Cómo tratar el hormigón del suelo después de congelarlo
Solo se ve afectado el crecimiento de la resistencia del hormigón a baja temperatura y sin congelación, y aún puede crecer hasta la resistencia de diseño durante el refuerzo y el curado posteriores. Esta parte se puede conservar.
Utilice mortero de alta calidad para conectar los dos, pero preste atención a la posición. El método es el mismo que el tratamiento de las juntas de construcción.
Principios generales de la construcción de hormigón en invierno
La razón por la que la mezcla de hormigón puede fraguar y endurecer progresivamente hasta alcanzar su resistencia final tras el vertido se debe a la hidratación del cemento. La tasa de hidratación del cemento no sólo está relacionada con la composición y la proporción de mezcla del concreto en sí, sino que también cambia con la temperatura. A medida que aumenta la temperatura, la hidratación se acelera y la fuerza aumenta rápidamente. Pero cuando la temperatura baja a 0°C, parte del agua del hormigón comienza a congelarse y cambia gradualmente de la fase líquida (agua) a la fase sólida (agua). En este momento, la cantidad de agua que participa en la hidratación del cemento disminuye, por lo que la hidratación se ralentiza y, en consecuencia, el crecimiento de la resistencia se ralentiza. Cuando la temperatura continúa bajando y el agua del hormigón se convierte completamente en hielo, es decir, cambia completamente de la fase líquida a la fase sólida, la hidratación del cemento básicamente se detiene y la resistencia ya no aumenta.
Cuando el agua se convierte en hielo, su volumen aumenta en aproximadamente un 9, y se genera una tensión de expansión del hielo de unos 2.500 kilogramos por centímetro cuadrado. Este valor de tensión suele ser mayor que el valor de resistencia inicial formado dentro de la piedra de cemento, lo que provoca que el hormigón se dañe en diversos grados (es decir, daños por congelación durante el período de secado) y reduce la resistencia. Además, cuando el agua se convierte en hielo, se producirán grandes partículas de hielo en la superficie de los agregados y las barras de acero, debilitando la fuerza de unión entre la lechada de cemento y los agregados y las barras de acero, afectando así la resistencia a la compresión del hormigón. Cuando el hielo se derrite, crea varios huecos dentro del hormigón, lo que reduce su compacidad y durabilidad.
Se puede ver que en la construcción de hormigón en invierno, el cambio de forma del agua es la clave para el crecimiento de la resistencia del hormigón. Muchos académicos nacionales y extranjeros han realizado muchas investigaciones experimentales sobre la existencia de agua en el hormigón. Los resultados muestran que el hormigón fresco tiene un período de precurado antes de la congelación, lo que puede aumentar su fase líquida interna, reducir su fase sólida y acelerar la hidratación del cemento. La investigación experimental también muestra que cuanto mayor sea el tiempo de precurado del hormigón antes de congelarse, menor será la pérdida de resistencia.
Después de descongelar el hormigón (es decir, a temperatura normal), su resistencia aumentará, pero el alcance del aumento es diferente. Para concreto con un largo período de precurado y alta resistencia inicial (como 35 para R28), casi no hay pérdida de resistencia posterior después de la congelación. Sin embargo, para el concreto con un período de curado seguro corto y baja resistencia inicial, la resistencia posterior se perderá en diversos grados después de congelarse.
Se puede observar que antes de congelar el hormigón se debe realizar un periodo de precurado a temperatura ambiente para acelerar la hidratación del cemento y que el hormigón pueda obtener la resistencia mínima, comúnmente conocida como resistencia crítica. para lograr el efecto deseado. La fuerza crítica varía de un país a otro. En China, no es inferior a 30 en la etiqueta de diseño, ni inferior a 35 kilogramos por centímetro cuadrado.
Selección de métodos de construcción con hormigón de invierno
Del análisis anterior, se puede ver que en la construcción de hormigón de invierno, hay tres problemas principales a resolver: uno es cómo determinar la la edad mínima de curado del concreto; el otro es cómo prevenir el daño temprano por congelación del concreto, y el tercero es cómo garantizar que la resistencia y durabilidad posteriores del concreto cumplan con los requisitos. En proyectos reales, debe basarse en la temperatura durante la construcción, las condiciones estructurales del proyecto (volumen del proyecto, espesor estructural, grado de exposición), la urgencia del período de construcción, el tipo y precio del cemento, el rendimiento y el rendimiento. de los primeros agentes de resistencia, agentes reductores y anticongelantes. Precio, rendimiento y precio de los materiales aislantes, condiciones de la fuente de calor, etc., elija un método de construcción razonable. En general, existen varios planes de construcción de invierno diferentes para un mismo proyecto. Una solución ideal debería ser obtener la mejor calidad del proyecto con el menor período de construcción y el menor costo de construcción, es decir, la optimización del período, costo y calidad de la construcción. Actualmente, se utilizan básicamente los siguientes cuatro métodos.
Métodos para ajustar la proporción de mezcla
Apto principalmente para construcciones de hormigón a alrededor de 0°C. Métodos específicos: ① Elegir el cemento adecuado es un medio importante para mejorar la resistencia a las heladas del hormigón. Los resultados de las pruebas muestran que se debe utilizar cemento Portland de resistencia temprana. Este tipo de cemento tiene un gran calor de hidratación y tiene la mayor resistencia a la liberación temprana. Generalmente, la resistencia a la compresión en 3 días es similar a la del cemento de silicio ordinario en 7 días, y el efecto es obvio. (2) Reduzca la relación agua-cemento tanto como sea posible y aumente ligeramente la dosis de cemento para aumentar el calor de hidratación y acortar el tiempo para alcanzar la resistencia a la edad. (3) Incorporar agente inclusor de aire.
Mientras se mantiene la proporción de la mezcla de concreto sin cambios, las burbujas generadas después de agregar el agente incorporador de aire aumentan el volumen de la lechada de cemento en consecuencia, mejoran la fluidez de la mezcla, mejoran su adherencia y retención de agua y amortiguan la humedad en el concreto. La presión del agua generada por la congelación del agua mejora la resistencia a las heladas del hormigón. ④ Agregar un agente de resistencia temprana puede acortar el tiempo de fraguado del concreto y mejorar la resistencia temprana. El sulfato de sodio (2% de la dosis de cemento) y el agente de resistencia temprana compuesto MS-F (5% de la dosis de cemento) se utilizan ampliamente. ⑤Seleccione agregados con gran dureza de partículas y pocas grietas para que su coeficiente de expansión térmica sea cercano al del mortero circundante.
El método del termo
se utiliza principalmente en proyectos con estructuras gruesas donde la temperatura ronda los -10°C. El método consiste en calentar las materias primas (agua, arena, piedra) para que el hormigón todavía tenga un calor considerable después de mezclarlo, transportarlo y verterlo, de modo que el cemento se hidrate y libere calor más rápido, fortalezca el aislamiento del hormigón y asegure que el hormigón recién vertido tenga suficiente resistencia a las heladas antes de 0 ℃. Este método tiene un proceso simple y de bajo costo, pero se debe prestar atención al aislamiento interno para evitar la congelación de las esquinas y superficies expuestas, y se debe extender el período de curado.
Método de calentamiento externo
Se utiliza principalmente en proyectos donde la temperatura es superior a -10°C y los componentes no son demasiado gruesos. Al calentar el aire alrededor del componente de hormigón, el calor se transfiere al hormigón, o el hormigón se calienta directamente, de modo que el hormigón se endurezca normalmente en condiciones de temperatura positiva. (1) Horno de calefacción. Generalmente utilizado en sitios de construcción más pequeños, el método es simple, pero la temperatura interior no es alta y es relativamente seco. El dióxido de carbono liberado carbonizará la superficie del concreto recién vertido y afectará la calidad. ②Calentamiento con vapor. El vapor se utiliza para endurecer el hormigón en condiciones de calor y humedad. Este método es fácil de controlar y la temperatura de calentamiento es uniforme. Sin embargo, el costo es mayor debido a la necesidad de equipos de caldera especiales. La pérdida de calor es grande y las condiciones de trabajo no son ideales. ③Calefacción eléctrica. Cuando se utilizan barras de acero como electrodos o se colocan calentadores eléctricos en la superficie del concreto, la energía eléctrica se convierte en energía térmica, lo que hace que la temperatura del concreto aumente. Este método es simple y conveniente, tiene menos pérdida de calor y es fácil de controlar. La desventaja es que consume mucha energía. ④Calefacción por infrarrojos. El hormigón se sella y se irradia con un calentador eléctrico de alta temperatura o un generador de infrarrojos de gas.
Aditivos anticongelantes
A temperaturas superiores a -10°C, se añaden a la mezcla de hormigón productos químicos que pueden bajar el punto de congelación del agua para que el hormigón permanezca a temperaturas negativas. En estado líquido, la hidratación puede continuar, aumentando así la resistencia del hormigón. Actualmente se utilizan comúnmente óxido de calcio, cloruro de sodio y otros anticongelantes simples y nitrito de sodio más anticongelante compuesto de cloruro de sodio.
Los cuatro métodos de construcción de invierno anteriores tienen cada uno sus propias ventajas y desventajas, y su ámbito de aplicación está limitado por ciertas condiciones. Dependiendo de las condiciones existentes en el sitio, se deben combinar uno o más métodos de construcción.
Cuando la temperatura ambiente desciende a aproximadamente 0 ℃, se deben tomar algunas medidas técnicas especiales en la construcción de hormigón. Esto es de sentido común en la industria de la construcción. Cómo formular medidas de construcción basadas en las causas de los daños por congelación no es una cuestión sencilla. Las siguientes entrevistas aportan algunas opiniones basadas en algunas experiencias en trabajos específicos y con referencia a literatura relevante. Existen muchas medidas para aplicar hormigón en invierno y el método integral de almacenamiento de calor se utiliza comúnmente en el norte. A continuación se centrará en el mecanismo anticongelante del método integral de almacenamiento térmico en función de las causas del daño por congelación.
Resistencia crítica a las heladas de 1
1.1 Durante la construcción en invierno, cuando la resistencia del hormigón alcanza un cierto valor límite, desde que la estructura se ha formado inicialmente, tiene la capacidad de resistir Daño por heladas, el concreto ya no sufrirá daños por heladas. Esta resistencia se denomina resistencia crítica del concreto a las heladas. La propuesta de resistencia crítica a las heladas es un gran avance en la teoría de la construcción de hormigón en invierno y una base importante para formular medidas concretas de construcción en invierno. La clave para la construcción con hormigón en invierno es hacer que el hormigón alcance una resistencia crítica a las heladas lo antes posible.
1.2 Un gran número de pruebas y prácticas han demostrado que la resistencia crítica a las heladas del hormigón está relacionada con diversos factores como el tipo de cemento, la relación agua-cemento, la velocidad de enfriamiento, etc. de hormigón simple y hormigón mezclado con anticongelante También diferente, su valor se puede determinar según especificaciones. En términos generales, la resistencia crítica a las heladas del hormigón mezclado con anticongelante es ligeramente menor (relativamente nula). Esto se debe a que el contenido de agua del hormigón disminuye, los cristales de hielo se vuelven más dispersos y débiles y el efecto de las heladas se debilita.
2 Principios del anticongelante y del anticongelante
Este anticongelante se basa en el mecanismo de daño por congelación del hormigón, combinado con las teorías de la resistencia crítica del anticongelante, la tasa óptima de formación de hielo y la transformación de la forma de cristales de hielo. , etc., y se utiliza en invierno prolongado. Resumido en la práctica de la construcción. Suele estar formado por cuatro componentes, y sus funciones se describen a continuación:
2.1 Componentes de resistencia temprana
Resistencia antes del siguiente proceso de construcción. En la etapa inicial de fraguado final del hormigón, es necesario evitar grandes vibraciones provocadas por las cargas de construcción sobre el suelo. La función principal es acelerar la condensación y el endurecimiento del hormigón para que pueda alcanzar la resistencia anticongelante crítica lo antes posible después de alcanzar la resistencia crítica, puede acelerar la velocidad de endurecimiento del hormigón y superar el lento crecimiento de la resistencia causado; por temperatura negativa y baja temperatura.
2.2 Componentes inclusores de aire
Se introducen en el hormigón finas burbujas (burbujas beneficiosas), y sus funciones son las siguientes:
1) Cortar y sellar los canales de comunicación en el concreto (canal dañino) para reducir la expansión de las grietas durante las heladas.
2) La gran cantidad de burbujas introducidas actúan como un "amortiguador" de expansión, absorbiendo la tensión de expansión de los cristales de hielo y reduciendo el daño por heladas. Cuando se introduce 3,5 gas en el hormigón, 6. Puede absorber la expansión de volumen del 6% y mejorar la resistencia al congelamiento y descongelamiento y la durabilidad durante el período de madurez.
2.3 Componente reductor de agua
Su función: 1) Reducir el agua de amasado, reduciendo así la cantidad total de agua libre y fundamentalmente reduciendo el contenido de hielo congelable (pero manteniendo un cierto cantidad de contenido de hielo) para eliminar las causas internas del levantamiento por escarcha; 2) a través de la dispersión de componentes reductores de agua, se libera el agua envuelta, eliminando las burbujas de aire inferiores, convirtiendo los cristales de hielo gruesos en cristales de hielo finos, optimizando el ambiente de hidratación del cemento; y reducir la presión de las heladas.
2.4 Ingredientes anticongelantes
La mayoría de ellos son sales inorgánicas que pueden bajar el punto de congelación. Su función se puede resumir en la siguiente: el punto de congelación de una solución acuosa mezclada con ingredientes anticongelantes (. tomando NaNO2 como ejemplo) es de aproximadamente -1, 5 ℃ cuando la temperatura cae a -1. 5 ℃, el agua libre en los poros cercanos a la superficie congelada comienza a congelarse, parte de las sales inorgánicas precipitan en el cuerpo de hielo y la concentración de sal en el agua libre restante aumenta (. Cuando la temperatura continúa bajando (como -5 ℃), parte del agua libre cerca de la superficie congelada se congela, la concentración de agua libre restante continúa aumentando y este proceso continúa hasta que aparece el punto de fusión más bajo del nitrito de sodio y toda el agua libre en los poros forma hielo. Se puede observar que el papel del componente anticongelante es. Durante el proceso de enfriamiento continuo, se mantiene una cierta cantidad de agua líquida (agua sobreenfriada) en el concreto para continuar la hidratación del cemento (aunque la tasa de hidratación ha sido grande). ralentizado en comparación con la temperatura normal).
Se puede ver que el líquido anticongelante es completo y refleja una variedad de efectos. No existe el "anticongelante" instantáneo. El efecto final, que se logra mediante la interacción de resistencia temprana, arrastre de aire, reducción de agua y anticongelante. El efecto de uso también está relacionado con las condiciones de construcción del proyecto, por lo que la construcción de concreto en invierno es un proyecto de sistema típico y debe realizarse.
3 Uso correcto del anticongelante
3.1 Comprensión correcta" "Temperatura de trabajo"
Cualquier producto anticongelante estándar tiene una "temperatura de uso" clara (como por ejemplo). (como -15°C y -20°C). No es incorrecto decir que la temperatura de uso es la "temperatura que permite la construcción del concreto", pero debe entenderse en relación con la resistencia crítica a las heladas del concreto. , el concreto debe alcanzar la resistencia crítica a las heladas antes de que la temperatura ambiente baje a la "temperatura de uso" del aditivo, para que el concreto sea seguro cuanto menor sea la temperatura de uso del concreto, mejor será la resistencia anticongelante. Cuanto mejor sea el efecto anticongelante del agente, más tiempo tendrá el hormigón para aumentar su resistencia (incluidas las zonas de temperatura negativa), aumentando así en gran medida la posibilidad de alcanzar la resistencia anticongelante crítica
La temperatura de uso actual a nivel doméstico. Los agentes anticongelantes de hormigón producidos, la mayoría de ellos, están entre -10 ℃ y -15 ℃ (aplicable al mínimo diario de -15 ℃ a -20 ℃). Cuanto más baja es la temperatura, más difícil es diseñar la fórmula anticongelante. cuanto más inciertos sean los factores, en la mayoría de los casos no es necesario utilizar anticongelante.
3.2 Tomar medidas de cobertura y aislamiento.
El método básico del método de almacenamiento térmico integral es. cubrir y agregar anticongelante. Calentar agua y arena cuando sea necesario. La función del recubrimiento es mantener el calor de hidratación del cemento en el concreto y el calor de las materias primas por mucho tiempo, siendo muy importante extender el tiempo de hidratación. del cemento tanto como sea posible.
Cuanto mejor sea el aislamiento, más tiempo tardará el hormigón en descender a la "temperatura de servicio" del aditivo y más tiempo tardará en alcanzar la resistencia crítica contra las heladas. Para lograr este efecto, el tipo y espesor del material de cobertura debe determinarse mediante cálculos térmicos en combinación con factores como la temperatura de uso del aditivo, la resistencia crítica al anticongelante y la temperatura ambiente.
3.3 Hacer un buen trabajo en la organización de la construcción
El efecto del anticongelante debe conseguirse mediante una buena agitación y vibración. El propósito de extender la agitación durante 30 minutos es hacer que los aditivos se mezclen más completamente. La mezcla desigual de los aditivos puede incluso provocar accidentes. Además, el anticongelante también tiene problemas con el tiempo óptimo de agitación y el tiempo óptimo de vibración. Una cantidad grande reducirá la entrada de aire, mientras que una cantidad pequeña provocará una distribución desigual de las burbujas e incluso producirá burbujas ásperas e inferiores, lo que es perjudicial para el anticongelante. Además, medidas como minimizar la distancia de transporte, construir un cobertizo aislante en la estación de mezcla, envolver camisas aislantes alrededor de las tuberías de transporte, usar camiones con plataforma para cubrir las colchas aislantes y conectar estrechamente los procesos están diseñadas para aumentar la cantidad de concreto. Al ingresar al molde, extender el tiempo de curado a temperatura normal y lograr el objetivo lo antes posible.
3.4 Cálculo térmico
El cálculo térmico se refiere principalmente a la "fórmula de Wu Zhendong" propuesta por Wu Zhendong de la Universidad de Hunan. Tiene muchos usos y se utiliza principalmente para verificar cálculos en el norte de China. . Los puntos clave son:
1) Calcular la temperatura del hormigón que ingresa al molde, t, en función de la materia prima y la temperatura ambiente.
2) Calcular el tiempo requerido para el proceso; el concreto baje de esta temperatura a la temperatura especificada por el agente anticongelante, h
3) Calcule la resistencia del concreto alcanzable durante el tiempo de curado anterior de acuerdo con la fórmula de madurez, MPa
4) Compare si la resistencia es mayor que la resistencia crítica a las heladas y determine si el plan de aplicación en invierno es factible.
5) Durante la construcción, se deben conservar los bloques de prueba con las mismas condiciones y sus condiciones reales. La resistencia debe probarse 65438 ± 0d antes de que la temperatura ambiente baje a la temperatura de uso del anticongelante para ver si alcanza la resistencia crítica del anticongelante.
3.5 Dominar el contenido de anticongelante.
Algunas personas consideran la dosis del manual como la dosis de referencia y la ajustan hacia arriba o hacia abajo según la temperatura real durante la construcción, lo cual es arriesgado. En términos generales, en el diseño de fórmulas de productos anticongelantes más formales, la dosis y la temperatura de funcionamiento guardan una correspondencia uno a uno y no hay problemas de ajuste. Muchos componentes del anticongelante tienen problemas con la dosis óptima y su rango de aplicación es muy estrecho. La relación entre dosis y eficacia no es lineal. Por ejemplo, cuando se suma 3 a 4, todos los componentes aumentarán en 33, lo que probablemente causará una disminución en la resistencia (aproximadamente 5 ~ 10) debido al aumento en el contenido de gas que resulta en un aumento de Na2SO4 y NaNO3; en contenido alcalino, lo que es perjudicial para la durabilidad. Si cambia de 3 a 2, la eficacia definitivamente no se trata de reducir 33, sino más. No sólo anticongelante, sino también otros aditivos.