在寒冷地區(qū),低溫以及頻繁的凍融循環(huán)是水泥管面臨的嚴峻挑戰(zhàn),為有效抵抗凍融破壞,需要從多個環(huán)節(jié)采取針對性措施。原材料的選擇與優(yōu)化。選用抗凍性能優(yōu)良的水泥至關(guān)重要,比如硅酸鹽水泥,其水化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,能在低溫下保持較好的強度。同時,合理搭配骨料,盡量采用質(zhì)地堅硬、吸水率低的骨料,像石英砂、玄武巖碎石等,減少因骨料吸水結(jié)冰膨脹對水泥管內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成的損傷。還可適量摻入礦物摻合料,如粉煤灰、礦渣粉,它們能優(yōu)化水泥石的孔結(jié)構(gòu),使孔隙更加細化、均勻,降低孔隙水結(jié)冰產(chǎn)生的膨脹壓力。
在水泥管的生產(chǎn)工藝上,控制水灰比是關(guān)鍵。較低的水灰比意味著水泥漿體更為密實,孔隙率降低,減少了可供水分聚集結(jié)冰的空間。一般通過精準的計量設(shè)備,將水灰比嚴格控制在 0.4 左右。此外,采用高頻振搗等方式,進一步排除水泥漿體中的氣泡,讓管體更加致密。
養(yǎng)護環(huán)節(jié)同樣不容忽視。早期養(yǎng)護要確保水泥管處于溫暖潮濕的環(huán)境,加速水泥水化,提升早期強度,增強其抗凍能力。例如采用蒸汽養(yǎng)護,在恒溫恒濕的養(yǎng)護室里,讓水泥管在適宜溫度下充分水化。而后期在寒冷季節(jié)來臨前,對已鋪設(shè)的水泥管采取防護措施,如包裹保溫材料,像巖棉、聚氨酯泡沫板等,減少外界低溫對管體的直接影響。
在水泥管的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面,適當增加管壁厚度,能夠為抵抗凍融破壞提供更多的余量。同時,優(yōu)化管身的配筋設(shè)計,使鋼筋在管體內(nèi)部形成穩(wěn)固的支撐體系,約束因凍融產(chǎn)生的微裂縫擴展,增強整體結(jié)構(gòu)的耐久性。通過以上從材料、工藝、養(yǎng)護到設(shè)計的全方位措施,才能保障水泥管在寒冷地區(qū)長期穩(wěn)定地發(fā)揮作用,抵御凍融循環(huán)帶來的破壞。