低温条件下桩基混凝土性能研究

王君一 1 卢炯炜 2

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　　摘要：与传统的基本土壤相比，冬季低温土壤具有特殊的特征，对环境温度非常敏感。在冬季寒冷地区直接应用典型的桥梁基础混凝土组合施工往往会产生许多负面影响。大多数情况下，桥梁的各个部分被扭曲，无法满足管理要求。当此变形超出结构的载荷能力限制时，可能会间接造成严重损害。为此，为桥墩设计了混凝土剂量。
　　关键词：桥梁桩基;温度影响;水胶比;混凝土;
　　前言
　　混凝土在建筑中的重要性是不可替代的。温度对混凝土性能的影响，涉及物理、化学和机械机制，如固定、液体、气体多相、外部温度变化、混凝土组成、含水量等，是一个非常复杂的问题。考虑到作用机制的多样性，本文总结了低温文献，总结了低温对混凝土性能的影响，并展望了今后的研究方向。
　　一、低温条件对混凝土施工的影响及其预防措施
　　在北方的一些城市，每年都有漫长的寒冷期。为了尽量避免低温对混凝土的不利影响，在施工过程中可以采用下列工业方法。首先，提高混凝土配合比。当混凝土在低温下运行时，需要较高的早期强度。第二，为了提高混凝土某些构件的温度，必须先将冰粒熔入混凝土中，然后再混合混凝土。第三，还可以添加混凝土添加剂。这也有助于加快混凝土的冷凝速度，提高其早期强度。第四，混凝土必须妥善保存和绝缘。混凝土将在7-21 c温度下进行水合和维护。混凝土后头三天的温度不得低于10 c，最好长期保持在21c左右。
　　二、实验分析
　　1.桥梁桩基原材料
　　水泥！采用普通硅酸盐水泥P O42.5進行试验，分析了水泥的化学成分，然后测量了水泥的机械指标。此外，如图1所示，还使用粒度分析仪测量了水泥的粒度分布。粉煤灰。粉煤灰是生产过程中煤粉燃烧产生的粉末或颗粒物。选择了高性能一级和二级粉煤灰，密度为2160 kg/m，薄度为6.9%，热损失为0.75%，需水量比率为94.1%。在设计混凝土组成试验时，选择了两种添加剂：减水剂和早期放大器。为了避免混凝土冷凝过程中出现任何不良反应，可以使用高稳定性的聚羧酸减水剂大大提高混凝土的密实性和耐久性，该减水剂可以有效地减少无氯化离子的水，并且不会导致钢筋腐蚀。早期剂的主要目的是快速形成混凝土的初始强度。
　　2.试验方法
　　低温实验室用于模拟寒冷地区冬季的自然条件。首先，用标准的5毫米筛分器从新鲜混凝土中筛出砂浆，并用红外温度计测量初始温度。在这个过程中，尽量把时间限制在一个短范围内然后，在低温试验室中放置炉渣和水泥卡，手动将低温试验室的温度定为摄氏0度、摄氏5度和摄氏10度。在试验过程中不断检测到砂浆温度的变化。0.5小时后，当试验针停止下落或试验针在0.5分钟内沉入距底座4毫米的地方时，将取出砂浆和水泥尺寸仪表，砂浆达到初始冷凝状态。水泥的初始冷凝时间是添加搅拌水到初始冷凝状态之间的时间。为了得出有效的结论，每15分钟测量并记录一次温度数据。测量了砂浆的初始冷凝时间后，试验膜和砂浆从玻璃板上进行平移，大直径端向上放置在玻璃板上。然后将泥砂浆和水泥放入低温实验室。除了模拟低温地区冬季环境温度对桥墩混凝土凝结时间的影响外，试验还考虑了混合比设计中涉及的各种原料的影响。通过控制变量，可以获得各种因素对实验砂浆的初始和最终凝结时间的影响。
　　3.试验结果分析
　　（1）混凝土的内外温度
　　桥墩基础混凝土的初始和最终凝结时间，在冬季寒冷地区的实际施工条件下可能受到很大影响。对三种模拟温度条件下混凝土凝结时间的影响规律进行了研究，记录了混凝土外部环境温度和内部温度的比较变化。实验室模拟温度与混凝土内部温度不匹配。一是由于温度调节后的冷却过程，不能实时;其次，水泥在水合过程中释放热量，降低冷却率。在不同的外部模拟温度下，冷却曲线的坡度会随着预设温度的降低而增加，而且混凝土中的冷却速度也会随之增加。
　　（2）温度对凝结时间的影响
　　试验结果表明，随着不同低温环境下环境温度的下降，每组混凝土的初始和最终凝结时间逐渐延长。如果1号混凝土组在室温（20℃）下快速排入水中，则初始冷凝时间为58分钟，最终冷凝时间为88分钟。随着时间的推移，混凝土外部模拟温度逐渐下降，凝结时间显着增加，平均增长率约为46%至摄氏0度。由于温度下降，水泥的水合速度降低了其根本原因是水泥中各种化学成分的化学活性下降，导致宏观经济层面的凝结时间增加。
　　（3）配合比对凝结时间的影响
　　添加剂的作用。减压剂不会改变混凝土冷凝时间随外部温度变化的一般规则：随着温度的降低，混凝土的初始冷凝时间和最终冷凝时间继续增加。随着减压剂含量的增加，混凝土整体冷凝时间逐渐增加。当室外温度达到0 c时，其含量对冷凝时间的影响主要反映在最终冷凝中。早期剂对桩基混凝土凝结时间的影响主要体现在初始冷凝时间上。因为早期强度的原理是加速混凝土早期强度的发展，即加速水泥的水合。随着时间的推移，混凝土内外的温度越来越接近，效率也逐渐降低。因此，在混凝土施工过程中，应确保热条件和矿物辅料的影响。研究表明，添加粉煤灰可以提高混凝土的均匀性，延长混凝土的凝结时间。添加矿物吸附剂总体上改善了桩基础混凝土的凝结时间，随着室外温度的升高而增加。随着温度的降低，它对凝结时间的影响相应减少。对胶比对桩基础混凝土凝结时间影响的研究表明，随着胶比的增加，混凝土冷凝时间稍长，在低温下受到限制。造成这种情况的原因是胶结比较低的桩状混凝土含水率较低，因此温度没有显着影响。胶比增大，含水量增加，凝结速度受到低温双重影响。

　　结束语
　　总之，通过模拟凝结条件，测量不同配合比下桩基混凝土的凝结时间，研究了冬季寒冷地区桩基混凝土施工的影响因素。除了对混凝土凝结时间的影响外，低温地砖还对混凝土桩性能的其他方面产生影响，需要进一步研究。
　　参考文献
　　[1]侯立斌.冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑技术[J].交通世界，2018，（24）：104-105.
　　[2]苏家仲.冬季道路桥梁施工中的混凝土浇筑技术分析[J].山西建筑，2018，44（19）∶169-171.