperaturen överstiger 40 grader kommer höga temperaturer att generera inre termiska spänningar i strukturen. Därför bör konstruktionsenhetens åsikt inhämtas innan konstruktionen, och konstruktionsfogar bör placeras på lämpligt sätt inom spännvidden. Efter att cementen har stelnat vid konstruktionsfogarna bör luftflöden på 3–5 atmosfärer användas för att blåsa bort cementfilmen, smutsigt vatten och lösa ballast från limytan.