浅谈建筑施工中提高混凝土结构抗冻性的技术措施

程健 王洪川

摘要：混凝土结构是建筑的主要功能部分，混凝土结构的抗磨损、抗破坏、抗侵蚀和抗低温能力已成为建筑行业的重要研究目标。在西北，华北和东北地区，漫长的冬季和严寒对混凝土结构的破坏十分明显，这是建筑行业应该正视的难题。在建筑施工中添加外加剂和活性矿物，可以有效提高混凝土结构的抗冻性、耐久性和稳定性。结合混凝土结构的施工实践，阐述了混凝土结构抗冻性的研究现状，并提出了提高混凝土结构抗冻性的技术措施。

关键词：建筑施工;混凝土结构;抗冻性;技術措施;研究现状

前言

建筑业明显受环境影响，低温对建筑行业的影响不言而喻。建筑在低温下的高质量施工和正常使用已经成为建筑企业技术水平和发展潜力的重要标志。在西北，华北和东北地区，漫长的冬季和严寒对混凝土结构的破坏十分明显，这是建筑行业应该正视的难题。混凝土结构是建筑的主要功能部分，混凝土结构抗磨损、破坏、侵蚀和低温的能力已成为建筑行业的重要研究目标。在建筑施工中添加外加剂和活性矿物，可以有效提高混凝土结构的抗冻性、耐久性和稳定性。施工企业应了解混凝土结构抗冻性研究的现状，掌握添加外加剂和矿物改善混凝土结构抗冻性的方法，提高建筑施工中混凝土结构的抗冻性，通过技术手段提高混凝土结构的施工质量和水平。

1.混凝土结构抗冻性的研究现状

目前，混凝土结构抗冻性的研究主要集中在两个方向

1.1配制混凝土时添加外加剂

水侵入混凝土结构和冻融是混凝土低温冻害的根本原因。因此，目前建筑企业对混凝土结构抗冻性的研究主要集中在混凝土制备过程中添加添加剂和活性物质，以提高混凝土结构的控水能力，从而提高混凝土结构抵抗冻害的能力。

1.2耐寒高强混凝土

目前的研究表明，耐寒高强混凝土应具有较高的抗冻性。采用新的混凝土配合比和高性能水泥，在优质引气剂的基础上形成耐寒高强混凝土，是混凝土技术发展的主要趋势。目前，大多数研究机构和企业寻求在普通混凝土性能的基础上生产耐寒高强混凝土，实现了混凝土结构抗冻性的提高。

2.外加剂提高混凝土结构的抗冻性

2.1引气剂提高混凝土结构的抗冻性

在建筑施工中，在混凝土配制过程中，根据设计和实际情况在混凝土混合料中加入一定量的引气剂，可以提高混凝土结构的抗冻性。引气剂在混凝土浇筑和凝固过程中具有增加水分的作用，是一种表面活性物质。引气剂能明显降低混凝土拌合水的表面张力和表面能，还能在混凝土中产生大量微小、稳定、封闭的气泡。这些气泡不仅可以保温，还可以切断混凝土中的毛细通道，降低混凝土中的水结冰时的膨胀压力，减少低温对混凝土的破坏，缓冲冻融张力。此外，微小的气泡可以堵塞混凝土内部毛细管和外部之间的毛细通路，从而降低外部水沿毛细通路渗入混凝土结构的可能性，并降低混凝土内部的渗透性。因此，在混凝土配制中掺入引气剂，可以通过改善混凝土内部的微细结构，大大提高混凝土结构对低温的承载力。

2.2减水剂提高混凝土结构的抗冻性

在建筑施工中，在混凝土配制过程中向混凝土混合料中加入减水剂是一种常见的操作。减水剂不仅可以减少混凝土工程中的用水量，还可以防止混凝土裂缝。添加减水剂成为混凝土配制中不可缺少的添加剂。减水剂可以大大降低混凝土的水灰比，不仅可以提高混凝土的强度和密实度，还可以提高混凝土抵抗冻融破坏的能力，从而提高混凝土的抗冻性和耐久性。实践证明，在混凝土配制中加入高效减水剂，在保持和易性不变的情况下，可使渗透性提高4 ～ 5倍，渗透性提高2倍。在保持用水量和水泥用量不变的情况下，抗渗性提高3倍。

3.活性矿物提高混凝土结构的抗冻性

硅粉、矿渣和粉煤灰是常见的活性矿物，是提高混凝土结构抗冻性的主要矿物。

3.1添加硅粉提高混凝土结构的抗冻性

加入一定量的硅粉可以提高混凝土结构的抗冻耐久性，硅粉对抗冻耐久性有显著的影响。当硅粉含量小于15%时，具有较高的抗冻耐久性。与基准混凝土相比，在相同的粘结剂总量和坍落度条件下，无引气硅粉混凝土的抗冻耐久性更高。与不掺硅灰的基准混凝土相比，掺15%硅灰的混凝土的孔结构有很大改善。

3.2掺入矿渣提高混凝土结构的抗冻性

添加磨细矿渣可以在水化作用下与混凝土中的水泥生成氢氧化钙，氢氧化钙在混凝土中具有潜在的粘结活性。当矿渣掺量合适时，混凝土结构的抗冻性比普通混凝土有很大提高。

3.3添加粉煤灰提高混凝土结构的抗冻性

粉煤灰作为一种工业废弃物，其活性得到了进一步的研究和推广，可以改善混凝土的性能。随着粉煤灰混凝土技术的深入研究和发展，引气粉煤灰混凝土抗冻性和耐久性的研究越来越受到重视。粉煤灰含量和水灰比影响高掺量粉煤灰混凝土的孔结构，孔隙率随粉煤灰含量和水灰比的增加而增加，而孔隙率随时间的延长而降低。这是因为粉煤灰的加入提高了混凝土的孔径。随着粉煤灰掺量的增加，在不加引气剂的情况下，混凝土的抗冻耐久性随着粉煤灰掺量的增加而增加。在实践中，在混凝土配合比中加入硅灰和超细粉煤灰也可以提高混凝土结构的抗冻性和耐久性。当超细粉煤灰和硅灰混合使用时，提高抗冻耐久性的效果尤为显著。经过300次冻融循环后，动态弹性模量和重量基本不变，而钢纤维的进一步复合有利于混凝土抗冻耐久性的提高。因此，双掺或多掺矿物的复合效应可以提高混凝土的抗冻性和耐久性，值得研究。

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