泡沫混凝土保温材料中混凝土拌和物浇灌后之所以能逐渐凝结和硬化,直至获得最终强度,是由于水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外,主要是随着温度的高低而变化的。

    当温度升高时,水化作用加快,强度增长也较快;而当温度降低到0℃时,存在于混凝土中的水有一部分开始结冰,逐渐由液相(水)变为固相(水)。这时参与水泥水化作用的水减少了,因此,水化作用减慢,强度增长相应较慢。温度继续下降,当存在于混凝土中的水完全变成冰,也就是完全由液相变为固相时,水泥水化作用基本停止,此时强度就不再增长。

    水变成冰后,体积约增大9%,同时产生约2500千克每平方厘米的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值,使混凝土受到不同程度的破坏(即旱期受冻破坏)而降低强度。此外,当水变成冰后,还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌,减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力,从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后,又会在混凝土内部形成各种各样的空隙,而降低混凝土的密实性及耐久性。

    由此可见,在冬季泡沫混凝土保温板施工中,水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键。国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研究结果表明,新浇混凝土在冻结前有一段预养期,可以增加其内部液相,减少固相,加速水泥的水化作用。试验研究还表明,混凝土受冻前预养期愈长,强度损失愈小。

    冬季混凝土掺防冻剂施工的注意事项

    (1) 掺防冻剂混凝土的原材料必须符合冬施要求。所用水泥应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,其标号不应低于425号,严禁使用高铝水泥。

    (2)使用防冻剂要注意掺加方法。对于防冻剂中含有不溶物或溶解度小的盐类,必须磨成粉状,再与水泥一起掺加。需配成溶液使用时,应充分溶解并搅拌均匀,严格控制其浓度和每次加入量。如果采用复合型防冻剂时,要考虑它们的共溶性,若不共溶,应分别配成溶液后,再加入混凝土中。为加速溶解,可采用40℃~60℃的热水配制成溶液后,分别加入混凝土中。以粉状加入的防冻剂,如有受潮结块,应磨细通过0.63mm筛后方可使用。

    (3)要严格控制掺量,根据施工期日最低气温为-10℃、15℃、-20℃,可以分别采用规定温度为-5℃、-10℃、-15℃的防冻剂。不同防冻剂的掺量,差别很大,掺量不准时对混凝土的性能影响很大。过量会使混凝土凝速太快,造成施工困难、构件表面析盐严重,影响外装饰质量,而且掺量过多还会降低混凝土强度,转入正温养护后强度仍不增长;如果掺量不足,混凝土结构会冻坏。现在正逐渐向低含碱、低掺量方向发展,这有利于防范碱骨料反应对混凝土的危害。

    (4)掺防冻剂的混凝土搅拌时间应比不掺防冻剂的延长50%,以保证防冻剂在混凝土中均匀分布,从而使混凝土强度一致。尽量缩短运输和浇灌时间。为了提高混凝土早期强度,混凝土入模温度不得低于-5℃。

    (5)采用含有引气剂的复合型防冻剂的混凝土应采用负温法养护,不能采用蒸汽养护。采用蒸汽养护不但会降低混凝土的强度,还会降低其耐久性。

    泡沫混凝土浇灌完后,立即对外露面进行覆盖,但不得浇水。初期养护温度不得低于防冻剂的规定温度。当混凝土的温度降到防冻剂规定温度以下时,混凝土抗冻临界强度应达到3.5MPa,否则必须采用保温措施。