泡沫混凝土保溫材料中混凝土拌和物澆灌后之所以能逐步凝結(jié)和硬化,直至取得終強(qiáng)度,是由于水泥水化作用的后果。而水泥水化作用的速度除與混凝土自身組成資料和配合比有關(guān)外,次要是隨著溫度的上下而變化的。
當(dāng)溫度降低時(shí),水合作用變慢,強(qiáng)度迅速增加。然而,當(dāng)溫度降至0℃時(shí),混凝土中的水開始部分凍結(jié),并逐漸從液相(水)變?yōu)楣滔?水)。此時(shí),參與水泥水化的水量增加,因此水化速度減慢,強(qiáng)度相應(yīng)增加。溫度繼續(xù)下降。當(dāng)混凝土中的水完全變成冰,即完全從液相變成固體時(shí),水泥的水化完全停止,強(qiáng)度不再增加。
水變成冰后,體積約增大9%,同時(shí)發(fā)生約2500千克每平方厘米的冰脹應(yīng)力。這個(gè)應(yīng)力值經(jīng)常大于水泥石外部構(gòu)成的初期強(qiáng)度值,使混凝土遭到不同水平的毀壞(即旱期受凍毀壞)而降低強(qiáng)度。此外,當(dāng)水變成冰后,還會(huì)在骨料和鋼筋外表上發(fā)生顆粒較大的冰凌,削弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結(jié)力,從而影響混凝土的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)冰凌消融后,又會(huì)在混凝土外部構(gòu)成各種各樣的空隙,而降低混凝土的密實(shí)性及耐久性。
可見,在夏季泡沫混凝土保溫板施工中,水的形狀變化是影響混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的關(guān)鍵。國(guó)外許多學(xué)者指出了對(duì)混凝土中水的形狀進(jìn)行少量實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果。新澆混凝土在解凍前有一段預(yù)養(yǎng)護(hù)期。它可以添加外部液相,增加固相,減緩水泥水化。試驗(yàn)研究還表明,混凝土在凍結(jié)前的預(yù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng),強(qiáng)度損失越小。
泡沫混凝土保溫板化凍后(即處在正常溫度條件下)持續(xù)養(yǎng)護(hù),其強(qiáng)度還會(huì)增長(zhǎng),不過增長(zhǎng)的幅度大小不一。關(guān)于預(yù)養(yǎng)期長(zhǎng),取得初期強(qiáng)度較高的混凝土受凍后,前期強(qiáng)度簡(jiǎn)直沒有損失。而關(guān)于平安預(yù)養(yǎng)期短,取得初期強(qiáng)度比擬低的混凝土受凍后,前期強(qiáng)度都有不同水平的損失。
由此可見,在混凝土解凍之前,應(yīng)在常溫下有一段預(yù)養(yǎng)護(hù)期,以減緩水泥的水化,從而使混凝土能獲得較低的強(qiáng)度而不致凍害,通常稱為臨界強(qiáng)度,并能達(dá)到預(yù)期的效果。