摘要：混凝土，是当代建筑工程施工中所应用的基础材料，它与工程质量、承重能力等方面均有关联。基于此，本文以实验研究方法，对低温条件下桥梁桩基混凝土性能进行分析，以达到明晰基混凝土性能规律，促进国内桥梁建筑产业发展的目的。
关键词：低温条件；桥梁桩基；混凝土性能
引言：桩基建设，是桥梁施工中的主要环节，也是影响桥梁稳定性的重要条件。为了确保桥梁建设工艺应用更为科学，桥梁施工中基本材质的应用性能分析，就成为高品质建筑施工战略推进的首要条件。
1、实验材料与方法
1.1 实验材料
桥梁桩基建设过程中，混凝土是最基础的施工原料，为保障该材料在低温环境下性能受影响的比重最低，本次以桥梁桩基建设常规混凝土运用规格为例，随机取样加以研究。本次实验中使用材料包括水泥（P▪O42.5）、粉煤灰（用水比94.2%）、矿渣（经磨碎处理）、外加剂（减水剂与早强剂）[1]。
1.2 实验方法
实验模拟北方冬季施工环境，对桥梁桩基混凝土性能进行探索，实验方法可归纳如下：
（1）所有原料同时按照3份准备开展实验，1、2组材料按常规标准2：2：1：1进行放置，3组材料中外加剂的比例减少为原比例的0.5倍，水胶比也调节为原来的0.5倍。
（2）分别采用5mm的筛子，对搅拌均匀的混凝土进行分浆，并运用红外线温度测量设备获取初始常温温度。
（2）将材料放入到低温环境内，1组处于放置在0℃环境下，2组、3组分别放置在0℃，（-10）℃，（-20）℃三等级环境下，然后将水泥维卡仪放入实验空间内；
（3）待混凝土砂浆表面出现下沉、或底面部分有稳定层时，可确认为混凝土初凝时间，记录此时实验样品的状态；
（4）后续每间隔30分钟进行一次数据记录，直到实验样品彻底凝结，此时称为终凝结时间。
2、实验结果
依据实验过程中记录信息，将实验结果分析如下：（1）混凝土处理低温环境状态时，初凝时间和终凝时间均出现了明显的延长趋势。其中2组实验样品的初凝时间为1.1h，终凝时间为1.9h；3组实验样品的初凝时间为1.3h，终凝时间为1.8h；（2）当混凝土混合材料中外加剂、水胶比均减少时，混凝土凝结时间会出现更明显的变化。
3、讨论
低温条件下桥梁桩基混凝土性能会受到一定的干扰。结合实验得到的相关结论：
3.1 外部环境温度对混凝土整体温度的影响
混凝土各类材料混合后会产生一定的热量，这部分热量在外部环境低温状态下，依然不能保障混凝土材料的本质性能。即，只要混凝土的外部施工温度降低，混凝土使用性能就会受到干扰，两者之间并非重合的关系。比如，实验期间1组样品处于0℃，而2组温度处于变化的低温环境之内，对比结果表明，2组样品的初凝温度和终凝温度之间有着较为明显的下降趋势。
在日常桥梁基桩混凝土部分施工期间，施工人员应明确混凝土内部温度和外部温度之间的差异，不能将两者混淆而谈。具体工作开展过程中，施工人员应在桥梁加速基桩外部施工环境下降时，立即采用保温措施，方可避免低温环境对混凝土性能的影响。
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3.2 低温环境影响各项材料的凝结能力
由于凝集材料多属于常温环境下施工材料，当施工环境外部温度出现大跨度下降趋向时，会直接导致混凝土内部材料各类化学成分的活性能力减弱，从而也就延长了混凝土凝结时间。
3.2.1 低温环境对水泥性能的影响
普通硅酸盐水泥成分主要包括氧化钙、三氧化二铁、氧化酶、氧化镁、氧化硅等成分。与水混合后，这些化学原料本身会释放出热量，以保障其他成分也可以快速进行溶解，充分融合后物体会在温度逐步下降后，物质材料本身的形态也从流体转换为固体。但若外部环境所在温度较低时，水泥遇水后发散出来的热量首先是保障自身的流体性，此时就会有大量的热量，被用来调节外部温度的差异问题，继而也就没有更多的热量去辅助其他材料进行转换，材料之间的分子融合度较低，进而导致混凝土材料的初凝时间和终凝时间会延长。
3.2.2 低温环境对外加剂的影响
外加剂是一种混凝土材料调节辅助性资源，它主要混凝土搅拌过程中起到催化的作用。在常温环境下，如果混凝土内部各类材料之间的主动融合能力不足，外加剂可通过吸收水分、或者是增加粘合强度等，帮助材料之间的分子快速运动。低温环境中，外加剂自身的分子活跃度会大大受影响，它在混凝土材料混合期间所起到的催化性作用自然也会出现下降的趋向。比如，2组实验样品的凝结时间比1组实验样品的凝结时间要长，就是低温环境对外加剂性能干扰的体现。
日常生产工程中，为了降低桥梁桩基建设外部温度变化对混凝土材料产生的影响，也可以通过适量增加外加剂比例的方式解决问题。比如，实验过程中2组实验中所用外加剂为常规比例，3组实验样品中所用外加剂相对减少了0.5倍，则样品的初凝时间和终凝时间又出现了明显的延长趋势。即，在低温环境下进行混凝土资源运用过程中，施工方可充分发挥外加剂的辅助与调节性作用，做好催化与防护战略[2]。
3.3.3 低温环境对矿物掺杂含水量的影响
低温环境中桥梁桩基建设中所运用的混凝土材料，也会对矿物杂质的含水量产生一定的负面干扰。矿物杂质主要是由氧化钙、钠等成分构成，粉碎后这渣均有较高的吸水性。在低温环境下水泥等成分并无多余热量辅助粉煤灰内水分蒸发，造成材料本身所蕴含的水分会大大增加，此时混凝土内部有大量的水分无法排除，就会直接造成物质之间的分子孔隙增大，凝结时间因此而延长。
后续施工过程中，为减小外部温度环境对混凝土凝结的影响，也可以采取适量添加泥土等方式，缩小粉煤灰等材质空间缝隙的方法，提升混凝土材质的凝结能力。
3.3.4 低温环境对水胶比性能的影响
低温环境对混凝土资源的性能影响，也体现在低温环境会造成内部水胶材料的融合协调性降低。一方面，低温环境下水会变成固态，混凝土中所添加的融合胶也会变成固态。它们在这种状态下，是就无法将水泥、粉煤灰等成分融合在一处。同时，低温环境下各类原料的性能强度都会受到干扰，再加上缺少水胶的调和，后续凝结、固定的能力更是会大大降低。另一方面，如果水胶比的掺入比例能够适当调节，减少水的比例，增加融合胶的比重，就可以利用水泥本身的热量，实现内部成分之间迅速调和，混凝土凝结时间就会缩短，反之，混凝土的凝结时间就会延长。实验中2组合3组数据之间的对比，充分证明了水胶比调节在应对低温施工环境中的作用，后续施工过程中，应结合混凝土中各类材料的基本性能，科学的进行比例调整。
结论：综上所述，低温条件下桥梁桩基混凝土性能分析，是当代城市建设工作实践中进行规律总结的理论归纳。在此基础上，本文通过低温环境对水泥性能的影响、低温环境对外加剂的影响、低温环境对矿物掺杂含水量的影响、低温环境对水胶比性能的影响等方面，分析低温条件下桥梁桩基混凝土性能调节方式。因此，文章研究结果，将为我国城市建筑施工技术运用和创新提供新思路。
参考文献：
[1]李建鑫.低温条件下桥梁桩基混凝土性能研究[J].甘肃科学学报，2020，32（01）：105-109.
[2]龙建旭.探讨桩基检测中桥梁混凝土超声波检测技术的应用[J].中国建材科技，2019，28（03）：16-17.
论文作者:李静,陈娟
论文发表刊物:《建筑模拟》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/14
标签：混凝土论文; 低温论文; 环境论文; 桩基论文; 材料论文; 桥梁论文; 性能论文; 《建筑模拟》2020年第2期论文;