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篇1
混凝土拌和前應用熱水或蒸汽將拌和機沖洗,拌和時間應比一般季節延長50%左右。冬季的混凝土運輸應盡可能減少轉運次數,最好采取一次直接運送。運輸設備要有可靠的防風措施,并盡可能加以保溫。各種運輸設備在工作結束時,必須立即用蒸汽或熱水沖洗干凈;恢復工作時要首先加熱。
冬季混凝土澆筑的防凍措施主要有蓄熱法和暖棚法。蓄熱法一般適用于氣溫在-10℃ 以上,暖棚法適用于氣溫在一10℃以下。
蓄熱法就是在混凝土澆筑塊的外表面用導熱性能低的材料進行保溫,熱源為預加到混凝土組成材料的熱和水泥水化熱。施工用的模板應為保溫模板,澆筑完畢的混凝土頂面,要立即用保溫材料覆蓋。蓄熱法實質上就是表面保溫法,它和混凝土壩的表面保護,在形式上是一致的;但它們的目的和要求卻是不同的。表面保護的目的是防止混凝土的表面裂縫,它要求混凝土的內表溫差不超過允許標準。蓄熱法的目的是防止混凝土的表層凍害,它要求混凝土表層溫度不低于其正常凝固硬化的溫度。
暖棚法就是在混凝土澆筑倉位上搭設暖棚,棚內通常用蒸汽排管或暖風機供熱,使棚內溫度保持在0~5℃左右。
暖棚主要由棚蓋、支承結構和保溫層的圍護結構等組成。我們通常采用的型式有三種。
綁扎式暖棚是一種簡易暖棚。用10×10cm的預制混凝土柱作支承,高3.5~4.om。棚蓋采用圓木現場綁扎。保溫層采用草簾、草墊及帆布等。棚頂的混凝土下料口設活動料口蓋,并用麻袋片包草墊保溫。
篇2
Keywords: quality control measures of concrete construction in winter
中圖分類號: TU71 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
隨著建筑市場的飛速發展,建筑工程施工周期要求越來越短,混凝土冬季施工在所難免。若采取的措施不當。會給施工的工程帶來不利影響,極易給工程質量造成隱患或出現質量事故。由于氣候寒冷,給混凝土施工帶來一系列的問題需要解決。同時近年來,冬季施工技術取得了很大的進步,一些新的施工技術不斷積累,經驗更加成熟,在施工實踐中取得了良好的效果,對加快工程建設速度、確保工程質量起了很大作用[1]。
1混凝土冬季施工的技術要求
對冬季混凝土施工除對其常規質量檢查外, 還應檢查混凝土早期受凍、溫差裂縫及加熱脫冰等。為全面保證混凝土質量, 其質量檢查控制應對原材料、配合比、施工過程中各主要環節及硬化的混凝土進行全面的控制和檢查。
1.1 原材料的選擇
水泥:優先選用活性高、水化熱大的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,強度等級≥32.5M Pa,最小水泥用量>300kg ,應注意該品種水泥不適用于高溫養護環境。
骨料:一般均露天堆放,應提前備料,有條件的應進行覆蓋或搭棚,使其達到無冰塊、雪團、大泥塊,不結塊的要求。砂要求含泥量≤3%,泥塊含量≤1%,級配良好;石子宜選用連續粒級,針片狀含量≤1%,含泥量≤1%。其它指標根據試驗確定。
摻合料:若摻粉煤灰,宜采用Ⅰ級灰,優先選用磨細粉煤灰,以提高其活性,利于強度發展。摻量控制在水泥用量的20% 以內,粉煤灰燒失量≤4%。若選用其它摻合料需經試驗確定,摻量不宜過高,對早期抗凍性能不能有不良影響。
防凍劑:在配制防凍劑前, 應檢查測定防凍劑各組分的有效成分, 水及不容物的含量。配制防凍劑時是否攪拌均勻, 有否結晶和沉淀現象。復合劑溶液是否有沉淀懸浮物等存在, 粉劑直接加入的防凍劑是否有沒經破碎潮濕結塊存在。各種外加劑同時存在時, 加入順序應符合要求[3]。
配合比:冬施配合比必須提前進行嚴格的試配,水灰比不宜大于0.5,水泥用量應較常溫提高10~20kg,在滿足施工性能的前提下,盡量減小坍落度。
1.2 冬季混凝土的拌制
(1)拌制混凝土用的骨料必須清潔,不得含有冰雪和凍塊,以及易凍裂的物質。在摻有含鉀、鈉離子的外加劑時,不得使用活性骨料。在有條件的時候,砂石篩的清洗應搶在零上溫度時做,并用塑料薄膜、油布等蓋好。
(2)拌制摻外加劑的混凝土時,如外加劑為粉劑,可與混合料一起放入攪拌機;如外加劑為液體,則與水一起加入。
(3)當施工期處于0℃左右時,可在混凝土中添加早強劑,摻量應符合使用要求及規范規定,且應在添加前做好模擬試驗,便于核實相關技術措施。對于有限期拆模要求的混凝土,還得相應提高混凝土設計等級。
(4)攪拌摻有外加劑的混凝土時,攪拌時間應取常溫攪拌時間的1.5倍。
(5)混凝土拌合物的出機溫度不宜低于10℃,入模溫度不得低于5℃。
1.3 冬季混凝土的運輸和澆注
由于鋼模板散熱較快,宜選用木質類模板。澆筑前清除模板及鋼筋上的冰雪和污垢,特別是新老混凝土( 如梁、柱)交接處。必要時可用熱風機清除冰雪和對鋼筋、模板進行預熱。當采用商品混凝土時,在澆筑前,應了解商品混凝土中摻入抗凍劑的性能,并做好相應的防凍保暖措施。分層澆筑混凝土時,已澆筑層在未被上一層混凝土覆蓋前,不應低于計算規定的溫度,最低不得低于2℃。澆筑振搗要迅速及時進行,防止溫度損失過大。振搗時間應較常溫有所增加,快插慢拔,提高混凝土的密實度。加強調度,保證混凝土供應的連續性,使澆筑一次性完成,冬季施工不宜留施工冷縫。如因技術或組織上的原因不能連續澆筑時,可在結構剪力小、便于施工的位置留施工縫,再次澆筑時,要對舊混凝土表面進行加熱[2]。
振搗抹平后,及時覆蓋塑料薄膜,并加蓋或包裹草簾等保溫材料。充分利用水泥水化熱的熱量,使混凝土在遭受凍害前達到臨界強度。必要時,根據施工現場條件,在結構外部搭設防風保溫設施,內部采用火爐、電加熱器、蒸汽等設施進行加熱養護。認真做好澆筑后混凝土測溫工作,并留置28d試塊一組,同條件養護3組(一組測臨界強度、一組用于結構實體檢測、一組備用)。拆模地間應較常溫施工推遲2~3天,拆模時砼強度要達到規定值,無特殊要求的要達到設計值的75% 以上方可拆模。拆模后亦應用塑料薄膜覆蓋或包裹養護。任何結構部位嚴禁澆水。
1.4 冬季混凝土養護
混凝土澆筑完后初期養護要經常檢查澆筑塊頂面邊角處的溫度情況, 若溫度過低應及時加強保溫。在混凝土達到臨界溫度前按時觀測混凝土內部溫度, 并利用混凝土成熟度法檢查混凝土在達到受凍臨界強度前如有受凍可能, 應加強保溫措施。采用加熱養護方法, 應經常檢查混凝土升溫速度、保持恒溫的時間和降溫速度是否符合設計機技術要求。并檢查混凝土表面是否存在加熱脫水現象。采用防凍外加劑混凝土應隨時檢查混凝土溫度, 如有降至混凝土允許最低溫度的可能, 應通過加強保溫及時解決[3]。
1.5 模板拆除
一般情況, 冬季澆筑的混凝土在冬季期間不宜拆模。如果需要拆除模板, 也要滿足拆模時混凝土強度和內外溫度要求, 大體積混凝土絕對禁止在氣溫聚降時拆模, 拆除模板后應對混凝土表面進行保溫。對一般混凝土及鋼筋混凝土結構, 冬季拆模要檢查混凝土是否達到臨界強度并要滿足有關規范規定承受荷載的強度。
2 混凝土冬季施工的常見問題及預防措施
2.1 常見問題
(1)鋼筋的銹蝕與混凝土裂縫。由于鋼筋的氧化銹蝕伴生體積膨脹,致使混凝土沿主筋或箍筋方向產生裂縫。其次,水泥的安定性不良、混凝土的水灰比太大、早期強度低和失水太快等也會引起開裂?;炷羶炔克钟蛇吘壪蛑行囊苿?,形成壓力也將引起軸向裂縫。
(2)結構疏散與水分轉移。水分轉移及結構疏散的混凝土,有表面呈冰晶、土黃色,砂漿骨料結合脆弱聲音空啞等特征。同時由于混凝土內部壓力差、溫度差、濕度差,使水分自邊緣向中心移動造成空隙。
(3)表面起灰。所謂“表面起灰”是以砂漿和粗骨料相脫離、表層風化、骨料為特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大,離析,泌水嚴重,粘聚性、保水性差,加上養護溫度低,水泥水化趨于停止,混凝土水分迅速外離,導致表面起灰。
(4)結晶腐蝕—混凝土表面返霜?;炷劣不螅撤N外加劑溶液通過毛細管的作用滲到混凝土表面,而混凝土表面的水分則逐漸蒸干,此種情況還將影響混凝土與飾面層的結合[4]。
2.2 預防措施
針對上述4點質量通病,分別采取以下4 條措施:
(1)嚴格控制氯鹽的摻量,控制水泥質量和混凝土混合物的水灰比。
(2)適當摻用防凍劑、減水劑、早強劑、引氣劑等組成的復合外加劑,減少水灰比,采取重復振動,加壓振動等,提高結構致密性。
(3)嚴格控制水灰比,延長混凝土混合物攪拌時間,表面復蓋塑料薄膜保水。
(4)適當控制外加劑的用量,外加劑充分溶解后適當延長攪拌時間,混凝土澆灌后,立即在其表面復蓋1~2層薄膜塑料,嚴防混凝土水分外移。
3結束語
冬期施工雖不常發生,但如果發生不提前準備和防范,會影響給工程質量、進度,措施不當會給工程質量帶來隱患,因此,在工程即將進入冬期前作好防范,在施工期間作好控制是必要的,是保證工程質量必須的措施[5]。
參考文獻
[1] 陳西華. 淺談商品混凝土冬季施工. 科技咨詢導報. 2012, 5
篇3
2.混凝土早期允許受凍臨界強度滿足下列要求:
①混凝土不低于7.0MPa(或成熟度不低于1 800℃?h);
②非大體積混凝土和鋼筋混凝土不低于設計強度的85%。
3.已澆筑的混凝土,在強度低于10Mpa、成熟度小于1 800℃?h時,進入低溫季節之前,必須采取保溫措施,以防混凝土受凍。
4.進入低溫季節,施工前先準備好加熱、保溫和防凍材料,并制定防火措施。
二、施工準備
1.根據施工情況,熟悉掌握各部位施工方法,合理安排施工進度,把各種費用降到最低點。根據各時期的氣溫,選用合理的添加劑和保溫措施。
2.根據施工進度計劃,施工單位提前組織有關機具、外加劑和保溫供暖設備、材料的進場,并仔細檢查各種加熱的設備、保溫材料安全可靠性。工地臨時供水管道做好保溫防凍工作。
3.做好冬期施工砼、外加劑的試驗配驗工作,檢查施工配合比。組織人員學習施工方案,并向具體操作人員交底。安排專人進行氣溫觀測,做好記錄,與氣象部門保持聯系,及時了解天氣情況,防止寒流襲擊,積極采取措施。
三、低溫季節混凝土的施工方法
1.混凝土拌和料的要求
①冬季施工的混凝土宜選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,水泥標號為42.5,每立方混凝土的水泥用量不宜少于300kg,水灰比不應大于0.6,并加入早強劑,必要時應加入防凍劑(根據氣溫情況確定)。
②冬施用于攪拌砼的砂、石、水泥均應保持正溫,砂石骨料必須清潔,不得含有冰、雪等凍結物及易凍裂的礦物質,含泥量不得超過規定值,摻含鉀、鈉離子早強型防凍劑時砼中不得混有活性骨料。并要有足夠的儲備且集中堆放,用土工膜覆蓋保溫,防止冰雪和減少溫度損失。水泥用暖棚存放。
③外加劑采用早強劑和防凍劑,外加劑使用必須符合設計規范規定,并經試驗室的同意,并符合《混凝土外加劑應用技術規范》(GB8075、GB8076)的規定,方準使用,不同型號的混凝土外加劑,使用方法詳見說明書。
2.混凝土拌和料的加熱
通過加熱混凝土材料,使混凝土在攪拌、運輸和澆筑以后,還蓄有相當的熱量,具有適當的溫度,以便不致受到凍害。
①拌和水的加熱:混凝土拌和料中的水和砂子和粗骨料一般需要加熱。加熱時應優先加熱水,水的加熱溫度一般不超過80℃,極限可達到100℃,,但應安排好投料順序。加熱的水不能與水泥直接接觸,以免引起水泥的速凝與“假凝”。 水的加熱方法和加熱設備,考慮到本工程的規模及施工場地情況采用熱水鍋爐加熱。當水加熱到最高溫度還滿足不了混凝土拌和溫度的要求時,應考慮加熱骨料,骨料的加熱溫度不得超過60℃,具體溫度值由熱工計算確定。
②外加劑加熱:外加劑不得用蒸汽直接加熱,外加劑加熱應在稀釋桶內進行,稀釋外加劑的水使用熱水,熱水溫度應以不喪失外加劑的作用為限。
③水泥不允許以任何方式加熱。
3.混凝土攪拌、澆筑要求
①拌和混凝土之前,采用用熱水沖洗拌和機,并將積水排除。
②當拌和用水加熱超過60℃時,改變加料順序,將骨料與水先拌和,再加入水泥,以免假凝。
③嚴格控制水灰比,不得大于0.6,由骨料帶入的水分及外加劑溶液中的水分均應從拌和水中扣除。
④砼要充分攪拌后再出倉,混凝土拌和時間比常溫季節延長50%左右,一般每盤攪拌時間不少于180秒。
⑤要求砼出攪拌機的溫度不低于10℃,入模溫度不低于5℃。選擇混凝土入倉設備時照顧到冬季施工方便,運輸設備要有可靠的防風、保溫措施。各種運輸設備工作結束后立即熱水沖洗干凈,恢復工作時要首先加熱。混凝土入倉要做到連續性,加快供料,縮短時間,這樣可以減少混凝土溫度損失,避免表層受凍。
4.防凍劑的使用
防凍外加劑摻量或配制混凝土的水溶液的濃度,隨混凝土的澆筑溫度與養護溫度不同而不同?;炷恋臐仓c養護溫度越低,需要的溶液濃度就越高。使用時應先配制成規定濃度溶液,然后根據使用要求,用規定濃度溶液再配制成施工溶液。
5.混凝土試塊留置:按規范及施工要求制作,管理,養護,送檢混凝土試塊. 每次取樣應至少留置一組標準養護試件,同條件養護試件的留置組數應根據實際需要確定。
6.混凝土的保溫和養護:
①在施工過程中,要加強對混凝土的保溫,以保證在溫度降到0℃以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力,避免角部與外露表面受凍,且要延長養護齡期。
②在冬季混凝土施工中,蓄熱法施工要求工藝比較簡單,容易操作,而且成本也比較低,是比較理想的冬季混凝土施工方法。采用蓄熱法保溫養生,由于水泥的水化作用釋放出的熱量使混凝土集料溫度上升,塑料薄膜及草袋,麻袋等保溫材料覆蓋混凝土表面使水化熱量蓄保起來,混凝土澆灌完后, 立即對外露面進行覆蓋, 但不得澆水。初期養護溫度不得低于防凍劑的規定溫度。
③保溫層搭接長度不小于30cm,澆筑面頂面保護至氣溫驟降結束或上層混凝土開始澆筑前。保溫材料不宜直接覆蓋在剛澆筑完畢的混凝土層上,可先覆蓋塑料薄膜,上部再覆草袋,麻袋等保溫材料.保溫材料的材質、鋪設厚度應根據計算確定。
④本工程采用鋼摸板,散熱快、易致使基礎混激土兩側結冰,可隨澆筑隨保溫。
⑤混凝土澆筑后在一定的時期內需要有一定養生期以使其強度逐漸上升,環境溫度對冬季施工中混凝土的養生尤為重要。結合工程實際,可采用在混凝土澆筑倉位上搭設暖棚,棚內供熱,使棚內溫度保持在0℃~5℃。
7.拆模要求
①砼模板拆除時,混凝土強度必須大于允許受凍的臨界強度或成熟度值。
②拆模時間及拆模后的保護,滿足溫控防裂要求,并遵守內外溫差不大于20℃或2d~3d內混凝土表面溫降不超過6℃。避免在夜間或氣溫驟降時拆模,如必須拆模,在拆模的同時應及時覆蓋保溫材料,以防混凝土表面溫度的驟降而產生裂縫。
8.做好大氣溫度記錄
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一、混凝土工程冬季施工的準備工作
1.根據本工程施工的具體情況,確定冬季施工需要采取防護的具體工程項目或工作內容,制定相應的冬季施工防護措施,并在物資和機械方面做好儲備和保養工作。
2.及時掌握天氣預報的氣象變化趨勢及動態,以利于安排施工,做好預防準備工作,防止遭受寒流、風雪和霜凍襲擊?;炷翝仓M量安排在寒流前后溫度較高的時間進行,小體積混凝土施工及預制的澆筑安排在白天進行,基底保護層土方開挖后應立即采取措施,并盡早澆筑混凝土。
3.當采用煤爐和暖棚施工時,作好防火、防煤氣中毒措施,棚內必須有通風口,保證通風良好,并準備好各種搶救設施。
二、混凝土冬季施工的一般原理
混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結和硬化,直至獲得最終強度,是由于水泥水化作用的結果。而水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關外,主要是隨著溫度的高低而變化的。當溫度升高時,水化作用加快,強度增長也較快;而當溫度降低到0 ℃時,存在于混凝土中的水有一部分開始結冰,逐漸由液相變為固相。這時參與水泥水化作用的水減少了,因此,水化作用減慢,強度增長相應較慢。溫度繼續下降,當存在于混凝土中的水完全變成冰,也就是完全由液相變為固相時,水泥水化作用基本停止,此時強度就不再增長。水變成冰后,體積約增大9%,當混凝土毛細孔含水率超過91.70%界值時,結冰就會產生約2500kg/cm2的冰脹應力。這個應力值常常大于水泥內部形成的初期強度值,使混凝土受到不同程度的破壞(即早期受凍破壞)而降低強度。此外,當水變成冰后,還會在骨料和鋼筋表面上產生顆粒較大的冰凌,減弱水泥漿與骨料和鋼筋的黏結力,從而影響混凝土的抗壓強度。當冰凌融化后,又會在混凝土內部形成各種各樣的空隙,降低混凝土的密實性及耐久性。
由此可知,在冬季混凝土施工中,水的形態變化是影響混凝土強度增長的關鍵。國內外許多學者對水在混凝土中的形態進行的大量研究結果表明,新澆混凝土在凍結前有一段預養期,可以增加其內部液相,減少固相,加速水泥的水化作用。研究還表明,混凝土受凍前預養期愈長,強度損失愈小。混凝土化凍后(即處在正常溫度條件下)繼續養護,其強度還會增長,不過增長的幅度大小不一。對于預養期長,獲得初期強度較高的混凝土受凍后,后期強度幾乎沒有損失。而對于安全預養期短,獲得初期強度比較低的混凝土受凍后,后期強度都有不同程度的損失。由此可見,混凝土凍結前,要使其在正常溫度下有一段預養期,以加速水泥的水化作用,使混凝土獲得不遭受凍害的最低強度,一般稱臨界強度,即可達到預期效果。對于臨界強度,各國規定取值不等,我國規定為不低于設計標號的30%,也不得低于3.50MPa。
三、混凝土冬季施工方法的選擇
從上述分析可以知道,在冬季混凝土施工中,主要解決3個問題:一是如何確定混凝土最短的養護齡期;二是如何防止混凝土早期凍害;三是如何保證混凝土后期強度和耐久性滿足要求。在實際工程中,要根據施工時的氣溫情況、工程結構狀況(工程量、結構厚大程度與外露情況)、工期緊迫程度、水泥的品種及價格、早強劑、減少劑、抗凍劑的性能及價格、保溫材料的性能及價格及其熱源的條件等來選擇合理的施工方法。一般來說,對于同一個工程,可以有若干個不同的冬季施工方案。一個理想的方案,應當用最短的工期、最低的施工費用,來獲得最優良的工程質量,也就是工期、費用、質量最佳化。目前,基本上采用以下4種方法。
1.調整配合比方法
主要適用于在0℃左右的混凝土施工。
具體做法:①選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗結果表明,應使用早強硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大,且在早期放出強度最高,一般3d抗壓強度大約相當于普通硅水泥7d的強度,效果較明顯。②盡量降低水灰比,稍增水泥用量,從而增加水化熱量,縮短達到臨界強度的時間。③摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下,加入引氣劑后生成的氣泡,相應增加了水泥漿的體積,提高拌和物的流動性,改善其粘聚性及保水性,緩沖混凝土內水結冰所產生的水壓力,提高混凝土的抗凍性。④摻加早強外加劑,縮短混凝土的凝結時間,提高早期強度。應用較普遍的有硫酸鈉(摻用水泥用量的2%)和MS-F復合早強試水劑(摻水泥用量的5%)。⑤選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料,使其熱膨脹系數和周圍砂漿膨脹系數相近。
2.蓄熱法
主要用于氣溫-10 ℃左右,結構比較厚大的工程。做法是:對原材料(水、砂、石)進行加熱,使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后,還儲備有相當的熱量,以使水泥水化放熱較快,并加強對混凝土的保溫,以保證在溫度降到0 ℃以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。
為了提高混凝土的出機口溫度,應優先考慮拌和水加熱,如不滿足要求才考慮骨料加熱;水泥不能直接加熱。
對拌和水加熱時,水溫不宜超過60℃,如超過60℃,應改變加料順序:將骨料與水先拌和、然后再加入水泥,以免造成水泥假凝,影響混凝土質量。
對砂石骨料加熱一般是采用排管通熱水或通蒸汽加熱。骨料加熱的最高溫度不宜超過60℃。采用蒸汽加熱時,粗骨料可直接加熱,但不能影響混凝土的水灰比。
混凝土拌和前應用熱水或蒸汽將拌和機沖洗,拌和時間應比一般季節延長50%左右。冬季的混凝土運輸應盡可能減少轉運次數,最好采取一次直接運送。運輸設備要有可靠的防風措施,并盡可能加以保溫。各種運輸設備在工作結束時,必須立即用蒸汽或熱水沖洗干凈;恢復工作時要首先加熱。
此法工藝簡單,施工費用不多,但要注意內部保溫,避免角部與外露表面受凍,且要延長養護齡期。
3.外部加熱法
主要用于氣溫-10 ℃以上,而構件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣,將熱量傳給混凝土,或直接對混凝土加熱,使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。
①火爐加熱。一般在較小的工地使用,方法簡單,但室內溫度不高,比較干燥,且放出的二氧化碳會使新澆混凝土表面碳化,影響質量。大棚搭建的質量對火爐加熱的效果有明顯影響。同時要注意保持大棚內的濕度、溫度及溫差(理想溫度為13℃到17℃),防止加熱溫度過高導致混凝土收縮劇烈而出現縱向裂縫;防止火爐加熱不均導致混凝土出現裂縫;大棚在養護期后不加熱的狀態下保留3天,防止拆大棚混凝土溫差過大出現裂縫。②蒸氣加熱。用蒸氣使混凝土在濕熱條件下硬化。此法較易控制,加熱溫度均勻。但因其需專門的鍋爐設備,費用較高。且熱損失較大,勞動條件亦不理想。③電加熱。將鋼筋作為電極,或將電熱器貼在混凝土表面,使電能變為熱能,以提高混凝土的溫度。此法簡單方便,熱損失較少,易控制,不足之處是電能消耗量大。④紅外線加熱。以高溫電加熱器或氣體紅外線發生器,對混凝土進行密封幅射加熱。
4.摻抗凍外加劑
在-10~-15 ℃之間的氣溫中,對混凝土拌和物摻加一種能降低水的冰點的外加劑,使混凝土在負溫下仍處于液相狀態,水化作用能繼續進行,從而使混凝土強度繼續增長。目前常用的有氧化鈣、氯化鈉等單抗凍劑及亞硝酸鈉加氯化鈉復合抗凍劑。
四、結語
上述幾種冬季施工方法都有利有弊,其適用范圍都受一定條件的制約。應根據工地現有條件,采用1種或2種以上施工方法結合使用。
參考文獻:
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混凝土是一種應用極其廣泛的建筑材料,是構成建筑物主體的重要組成部分。由于混凝土的自身特點,施工環境和溫度對其質量的影響較大。溫度對混凝土水化作用速度的影響主要表現為:溫度越低,水化作用的速度越緩慢。因而混凝土冬季施工中,水化作用速度較慢,極易產生各種質量問題,需要采取一系列優化控制策略避免問題的產生。
1 建筑工程混凝土冬季施工質量問題
在冬季進行混凝土施工有時是不可避免的,然而此時的混凝土施工因為受到周圍環境及溫度的影響,要求運用更為復雜的施工工序和技術,一旦不能嚴格按照施工要求展開勢必造成各種質量問題的出現。
在冬季進行混凝土施工時所產生的質量問題具有極大地隱蔽性和滯后性,不易發現,各種問題多在春季才能顯露出來,為后期問題的解決帶來了極大地困難。冬季混凝土施工所表現出來的質量問題主要有以下幾個方面:
①混凝土裂縫:混凝土裂縫的產生可能由多種原因引起,鋼筋銹蝕引起混凝土體積的擴大,最終造成混凝土箍筋即主筋方向產生大量裂縫;混凝土中水分的移動所帶來的壓力極易造成混凝土軸向開裂;另外,混凝土配制時水灰比過大,早期混凝土強度低,失水速度過快也會引起混凝土不同程度裂縫的產生。
②混凝土結構松散:具有該問題的混凝土在外觀上表現為黃色的冰晶狀體,敲擊聲空洞,骨料之間粘滯作用弱,抵抗外界作用能力弱。
③混凝土水分轉移:混凝土在溫度差,壓力差及濕度差等多重作用力的作用下,勢必造成其中的水分由邊緣向中心轉移,最終造成內部空隙的產生。
④混凝土表面返霜:混凝土表面返霜實際上指的就是混凝土表面的結晶腐蝕,是外加劑在混凝土硬化后滲出混凝土表面,隨著混凝土表面水分的蒸發,在表面形成結晶腐蝕,俗稱返霜。
⑤混凝土表面起灰:混凝土表面起灰主要是由于混凝土配制時水灰比過大,造成離析及泌水現象嚴重,最終導致砂漿和骨料分離,骨料外露,表面起灰。
2 混凝土冬季施工質量優化控制措施
2.1 施工方法控制
混凝土冬季施工質量控制的方法很多,就施工技術而言,根據施工溫度不同,常采用調整配合比法以及蓄熱法。
2.1.1調整配合比
在施工溫度為0℃左右時可應用此法控制混凝土施工質量,具體可通過以下幾個方面實施:一是合理選擇配合料,在配制冬季施工所用混凝土時,為提高混凝土的抗凍性能常選用硅酸鹽水泥作為主要材料,這是因為硅酸鹽水泥具有水化熱大,早期強度高等特點。另外,在選用骨料時宜采用縫隙少且硬度高的骨料,盡量使骨料熱膨脹系數和周圍砂漿膨脹系數接近,避免空隙和裂紋等質量問題的產生。
二是盡量降低水灰比,混凝土冬季施工要求具有大量的水化熱和盡量短的凝固時間,因此必須通過適量增加水泥用量來降低水灰比,減小坍落度,增加水化熱,減少達到臨界強度的時間,提高混凝土的抗凍性。
三是適當使用外加劑,混凝土冬季施工時常使用的外加劑包括早強劑和引氣劑等,早強劑主要是為了縮短冬季混凝土施工時的初凝時間,增加混凝土的早期強度,施工中常采用硫酸鈉(水泥用量的2%)和M―F復合早強減水劑(水泥用量的5%)作為早強劑,引氣劑主要是為了改善拌和物的流動性,增加其粘聚性及保水性,從而提高其抵抗混凝土內部壓力的能力,提高冬季混凝土施工質量。
2.1.2蓄熱法
在施工溫度為-10℃左右時可應用此法控制混凝土施工質量,具體可通過以下步驟實施:使用蒸汽對混凝土拌合物如水,砂,石等進行加熱,以保證混凝土在攪拌,運輸機澆筑后仍具有足夠的熱量,加快水泥水化放熱速度,提高混凝土抗凍能力。一般優先采用加熱水的方法,但水溫不宜超過60℃,防止水泥假凝,如通過加熱水的方法仍不能達到拌合物出口溫度的要求,則需對骨料進行加熱,提高溫度。該方法具有操作簡單,費用低廉等優點,但極易產生溫度不勻,內部溫度較低等現象,必須加以注意,謹慎養護。
2.2 施工過程控制
2.2.1 混凝土的施工準備工作
首先在混凝土拌合物選擇方面必須保證所采用的骨料清潔無雜質,避免因雜質造成的開裂和空空隙。采用蓄熱法控制冬季混凝土施工質量時,宜采用加熱水閥,對水加熱時,宜在水箱四周加設圍護結構,增強保溫措施,并隨時對水溫進行仔細測量和記錄。
與此同時,采用蓄熱法控制混凝土施工質量時,所有施工人員還必須加強防火意識,采取一系列防火措施。一般優先采用加熱水的方法,如通過加熱水的方法仍不能達到拌合物出口溫度的要求,則需對骨料進行加熱,提高溫度。若在添加的外加劑中包含鉀、鈉離子時,不宜采用常有的活性骨料。對骨料進行加熱時,骨料不得在鋼板上炒灼。水泥應儲存在暖棚內,不得直接加熱。嚴格控制混凝土配制時的水灰比是極為重要的施工環節,水灰比中的水分必須將由骨料帶入的水分及外加劑溶液中的水分考慮在內。
2.2.2 混凝土的運輸和澆筑
澆筑前夕,必須清除模板以及鋼筋上的冰雪以及污垢,拌合物的容器應該具備保溫措施。在冬季施工中,混凝土的運輸,必須大力減少熱量的損失,一般而言,可以通過以下幾點來滿足:減小運輸距離、確定最可行的運輸線路、將裝卸頻率和次數降低到最小、合理確定運輸容器的形式和規格、選擇合適的保溫材料。在進行冬季混凝土施工時不宜在強凍脹性地基上進行澆筑,而應在弱凍脹性地基土上進行,切澆筑時應對基土采取一系列保溫措施,以免遭凍。與支座不做剛性連接的連接梁,應在長度不超過20m的段落上同時加熱。在多跨剛架的連接橫梁中,當剛架支柱的高度與橫梁截面高度之比(H/S)小于15時,則宜采取以下方法:梁的混凝土澆筑與加熱應分段進行,段之間的間隔長度不應小于1/8梁的跨度,也不得小于0.7m。在澆筑的混凝土冷卻至15℃以下時,間斷處可用混凝土填實并加熱養護。若分層澆筑厚大的整體式結構時,在已澆筑層的混凝土溫度,以及在未被上一層混凝土覆蓋前,不應低于計算規定溫度,且不得低于2℃。
2.2.3 混凝土的養護
混凝土冬季施工必須做好澆筑后的養護及保溫工作,尤其是由正溫養護轉入負溫養護前,必須保證混凝土的抗壓強度大于等于設計強度的40%,對于C10以下的混凝土不得小于5MPa。加強混凝土保溫時常采用草袋、麻袋等保溫材料,并均應保持干燥。
3 結語
混凝土在冬季施工中,極易產生系統通病,在施工過程中,必須重點控制混凝土溫度。無論采用哪一種方法,都是基于溫度控制為中心。施工時,必須在各個環節嚴格控制施工質量,嚴格執行相關技術規范。只有如此,冬季施工過程中,才能有效保證混凝土施工質量。
參考文獻:
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二、水利工程冬季混凝土施工措施
1.原材料的配置和攪拌1.1水泥:水利工程施工中,水泥進場時要對品種、級別、出廠日期、散裝倉號或包裝等進行檢查。1.2砂石:施工混凝土中添加河砂中的粗中砂,選擇粒度較小的花崗巖。1.3聚丙烯纖維:為增加水利工程設施的使用強度及使用壽命,可以添加適當的聚丙烯纖維,保證混凝土凝結后的抗沖擊性、抗裂性能、抗凍融性能、抗收縮性能增加。1.4水:首先,混凝土中對水質的要求還是比較高的,不要因為這樣的水用于施工就不在意水的質量和純度,混凝土中水的最低要求是要符合生活用水的標準,因為水質不純會影響混凝土的質量。其次,水溫也有要求,不宜過高,也不宜過低,一般都會對常溫的水進行加熱,標準是低于八十攝氏度,溫度過低會影響材料凝合,溫度過高會出現材料假凝合的情況。2.施工用混凝土的溫控措施。2.1混凝土的運輸。運輸中要保障三點:一是確保時間控制在有效范圍內,因為混凝土配比完成以后,放置時間過長不進行后續施工會致使澆筑以后堅硬程度降低;二是在運輸中確保交通暢通,運輸之前做好路徑勘察工作,避開擁堵路段;三是做好保溫措施,保證混凝土的溫度,可采用加溫措施。2.2電加熱措施。水利工程冬季建設中混凝土保溫澆筑施工措施是使用電加熱法,電加熱是借助電子設備的電熱和感應加熱,將變壓器與拌合站進行電纜連接,裝配相應的漏電保護裝置,并在拌合站的水池底部設置30-38根的電熱管,通過設置在上水口的溫度計對拌合站內的水溫進行實時測控。2.3添加防凍劑。上文已經提高了,在低溫狀態下,混凝土的水化反應會出現異常,混凝土的質量會受影響,添加防凍劑就很好的避免了這一情況,添加的時候要注意結合周圍的具體的環境,確定添加的劑量和比例,隨時根據外部溫度的變化采取措施,做到具體情況具體分析,避免一刀切。3.施工技術要求。3.1冬季混凝土澆筑后在惡劣的環境因素下水化速度加快,混凝土的內部釋放熱量,但冬季晝夜溫差大,造成混凝土的溫度極低甚至冰凍現象的發生,導致溫度分布不均衡出現應力平衡被破壞的現象發生,進而產生混凝土的開裂影響施工質量。避免類似破壞現象的發生可以在混凝土的澆筑前對模板及直徑為25mm以上的鋼筋進行預熱操作,保證澆筑時模板及截面的溫度在5-10℃左右,澆筑過程中機械振搗要配合嚴密。在澆筑工序實施以后,當溫度降低時,要做好保溫措施,一般采用搭建保溫棚的措施,通過這樣的封閉避免內部溫度降低,也可以適當加溫,控制混凝土質量。3.2澆筑的周期會影響混凝土的質量,如果時間過長,混凝土就會受到低溫的長時間影響,所以施工方一定要嚴格控制澆筑的時長,首先要提高工程的技術,這樣就能夠按照合理的工序進行,程序化作業有利于縮短施工時間;其次要做好培訓工作,提高工作人員的施工效率。4.混凝土的養護?;炷临|量的保障,養護工作是非常重要的一個環節,很多混凝土質量出現問題可能并不是前期制作的過程中造成的,很大一部分都是由于后期的養護工作沒有做到位,致使問題頻發。混凝土的后期養護工作主要從三個方面進行。一是控制水分蒸發。上文也都詳細的分析過了,水在混凝土中的作用很大,如果在后期水分都蒸發殆盡了,混凝土也就完了,所以要嚴格控制水分蒸發,一般采用覆蓋的方式,在混凝土澆筑完成后十二小時內完成。二是做好保溫工作。冬季混凝土施工的重要影響就是低溫,我們也分析了低溫對混凝土造成的危害,所以保溫工作很重要。一般保溫的方式是通過加蓋保溫棚,保溫棚的制作材料用草,因為草的保溫效果比較好,草簾還可以避免大風影響。三是適當加熱。如果溫度過低,保溫措施也難以抵御,這時候就要采取加熱措施,通過蒸汽管道的方式進行加熱。
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某辦公樓工程總用地面積5763.392平米,總建筑面積40738.2平米,其中地下13859.7平米,地上26878.5平米,建筑基地面積1881平米,容積率4.5。該建筑地下4層,地上19層,為高層綜合辦公樓,地下四層為六級人防物資庫,平時為汽車庫,地下三層為汽車庫,地下二層為設備用房和職工餐廳,地下一層為自行車庫和商業用房,首層為辦公入口大廳和商業用房,二層為西餐廳和咖啡廳,三層及以上為辦公用房。下面將對該工程冬季混凝土施工措施進行探討。
1 鋼筋工程
1.1 當環境溫度低于-5℃情況下,對鋼筋的對焊時,焊工必須有合格上崗證件,應嚴格執行安全技術措施,加強焊工的安全意識,防止發生燒傷、觸電和火災等事故,在大面積焊接前,應先進行試焊,經檢驗合格后,方可進入實際現場具體施工點施焊,并應根據施工條件進行焊接工藝參數調整,使焊縫和熱影響區緩慢冷卻并應有擋風措施,未冷卻的接頭應避免冰雪接觸。在焊接完畢后,應對全部接頭的外觀質量進行自檢。
1.2 全部獨立柱鋼筋由于直徑大于ф20,故均采用電渣壓力焊,現場截取試件進行強度試驗(用3個拉伸,3個彎曲試驗)按200個同類型接頭按為一批,合格后方可繼續施焊。并在接頭外不得有橫向裂縫,不得有表面燒傷,按頭處的彎折,編移不得大于0.1感覺直徑,同時不得大于2cm,外觀不合格的地方要重新切除,重焊后,可提交二次驗收。
1.3 在施焊過程中注意事項:①在對焊機使用時應裝設電壓表,如電壓降大于5%,應適當提高變壓器級數,電壓的電壓降到8%以下,則應停止焊接,以確保質符合要求。②每天在焊試件前均要先進行試焊,調減電壓到正常使用范圍內方可進行實際焊接。③在焊接前,應清除鋼筋焊接部位處的鐵銹,污物等端部扭曲,彎折應予以矯直,對不符要求的接觸部位應切除。
2 砼的工程
冬期砼的實質是在自然負溫環境中要創造各種可能的養護條件,使砼得到硬化并增強?,F場采用強制攪拌機,微電腦控制計量。
2.1 材料要求:①水泥選用神華集團的天橋P42.5普通硅酸鹽水泥。進入現場應進行常規安定性和強度試驗,合格后方可使用。②粗骨料選用山西柳林的20~40標準料,并應極配良好、堅硬,拉到現場后此料應無冰塊、雪團等。進入現場后進行壓碎和級配試驗,合格后方可投入使用。③拌合水為甲方提供的民用地下清水(深井70m以下)。④配合比,按試驗室提供的配合比比設計圖紙高一個標號進行,柱由C30變為C35,梁板由C25變為C30。
2.2 砼的澆筑要點:
混凝土攪拌控制時間比常溫延長50%左右。由塔吊到施工地點澆灌應盡可能縮短時間。
①澆筑時要、保證砼的均勻性和密實性,保證的整體性,尺寸應準確,鋼筋預埋件位置應誤差小于2cm,拆模后砼表面應平整、光滑,無蜂窩、麻面、缺棱掉角現象,為防止凍結,在澆筑前應對現場已綁扎支模的柱、梁、板進行防風砂、防凍結雪保護,并對由于氣溫下降造成凍結的砼進行二次加熱攪拌,使攪拌場具有適宜的施工和易性再澆筑。②施工縫的位置:獨立柱留在梁底20—30mm水平縫處,梁、板、墻應留垂直縫,板留在結構剪力較小的板的部位并應板短邊方向,且便于二次施工。樓梯留在樓梯長度中間1/3范圍內。③在施工縫和后澆帶澆工中,應先剔掉水泥薄膜和松動石子,濕潤沖洗干凈,在接縫處的砼溫度高于原砼2℃以下,然后先鋪水泥素漿一層,應比原砼的強度高于1.2MPa,再進行澆灌,梁、板后澆帶處應去掉直搓以外的松動部位,形成垂直接縫,再按設計比例摻入,WG—HEA型膨脹劑,采用比原混凝土強度等級高一級的砼搗實。
2.3 砼澆灌過程質量控制:
配合比比原施工配合比提高一個標號,坍落度控制在5—7cm,骨料含泥量<2%,砂<3%來控制質量。
①在澆灌前還應對機械和使用的手中工具(鐵鏟、撬桿)等做一遍檢查。②在后澆帶中的梁、板鋼筋不斷開,砼拌和物入模澆灌,必須振動密實,并能充分填滿模板的各個角落,振動到混凝土不下沉為止,由于是冬季施工,振搗要快速,不得任意拖延振搗時間。③柱施工要點:在澆筑中,每個施工內柱子應按外向內對稱左右順序澆筑,不得從一方向推進,以防止模板受推逐漸傾斜,造成積累誤差,避免底部少振漏振,和四角過振,造成棱角處混凝土產生離析,拆模后影響柱砼的外觀質量。④梁、板施工要點:由于本辦公樓設有后澆帶,因此在施工中可以采用向一方向推進的辦法,施工中由于梁的高于均小于750,故可以同時進行梁、板澆灌,為了修補,冬季施工期,采用24小時不間斷,連續作業方法,不留施工縫,一次澆筑到后澆帶部為⑩~④,后澆帶1.2mm寬處空開,再從①~④進澆灌,在澆灌中,梁和側面要實,避免孔洞,在柱梁交錯處,由于鋼筋應過大,采用20mm細振動棒,提高一標號用C35砼10—30骨料澆灌。
2.4 砼表面處理、養護、保養:①振搗后 用木抹子抹平,50厚木水平靠尺找平,表面刷成毛面以便增加地面墊層于面層的粘結性,并應用滿鋪架空塑料布二層,草蓬一層保溫,負溫情況下不進行灑水養護。②梁及五層柱整體模板不拆除。③冬季停工后將露出柱頂的鋼筋用塑料布纏裹,以防冬季鋼筋受雪水浸蝕生銹,造成二次除銹,增大費用。④五層獨立柱除采取自身保溫措施外,當平均氣溫下降到0℃以下時,將四周全部圍護,防止西北風,并且在每兩根柱之間加設一處火爐,來確保柱周邊整體溫度,連續14天生火不間斷,從而保證其強度穩定增強。
2.5 冬期混凝土施工流程:①地下室砼施工方法:首先清理施工部位內的雜物并對鋼筋進行整形、支模完畢后,經驗收符合要求并保溫措施得到要求后再進行澆灌。
采用素漿一道——C30砼澆灌(攪拌水必須加溫到50℃以上并加入水泥重3%的防凍劑和2%的膨脹劑)——澆灌完畢抹面成型后,采取保護措施防止凍裂(用加厚塑料布和稻草簾覆蓋),室溫保證措施后附。
②四層結構平面施工方法:首先進行整體鋼筋綁扎和模板支設完畢,驗收后用塑料布將整體大面積進行覆蓋保護,待氣溫回升穩定后一次進行澆灌。在三層結構平面以上空間設置封閉取暖,以保證四層結構平面均勻溫度,其余施工方法同后澆帶施工方法。
③四層獨立柱施工方法:首先將鋼筋和模板工序完畢,驗收合格后,用塑料布和草簾進行圍護,再進行砼澆灌,施工方法同四層結構平面,此處模板和圍護材料均不得拆除,以保證獨立柱的強度。
2.6 拆模要求:①為了保證混凝土不因拆模引起凍壞,降低其強度。因現場支模材料充足,故不進行拆模,第二年氣溫回升,后一次拆除,如拆模后,砼表面溫度與環境的溫差大于15℃,還要進行保溫措施。②養護時間分別為:-5℃5天,-10℃9天,-15℃14天,-20℃25天。對少量需拆除后再進行二次澆灌的樓梯構造柱部位,應采取巖棉毯柱表面保溫,待強度達到要求后再拆除其巖棉毯保護。③結構層梁板澆灌完畢后,其表面上部不得堆放過量的鋼管,模板等支模和腳手架材料。
2.7 砼溫度測定:①采用每24小時測量6次為標準,進行施工現場氣溫測量。②對拌和材料和防凍劑等溫度每工作班不小于3次。③對出攪拌機的砼拌和物,每2小時測量一次。④對澆灌現場用的砼,至少2小時測量一次。⑤對養護過程的砼,在初疑前,每2小時一次,最凝后每24小時2次。⑥為了確保砼內部溫度的穩定,在砼梁的溫度較低的上部和獨立柱的中部設測溫度孔,即在澆筑時預埋一些一端封閉的溫管,并加以覆蓋,該孔應有詳細的編號,溫度計每天至少三次測量,每次至少5分鐘以上,并記下溫度。⑦上述所有測量,均應按順序、時間、編號記錄成冊。
2.8 試件的留置標準及試驗:除按混凝土規范4.6.4條規定,留置試塊外。①在梁、柱澆灌時,每50m3砼應留一批,每批至少4組,分別在-28d,拆模、+28d時和使用時實際試壓其強度,該摻防凍劑砼試件應在澆筑點制作完成,應在工地用同期澆灌的砼拌和物制作并與結構同一條件下養護,并放置在最易受凍的地方。并進行強度試驗。②除按規定試壓外,在得到抗凍臨界強度時,拆模時,及拆除支撐前,應進行試壓,試件不能再受凍時候試驗。③當得到試驗時間時,應放在15~20℃時,室內解凍5~6小時,或浸入10℃中,解凍6小時,擦干后試壓。
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按《鋼筋混凝土工程施工及驗收規范》第七章“冬季施工”的規定,根據當地多年氣溫資料,室外日平均氣溫5d穩定低于5℃時,混凝土工程即進入了冬季施工?;炷凉こ潭臼┕さ膶嵸|是指在自然負溫氣候條件下采取防風、防干、保溫防凍等措施盡量創造正溫的養護環境,使混凝土得以凝結硬化。
2混凝土冬季施工受凍問題分析
2.1混凝土應預防早期凍害
在冬季混凝土施工中,水的形態變化是影響混凝土強度增長的關鍵因素。分析國內外關于水在混凝土中的形態的一些資料可以看出,新澆灌的混凝土立刻凍結時,有80%以上的水變成冰,液相不足20%,水化反應極其微弱了;當混凝土經過 24h的標準養護后再凍結,只有 60% 的水變成冰;當混凝土強度達到設計標準的50% 以上時,即使溫度降至-40℃以下,而含水量也維持在 60% 以下,還有 40% 的水未轉變為固相,水化作用也能繼續進行??梢缘贸鲞@樣一個結論:混凝土在澆灌后有一段養護期,對加速水化作用極為重要,因而應預防早期凍害。當混凝土在受凍前只有1h的養護期,強度損失會超過50%;在受凍前得到6h的養護期,強度損失不超過20。
混凝土在正溫氣候條件下繼續養護,其強度增長幅度是不相同的。對于預養期長初期強度達到 R28的 28% ~35% 的混凝土受凍后,后期強度基本不受影響;而塒于預養期較短,強度達到R28的 15% ~17% 時的混凝土受凍后,后期強度會受到一定影響,只能達到設計強度的 85% ~90% 。 只要混凝土在正溫下養護一定時間,使混凝土有一段水化時間,就不怕凍害的影響?;炷敛恢率軆龊Φ淖畹团R界強度國內外有許多研究成果,我國的鋼筋混凝土施工及驗收規范(GB50204-92)第 7.1.2條明確規定:硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥的構件為設計的 30%,礦渣硅酸鹽水泥為設計的 40%,但 C8 級及 C8 級以下的混凝土不得低于 50kgf/cm2。可見受凍臨界強度與水泥品種和后期增長有一定關系。
2.2溫度與混凝土強度的關系
混凝土搗拌澆灌后之所以能逐漸凝結和有高的溫度,是由本身水化作用的結果。而水泥水化作用的速度除與混凝土組合材料和配合比有關外,主要是隨著溫度的高低而變化。當溫度升高時,水化作用加快,強度增長也快;而當溫度降至 0℃時,存在于混凝土中的游離水有一部分開始結冰,逐漸由液相變為固相,這時水泥水化作用基本停止,強度也不再上升。溫度繼續下降,當混凝土中的水全部結成冰,由液相變為固相時,體積膨脹約9%,同時產生大約 20kN/m 的側壓力。這個應力值一般大于混凝土澆筑后內部形成的初期強度值,致使混凝土受到程度不同的早期破壞而降低強度。此外當水結成冰后會在骨料和鋼筋表面產生顆粒較大的冰凌,這種冰凌會減弱水泥漿與骨料同鋼筋的粘結力,也會影響混凝土的抗壓強度。當氣溫回升冰融化后又會在混凝土內部留下眾多的空隙和孔洞,降低混凝土的密實性和耐久性。
3混凝土冬季施工方法及措施
3.1 根據施工現場采取合適的施工方法
在冬季混凝土施上中,一般要解決和處理好以下幾個問題:一是如何確定混凝上最短最佳的養護齡期;二是如何防止混凝土早期受凍;三是如何使凍后混凝土的后期強度能達到設計的需要。在實際施工中,在根據施工現場氣溫變化、工程結構部位和數量、工期要求期限、水泥品種、外加劑、保溫材料性能和現場條件、供熱來源等情況,采取合適的施工方法和組織措施。一般情況下,同樣一個工程可以有多種方法和措施來保證工期和質量,但最佳方案必須滿足工期短、造價低且質量有保證。
3.2 混凝土冬季施工采取的措施
3.2.1外加熱法。適用于氣溫在-15℃ 以下環境施工,而構件并不厚大的工程。通過加熱施工現場周圍的空氣,保持混凝土的環境溫度,或者直接對構件加熱,使混凝土處在正溫下正常硬化。使用熱源有火爐、蒸氣、暖棚、電及紅外線等工藝;火爐加熱在較小的工地上應用。方法簡單但室溫不會很高且較干燥,特別是爐子里明火和聚集煙放出的二氧化碳會使新澆混凝土表面易碳化,影響表面光潔,是一種較原始的方法;蒸氣加熱是采用蒸氣的溫度和濕度養護混凝土。此法比較簡單且易控制使得溫度均勻,廣泛應用在大型預制構件廠,一般小型工地施工不易辦到。但需要專門鍋爐設備和場地。熱損失大,費用高,工作環境也差;暖棚法即在現場搭設工棚,使構件或基礎在棚內正常溫度下施工。費用較高,因需建棚和加溫,常用于一些重點項目; 電加熱法是將鋼筋作為電極,戲將電熱器貼在混凝上表面,使電能變為熱能,以提高混凝土溫度。這種方法簡單方便,熱損失較少也容易控制。當構件較遠時.電加熱比蒸氣加熱要方便靈活,但耗電量大費用高。
3.2.2防凍法。目前生產的防凍劑可應用在-10℃及其以下氣溫中施工。它是采用降低冰點,使混凝上中的水在負溫下仍處于液相狀態,使水化作用能繼續進行,從而改善孔結構,達到強度增長不受影響的目的。防凍法分為早強、負溫防凍和結構法等,常用防凍劑是亞硝酸鈉,它不但可以降低冰點,而且是極好的防銹劑,費用低,大小工地皆可使用。
3.2.3采用蓄熱法。主要適用于氣溫≥-15℃且結構較厚大的現澆混凝土工程對原材料砂石和水進行加熱,使混凝土在攪拌、運輸和澆筑完成后.還儲備有相當的熱量,以使水化放熱加快,并加強對混凝土的保溫,以保持在溫度降至 0℃以前具有一定的抗凍能力。使用蓄熱法應是結構體積厚大,外露面積越小,通過表面散熱損失也會少,蓄有熱量則較多。因此要注意內部少量降溫,且應注意保護外露及角邊以防受凍。此法工藝簡單,費用又少而可以有足夠的養護期限。
3.2.4調整最佳配合比。在氣溫 0℃左右時施工,應選用普通硅酸鹽水泥,其硅酸三鈣含量不低于 50%,細度達到4900/cm2細目篩余量< 15% 的水泥。這種水泥水化熱反應早,使早期強度提高快,一般三天的強度大約等于普通硅酸鹽水泥 7天的強度,效果較明顯;盡量降低水灰比,實際上是減少游離水,增加 水泥用量,增加幅度在50kgf/m3左右較合適,從而增加水化熱量,減短齡期使強度增長快;摻入早強劑和減水劑,提高早期強度,但摻量必須經過試驗確定,計量以水泥重為依據,一般不超過水泥用量的 5%,少摻既無效果又浪費,多摻量反而會降低強度,另外增加含氣量?;炷林屑尤?% ~6% 的含氣含量,可以截斷滲水通道,使孔隙互相封閉形成連貫毛細孔,從而提高混凝土內密實性和耐久性。
篇9
一、進入混凝土冬期施工的特點:
1、進入冬季施工前應組織專人編制冬季施工方案。編制施工方案人員,要根據本工程的結構特點及工程所處地理位置, 編制相應的冬季施工方案。方案的編制要保證工程質量, 經濟合理, 所需的熱源和材料有可靠的來源, 施工方案的工期要與計劃工期相符。 施工方案中應體現施工程序, 施工方法, 現場布置, 設備、 材料、 工具等的供應計劃, 安全防火措施, 測溫制度和質量檢查制度等。
2、進入冬季施工前應組織相關人員進行培訓學習, 學習冬季施工方案并向班組進行交底, 學習冬季施工的有關技術知識, 重點學習防火知識, 明確職責, 經考試合格后, 方可上崗。
3、在進入冬季前對所有機械設備做全面的維修和保養, 及時更換機械設備的油, 檢查機械設備防凍液是否充足, 未使用防凍液的機械設備, 當停止工作時要將設備停放在暖棚車間內。對加水、 加油部件勤檢查、 勤更換, 防止凍裂設備。
4、在進入冬季施工前施工現場要作好防寒保暖工作, 職工住房及倉庫必須達到過冬條件, 檢查施工倉庫中冬季用品是否充足。 排除現場積水, 對施工現場進行必要的修整, 保證道路的暢通, 截斷流入現場的水源, 做好排水措施, 消除現場施工用水、 用氣造成的場地結冰現象。 對人行道路、 腳手架上、 跳板和作業場所采取必要的防滑措施。
二、 混凝土冬季施工方法的選擇
在混凝土施工中,主要解決如何防止混凝土早期凍害,如何對混凝土進行養護, 如何保證混凝土后期強度和耐久性滿足要求。因該地區緯度高,冬季氣溫極低,對冬季澆筑的混凝土更容易造成凍害,所以在工程施工中根據施工時的氣溫變化情況、 工程結構狀況、 工期緊迫程度,選擇幾種方法對混凝土進行冬季施工。
1、調整配合比
( 1)選用早強硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大,且在早期強度增長快, 一般 3 d抗壓強度大約相當于普通硅酸鹽水泥7d的強度。
( 2)摻用引氣劑。混凝土中加入引氣劑后生成的氣泡相應增加了水泥漿體積,提高了拌和物的流動性,改善其粘聚性、 保水性。混凝土現澆后, 一旦受凍, 減小內水結冰所產生的冰壓力,提高混凝土的抗凍性。
( 3) 選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料,使其熱膨
脹系數和周圍砂漿膨脹系數相近。
2、蓄熱法
蓄熱法主要是對原材料(水、砂、石)進行保溫、加熱,使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后, 還儲備有相當的熱量,一般混凝土入倉溫度應大于 5℃, 以加快水泥水化。此法工藝簡單, 施工費用不多,被廣泛應用,
具體方法如下:
(1)為避免入冬以后砂石料在料場或運輸過程中受凍, 應在入冬前組織砂石料進場, 進場后及時用草袋以及棉氈或采取其它措施覆蓋, 保證砂石料不受凍,同時防止冰雪、凍塊進入攪拌機造成混凝土溫度損失。
(2) 對原材料中砂石采用蒸汽加熱,對水加熱比較方便,溫度易于控制, 水的熱容量又大,加熱水可以將較多的熱量帶進混凝土內。加熱石子不很經濟, 當施工期的日平均氣溫高于 -5℃時, 只加熱水即可滿足要求。水泥遇到 80℃以上的熱水會發生假凝或形成團塊, 所以當水溫大于60℃時, 就要改變投料順序, 使水先與集料預熱然后投入水泥正式攪拌。
(3)禁止對水泥、外加劑直接加溫,可在庫房或暖棚內保溫。
(4)木模保溫效果較好, 冬季施工應優先選用木模,混凝土澆筑后及時用棉胎對模板外側覆蓋保溫, 搭設擋風棚封閉保溫防止串風。
(5)正確選擇攪拌機擺放位置,為縮短運輸距離,攪拌機宜放置距現場不超過100m的位置,選擇最佳的運輸路線, 縮短運輸時間; 運輸車要有防風措施, 所用運輸車必須進行加蓋保溫材料;運輸過程中盡量減少裝卸次數; 所用運輸車在工作完成后, 必須立即用熱水沖洗干凈,恢復工作時要首先加熱。
3、加抗凍外加劑
在零下1℃以上的氣溫中, 對混凝土拌和物摻加一種能降低水的冰點的化學劑, 使混凝土在負溫下仍處于液相狀態,水化作用能繼續進行,從而使混凝土強度繼續增長。所有外加劑抗凍劑都符合國家標準( GB- J119- 85)技術條件, 根據結構類型、部位、氣溫、保溫條件,經試配確定參量,對摻防凍劑混凝土的強度在其內部溫度低于使用溫度前必須達到臨界時的強度不低于35Mpa 。
4、養護
養護采用外部加熱的方法,此方法的原理是通過加熱混凝土構件周圍的空氣, 將熱量傳給混凝土,或直接對混凝土加熱,使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。本工程中采用的是火爐加熱,密度約為 2~ 4 m /個, 因室內溫度不高, 比較干燥, 火爐所產生的二氧化碳會對混凝土表面造成碳化的影響,所以在火爐加熱的同時要對混凝土表面定時澆水, 保持混凝土表面的濕潤, 避免二氧化碳對混凝土表面造成碳化, 影響混凝土質量。
三、運輸和泵送
進行冬季施工的運輸車輛和泵送設備應預先作好保養,使設備處量良好狀態,換好防凍液及適應低溫運轉的油、液壓油、燃料油,確保設備能在較低的溫度下長時間正常工作。
為了確?;炷恋娜肽囟?,冬季進行混凝土施工運輸的車輛,應對運輸車罐體進行保溫,并監測運輸至澆筑部位。入模前拌合物溫度,確保符合規范之要求,如溫度過低,應適當提高出機溫度或加強運輸車保溫措施。在確保施工連續性的前提下減慢發車頻次,避免現場子長時間停留,造成混凝土溫度和坍落度損失過大。對于需要進行泵送施工的,現場應預先作好對泵送設備的加溫保溫措施,如對車底進行排管加熱,對于泵送設備周圍進行防風保溫維護,搭設半封閉施工棚,防止由于溫度過低而使泵送設備無法正常工作或受損。對于混凝土泵送管路應采取適當的保溫措施,管路越長保溫措施應越嚴格,防止泵送過程中由于低溫造成混凝土泵送管路內結冰從而堵塞,造成施工無法正常連續進行。管路接口處嚴格密封,防止漏漿結凍堵塞管路 混凝土泵車臂桿部分應進行保溫伴熱,防止其管路中油溫過低而無法工作,造成過法正常完成泵送施工。
四、結論:
冬季進行混凝土生產施工對于原材料、生產施工設備、技術質量管理制度執行情況 、人員素質等各個方面要求都非常高,某一方面出現了問題或是哪個環節控制不到位就極易發生質量事故,嚴重影響施工質量和進度,造成較大的損失,所以生產和施工單位都應該引起足夠重視,作好充分的材料、 機械 、人員、 技術文件等方面的準備,并嚴格控制生產施工各環節,才能確保冬季混凝土生產施工萬無一失。
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現代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工,如高層樓房基礎、大型設備基礎、水利大壩等。它主要的特點就是體積大,一般實體最小尺寸大于或等于1m.它的表面系數比較小,水泥水化熱釋放比較集中,內部升溫比較快?;炷羶韧鉁夭钶^大時,會使混凝土產生溫度裂縫,影響結構安全和正常使用。所以必須從根本上分析它,來保證施工的質量。
混凝土工程冬季施工主要是研究混凝土在養護硬化期間遭受凍害,主要針對其抗壓強度、抗拉強度、混凝土與鋼筋的粘結強度及混凝土的密實性和耐久性等方面的損失,提出防止措施。眾所周知,混凝土在負溫作用下,會引起混凝土的凍害。因此,水的形態變化又成為了影響混凝土強度增長的關鍵因素。
此外,在混凝土化凍后仍然需要繼續進行養護,對于預養期長,獲得初期強度較高的混凝土受凍后,后期強度幾乎沒有損失。對于那些安全預養期短,獲得初期強度比較低的混凝土受凍后,后期強度都有不同程度的損失。
一、混凝土施工
混凝土材料的選擇
1)冬季施工混凝土中需加設防凍劑。防凍劑的設防溫度不低于-15攝氏度。在冬季施工期間,適當延長混凝土拌合時間,2)骨料要求清潔、級配良好、質地堅硬,不含易被凍壞的礦物,且不含有機物質。
2)投料程序
投料順序應與材料加熱條件相適應,先投入骨料和加熱的水,待攪拌一定時間后,水溫降低到40攝氏度左右時,在投入水泥繼續攪拌到規定時間,要絕對避免水泥假凝。冬期拌制混凝土時間比常溫下拌制時間適當延長。
3)配合比
大體積混凝土配合比的實際除應符合工程設計所規定的強度等級、耐久性、抗滲性、體積穩定性等要求外,尚應符合大體積混凝土施工工藝特性的要求,并應符合合理使用材料、減少水泥用量、降低混凝土絕熱升溫值得要求。大體積混凝土應選用中、低水化熱的硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥,大體積混凝土施工所用水泥其3天的水化熱不宜大于240KJ/kg,7天的水化熱不宜大于270KJ/kg。大體積混凝土配置可摻入緩凝、減水、微膨脹的外加劑,外加劑應符合現行國家標準《混凝土外加劑》(GB8076)、《混凝土外加劑應用技術規范》(GB50119)和有關環境保護的規定。及時覆蓋保溫保濕材料進行養護,并加強測溫管理。大體積混凝土澆筑宜采用二次振搗、二次模壓技術處理,減少表面收縮裂縫。
二、施工的方法
1)蓄熱法
該辦法是主要用于氣溫-10 ℃左右,且結構比較厚大的工程。采用這種方法十分簡單,施工涉及的費用不高,但是要注意內部保溫,還要延長養護齡期。 首先,對原材料進行加熱,保證混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后還能留有熱量,以使水泥水化放熱較快,新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。 其次,加強保溫。加強對混凝土的保溫,保證在溫度降到0℃以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力,還要避免角部與外露表面受凍,在使用蓄熱法時,也可以與其他方法聯合使用。此外,蓄熱法具有經濟、簡便、節能等優點,混凝土在低溫下硬化,強度損失小。
2)調整配合比方法
冬季混凝土施工使用調整配合比的方法,主要是針對在0℃溫度下混凝土施工的。具體做法是:
摻用引氣劑
摻用引氣劑是提高混凝土抗凍性的主要措施,保持混凝土配合比不變的情況下,加入引氣劑后生成的氣泡,也就相應增加了水泥漿的體積,緩沖混凝土內水結冰所產生的水壓力,提高混凝土的抗凍性。經過實踐證明,摻有引氣劑的混凝土比不摻有引氣劑的混凝土后退10-15年出現表面剝落等凍害現象。
控制水灰比
盡量降低水灰比,稍增水泥用量,提高混凝土的密實性,縮短達到臨界強度的時間。提高混凝土的抗凍性,必須從降低水灰比入手。當前較有效的方法是摻減水劑特別是高效減水劑,能使混凝土強度及抗凍性都提高。
三、溫度的控制措施
大體積混凝土工程施工前,已對施工階段大體積混凝土澆筑的溫度、溫度應力及收縮應力進行試算,并確定施工階段大體積混凝土澆鑄體的升溫峰值,里表溫差及降溫速率的控制指標,制定相應的溫控技術措施。穩控指標符合下列規定:(1)混凝土澆鑄體在入模溫度基礎上的溫升值不宜大于50度。(2)混凝土澆鑄體的里表溫差至(不含混凝土收縮時的當量溫度)不宜大于25度。(3)混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2度/天。(4)混凝土澆鑄體表面與大氣溫差不宜大于20度?;炷翑嚢柽\輸車用保溫材料包裹,盡量縮短運距,合理調度減少運輸車輛等待的時間,避免出現車倆混亂造成混凝土澆筑等待。混凝土澆筑應避免日間低氣溫時段和氣溫驟變時間,選擇在晴天、多云無風雪的天氣里進行澆筑。在澆筑前,清倉有氣泵將雜物吹出倉外,清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢,使拌合物具有適宜的施工和易性后再澆筑。混凝土運至澆筑地處,需在15分內澆筑完畢。澆筑完畢后在混凝土的外露表面,用塑料薄膜、草簾子或棉被覆蓋。為了避免環境溫度和混凝土入倉溫度的溫差超過20度,應做到在澆筑時,盡量選擇在周圍環境溫度高于-10度以上的時候澆筑。當風力超過3級時,可利用現場腳手架和土工布作為臨時的防風措施。施工時嚴格控制混凝土拌合物出機溫度不低于10度、入倉溫度不低于5度。
四、混凝土溫度的檢測
由于在冬季施工,混凝土內外溫差較大,這就需要對混凝土進行溫度觀測,以便更好的對混凝土進行保溫,使基礎約束范圍內的溫差控制在規范允許的范圍內。在混凝土內部埋設傳感器,對澆筑后的混凝土進行定時的溫度觀測。比如:底板混凝土測溫傳感器埋設的方案如下:底板平面測溫點,采用典型布點和補測布點相結合的方法。其中典型布點的原則是在同一厚度的不同位置和厚度變化處布置。補測點是為了和典型點互相結合,以便補充校核之用。典型布點為按照對角線位置布置傳感器,在底板四角及中心位置布置5組傳感器,然后在每一邊中心點處各布置1組,共布置9組傳感器。
五、混凝土的質量控制
混凝土澆筑以后,在混凝土最薄弱和易受凍的部位,應
加強保溫防凍措施,并應布置測溫點測定混凝土的溫度。在混凝土達到抗凍臨界強度(3.5MPa)前應每隔2小時測定一次,以后每隔6小時測定一次,并應同時測定環境溫度。摻防凍劑混凝土的質量,除滿足設計要求,還需按下列規定進行檢驗:1)應在澆筑地點制作一定數量的混凝土試件進行強度試驗。除按規定期齡試壓外,在達到抗凍臨界強度時,拆模前及拆除支撐前應進行試壓。試件不得在凍結狀態下試壓。2)檢驗抗凍、抗滲所有試件,應與工程同條件養護28天后,在按標準養護28天后進行抗凍或抗滲試驗。3)含氣量、減水率、凝結時間試驗,可按常規方法進行。
六、結束語
大體積混凝土、冬季施工技術對我們搞施工的從業者的
技術水平要求很高,在工期短、氣溫低、施工環境惡劣的情況下,既要保證工期,更要保證施工質量,施工安全,在施工實際中,要嚴格控制混凝土施工與養護的各個環節,方可保證施工質量,達到預期效果。
篇11
根據近年來氣象資料顯示,我地區最冷的一月最低氣溫在-8℃以上,按本工程施工進度安排,冬期施工主要在11月15日~1月15日,其中11月15日~12月15日為初冬季節,日平均氣溫一般在1~4℃之間;12月15日~1月15日為深冬季節,日平均氣溫一般在1~1°之間。按照《建筑工程冬期施工規程》規定及現場施工條件,在初冬季節采用蓄熱法施工,即對混凝土結構采用覆蓋黑心棉和塑料薄膜蓄熱養護。在深冬季節考慮到工期和強度增長的需要以及防止寒流溫度驟降的可能,決定采用綜合蓄熱法施工。綜合蓄熱法是在蓄熱保溫的基礎上,充分利用水泥的水化熱和摻加相應的外加劑或者進行短時加熱等綜合措施,創造加速混凝土硬化的條件,使混凝土在由澆筑溫度降低到冰點溫度之前盡快達到受凍前的臨界強度。
2、關于混凝土的技術要求
2.1 商品混凝土的要求
本工程所用混凝土為商品混凝土,所用混凝土的原材料的質量、配合比設計、攪拌時的上料計量和控制、出機溫度和運輸過程的保溫以及保證混凝土的入模溫度等問題,都需要與商品混凝土攪拌站提前提出要求,必要時派人到攪拌站進行監控。施工中及時通知商混凝土廠家共同掌握好混凝土的各項性能,雙方配合,做好混凝土的冬期施工工作。
2.2 混凝土配合比的要求
由于冬期氣溫較低,為了盡快提高混凝土強度的增長速度,應對混凝土配合比進行適當調整,摻加一定的早強劑和防凍劑。配合比改變必須事先試配合格方可使用?;炷翐郊釉鐝?、抗凍復合外加劑(抗凍性能達到15℃):①為了提高混凝土在覆蓋保溫階段的早期強度,盡快達到混凝土的受凍臨界強度(普通混凝土采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制時應為設計的混凝土強度標準值的30%)和拆模需要的強度;②防止突然降溫時混凝土受凍;③為了使混凝土在撤除保溫以后強度能夠繼續增長。
2.3 混凝土原材料要求
(1)混凝土配比中水泥強度等級不得低于42.5級,水泥用量不少于300kg/m3。保證水灰比不大于0.6,從拌和水中扣除由骨料及防凍劑溶液中帶入的水分。
(2)要求攪拌站對混凝土原材料進行加熱:因為水的比熱是砂、石骨料的5倍左右,所以冬期拌制混凝土時應優先采用加熱水的方法,但水的加熱溫度不得高于800,采用溫水攪拌可防止混凝土熱量散失過快及表面凍結等現象;拌制混凝土所采用的骨料應清潔不得含有冰雪凍塊及其他易凍裂物,冬期骨料所用貯備場地應選擇地勢較高不積水的地方;水泥不得直接加熱,使用前1~2d運入暖棚存放,暖棚溫度宜在5°以上。
(3)保證混凝土運送到工地的出罐溫度在15℃以上,從而保證混凝土的入模溫度控制在6℃以上,并摻加抗凍性能達到-15℃的抗凍劑。在鋼筋混凝土中不宜摻用氯鹽類防凍劑。
2.4 混凝土的攪拌與運輸
(1)混凝土不宜露天攪拌(由商混凝土站進行控制),應盡量搭設暖棚,選用大容量的攪拌機,以減少混凝土的熱量損失。攪拌前,用熱水沖洗攪拌機?;炷恋陌韬蠒r間比常溫規定時間延長50%。
(2)由于水泥和80℃左右的水拌合時會發生驟凝現象,所以材料投放時,應先將水和砂石投入拌合,然后加入水泥。
(3)混凝土出站后,應及時運到澆筑地點。在運輸過程中,要注意防止混凝土熱量散失,表面凍結,混凝土離析,水泥砂漿流失、坍落度變化等現象。對運輸用罐車應采取包裹保溫材料,盡量減少運輸過程熱損失,保證混凝土的出罐溫度在運輸過程中,一般每小時溫度降低不宜超過5~6℃。
3、施工現場保溫措施
(1)將施工樓層四周腳手架用塑料彩條布作為擋風措施,圍擋范圍一般在兩層樓高范圍,主要在作業層及下一層混凝土養護層。樓板下均用彩條布圍擋,并封堵好電梯口、樓梯口、門窗口、后澆帶等至施工縫區域的分隔線。
(2)根據天氣的溫度情況若經圍擋封閉后的樓層溫度仍低于O℃時在澆筑平臺前,樓層內用簡易爐子燒火加熱輔助養護。爐子分布按30~40m2布置一個,且盡量分布均勻,且爐子離開混凝土墻面1.5m左右,盡量避開易燃、易融物體。爐子燒火時要注意火苗距模板要保持一定的距離,且爐子要離開混凝土地面。同時要求保證爐子不得離平臺模板太近,要求爐子離平臺模板在2m左右,火苗離平臺模板1-1.5m。
4、混凝土澆筑
混凝土澆筑前,要清除模板和鋼筋上的冰雪及污垢,尤其豎向構件底部積雪和冰必須在混凝土澆筑前再次檢查是否清除?;炷凛斔捅靡钤O棚子并用彩條布封閉混凝土保溫,所有輸送泵管都要采取保溫措施,先包裹黑心棉被,再包一層塑料薄膜。混凝土施工縫處澆灌前應除掉水泥薄膜和松動石子,潤濕沖洗干凈,并使接縫處原混凝土溫度高于2℃,待己澆筑好混凝土強度達1.2MPa時才可在其上鋪一層與混凝土內砂漿成份相同的砂漿一層后繼續澆筑混凝土。冬期期間澆筑混凝土要加強混凝土的振搗,盡可能提高混凝土的密實程度。冬期振搗混凝土必須采用機械振搗,振搗時間應比常溫時有所增加。其它混凝土澆筑技術及要求與本工程混凝土施工方案要求相同。
5、試塊留置方法
冬施中混凝土試塊除了為混凝土工程的驗收提供標準強度數據外,還要為撤除保溫、拆除模板提供依據。因此在制作試塊時應按《混凝土結構工程施工及驗收規范》(GB50204-2002)中有關規定執行。試塊組數設置三組,并與施工部位同條件養護。其中一組用于檢驗混凝土受凍前的強度,確定混凝土保溫養護期限,一組用于檢驗承重樓板的拆模強度;另一組為28d標養試塊。同條件試塊的養護條件必須與施工現場結構養護條件相一致。但由于試塊采用lOOxlOOxl00的標準試模制作,其表面系數為40m,試塊如與結構在相同環境下養護,試塊的冷卻速度會比實際結構快得多。因此試塊須采取用黑心棉毯包裹保溫養護。
6、混凝土的拆模條件
當混凝土冷卻到5℃,且超過臨界強度并滿足常溫混凝土拆模要求時方可拆模(混凝土溫度通過溫度計來測定)。當如因進度需要拆模,而混凝土尚未達臨界強度,但混凝土必須降溫至5℃并達到1.2MPa,此時拆模要迅速,并立即掛兩層黑心棉保溫至達到臨界強度,必須保證混凝土表面與大氣溫差不得超過15℃。梁、板模板對于跨度≤8m在混凝土強度達到設計強度的75%后方可拆除,對于跨度>8m在混凝土強度達到設計強度的100%后方可拆除,懸挑結構在混凝土強度達到設計強度的100%后方司拆除。
7、混凝土的養護措施
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1 概述
冬季的氣候條件對混凝土澆筑的施工影響巨大,低的氣溫一方面會減弱混凝土攪拌過程中水泥的水化作用,容易引起粗細骨料的離析;另一方面延長了混凝土澆筑之后的初凝時間,特別是在0℃以下,混凝土很難成形,另外孔隙水的結冰作用亦會造成凍脹作用的形成,導致混凝土內部裂隙的形成,同時水化作用的減弱會降低混凝土的粘結能力,進而造成混凝土澆筑成形后的強度指標的降低。正是由于以上的種種問題,混凝土冬季施工的過程中,務必要做好各項防治防護措施,以保證工程進度的正常,工程質量的達標同時能夠節約能源、降低成本。
2 混凝土澆筑冬季施工存在問題
冬季道路橋梁的混凝土施工存在的問題主要是由于低溫造成混凝土在攪拌、澆筑、成形過程中的不正?,F象,概括來講主要存在以下問題:(1)混凝土澆筑后,強度的增加是由水泥水化作用的好壞決定的,溫度決定著水泥的水化作用,溫度越低,水化作用速度愈慢,當溫度在零度以下,水泥的水化作用會被終止,混凝土的強度亦會被降低;(2)溫度5是混凝土的重要物性分界線,當低于5℃時,混凝土澆筑之后強度的增長變得異常緩慢,所以需采取一些特殊的保溫措施保證混凝土能夠迅速成形并達到要求的強度指標防止凍害;(3)冬季氣候干燥,尤其是我國北方的大部分地區,氣溫變化較大,容易造成混凝土水分的流失,影響工程進度和工程質量。
3 解決冬季混凝土施工問題的措施
目前對冬季的混凝土施工措施主要有:(1)優化冬季施工過程中混凝土的配合比;(2)施工前對原材料溫度進行控制并結合熱計算;(3)采取措施對澆筑后的混凝土進行保溫養護,防止混凝土的早期凍害;(4)加強冬季施工的溫度控制措施。國內外解決混凝土冬季施工問題主要采取的技術措施概括起來主要為采取溫度控制措施保證混凝土澆筑溫度和養護溫度,以及采用早強型外加劑加快水泥早期水化作用。
3.1 溫控措施
混凝土溫控措施主要包括攪拌前、運輸過程中、澆筑過程中及澆筑后的溫度控制:
3.1.1 攪拌過程中的溫度控制
主要是采取措施調高混凝土中各種原材料的溫度并加熱水攪拌。首先對混凝土的水、沙子及石料等粗細骨料進行加熱,然后進行均勻攪拌,并保證混凝土在攪拌和運輸過程中均有一定的熱量,這些熱量足以滿足水化作用的正常進行,這樣使得混凝土在降低溫度之前即可達到所需的強度指標。該種方法成本較低,工藝流程也相對簡單,是目前比較常用的方法。需要注意的是,對粗細骨料加熱時多采用蒸汽和鐵板加熱的工藝,而對水喝砂子加熱需要一定的溫度控制,避免溫度過高而造成假凝的現象。
3.1.2 運輸過程中的溫度控制
為防止已經被加熱的混凝土在運輸過程中散熱過快,常采用以下幾種措施:(1)采用包裹泡沫塑料保溫被的方法保證運輸車輛的保溫;(2)盡量縮短運輸距離,確保運輸路況暢通無阻,減少運輸過程中溫度的流失;(3)合理組織施工,合理調配運輸車輛,保證從攪拌成材到運輸上車到澆筑地點無間斷運輸。這幾種措施中需要特別指出的是第一種,該種方法稱為蓄熱保溫法,即為用覆蓋物減少混凝土材料及水泥水化過程中熱量的損失,同時降低外界低溫的侵入,這種保溫方法是我國工程施工過程中最為常用的保溫方法。
3.1.3 澆筑過程中的溫度控制
關于澆筑過程中溫度的控制可采用以下措施:(1)采用保溫棚提高施工倉內溫度;(2)在澆筑前將所有外側模板進行保溫處理,盡量做到模板外側隔溫;(3)澆筑過程中覆蓋混凝土面;(4)控制好澆筑時間,盡量錯開低溫時段的混凝土澆筑,如盡量在白天完成澆筑,避免晚上施工。
3.1.4 澆筑后的溫度控制
混凝土澆筑后的溫度控制更為重要,直接關系到工程質量。常用的措施主要是在混凝土澆筑后2-3天時間內,不能拆除各種輔助設備,另外拆模板時間盡量在白天進行,目的是避免拆模時澆筑的混凝土塊的溫度與外界溫度差別太大,最后在拆模后混凝土表面用塑料薄膜封閉,即在其表面形成一保溫層。
3.2 使用外加劑
混凝土冬天施工的核心問題就是混凝土由于受到溫度的影響而不能達到設計的強度要求,除了溫度控制外,可以采用一些外加劑加速混凝土澆筑后強度的迅速增強,縮短早期強度形成所需要的時間;另外升高水泥水化作用中的溫度抑或減少混凝土中的水分,加強混凝土抵抗外界凍害的能力。按照外加劑的功能可以分為:早強劑,目的是提高混凝土的早期強度;引氣劑,功能是引入氣泡,提高抗凍性和耐久性;減水劑,減少水分和灰分的比值;防凍劑,免除凍害,盡快獲取設計強度;阻銹劑,減緩和阻止混凝土中鋼筋或金屬預埋件的銹蝕作用。
除此之外,在混凝土施工過程中常常還通過改善混凝土的配比及調整養護時間來抗凍,而具體的要求是根據施工地區、混凝土原理組成、氣候條件及工程地質條件綜合考慮進行的。如在冬季,常選用普通硅酸鹽水泥,其中硅酸鈣含量應在50%以上,攪拌過程中降低誰的含量,增加水泥用量,降低水灰比,從而起到增加強度的結果。另外尤其要注意混凝土的澆筑時間,溫度過低對造成混凝土在施工過程中產生裂隙,所以建筑溫度應嚴格控制在-10℃以上。
4 結束語
通過對冬季混凝土施工過程中存在的問題進行詳細的分析,指出在施工中避免凍害而采取的一系列工程措施,主要概括為混凝土攪拌、運輸、澆筑及澆筑后的溫控方法以及添加外加劑起到抗凍的方法??傮w上,工藝的選擇需要綜合考慮施工地區、混凝土原理組成、氣候條件及工程地質條件等一系列因素,綜合制定混凝土的施工工藝。
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根據JGJ104-97《建筑工程冬期施工規程》第1.0.3條的規定,當室外日平均氣溫連續5天穩定低于5℃即進入冬期施工。在此期間澆筑的混凝土可能存在多種常見損傷,其損傷原理如下:
1.混凝土裂縫。(1)混凝土強度形成初期,其內部具有較高的水飽和度,隨著溫度持續下降,由于水凍結成冰體積增大使得混凝土內部產生膨脹應力,若該應力超過混凝土自身的抗拉極限強度,構件就會開裂,劣化混凝土質量。(2)混凝土硬化的過程中,水泥與水會進行持續的水化反應并釋放出一定的水化熱;加之混凝土構件外部氣溫較低、構件內部溫度較高,有一定的溫差。若溫差到達一定數值時,便會產生溫度拉應力,當該應力一旦超過混凝土構件自身的抗拉強度,便會產生裂縫。
2.混凝土強度降低?;炷羶炔克謨鼋Y的過程中,會在骨料與鋼筋表面形成許多顆粒狀的冰棱,阻礙水泥漿與骨料、鋼筋間的膠結,削弱了粘結力,降低了混凝土構件的抗壓能力。當外界溫度逐漸上升,這些冰冷逐漸融化,會在構件內部形成許多孔隙,降低了構件的密實性和耐久性。
二、冬季施工的特點及基本要求
冬季施工由于施工及環境條件的影響,常有各種安全事故發生。
首先,冬季施工相較其他季節具有隱蔽性、滯后性的特點,即部分工程完成于冬季,但大多數問題的暴露卻在來年春季,給事故的處理帶來很大的困難。其次,冬季施工需要完善及時的施工計劃與準備工作,一些工程由于準備不充分、倉促趕工、沒有滿足復雜的冬季施工技術要求,往往造成一些安全事故的發生。
三、冬季施工的準備
1.施工組織設計的編制。冬季施工組織設計,一般應該在入冬前編審完畢;施工技術措施應于冬季施工前一個月確定,并做好各種材料設備的準備工作,搞好相關人員的技術培訓與技術交底。
2.做好冬季施工安全管理。根據冬季氣溫低、施工操作不方便等特點,重新調整相關人員職能并落實崗位責任制,將安全生產管理落到實處。
3.混凝土原材料的驗收?;炷涟韬蠒r用的骨料不得含有冰雪、凍塊、易凍裂的物質等雜質。采購的水泥運送到工程現場時需提供生產廠家的出廠合格證和品質試驗報告?;炷林懈鞣N原材料均應檢驗合格后方可投入使用。
4.施工現場的準備。施工現場應在土方凍結前平整完畢,道路除通暢外還應有防止路面結冰打滑的具體方案。提前組織相關施工機具、外加劑、保溫設備與材料等進場并按照規定位置擺放。生產給水系統應采取防凍措施,并由專人負責管理;生產排水系統系統應保持暢通,防止堵塞。搭設加熱環節需要用到的鍋爐房、拌和點并鋪設相應管道;對鍋爐房進行加水試壓,對各種加熱材料設備、管道系統進行檢查驗收以確保其安全可靠。
5.澆筑前的準備工作。(1)受強風、降雪等因素的影響,在混凝土澆筑前對模板和鋼筋進行清潔,用以去除附著在上面的各種污垢,防止混凝土凍結粘附在模板或者鋼筋上。(2)混凝土冬季施工,通常需將原材料進行加熱,使混凝土拌合物在混凝土拌合、運輸和澆筑后還保存有一定的熱量,以保證水泥水化反應的正常進行。(3)冬季室外溫度低,可在原材料拌合點搭設保溫棚。每天開工前,需要對各混凝土攪拌機械的各個部位進行檢查,確保其操作的正常進行。每天收工后,必須將攪拌倉和上料斗徹底清理,確保沒有混凝土與骨料的殘留,用以防止殘留物在夜間形成凍塊影響隔天的施工。(4)為達到較好的混凝土和易性與溫度均勻的混凝土拌合物,投料的順序需進行合理的組織。冬季混凝土在拌和時原材料的投料順序應與材料的加熱協調進行。
四、冬季混凝土施工的質量控制措施
1.調整配合比。(1)選擇具有較大水化熱的早強硅酸鹽水泥,其散發的水化熱可用于補充新澆筑混凝土構件的熱量損失,此外還具有早期強度增長較快的特點。(2)混凝土中添加引氣劑后所生成的氣泡使得水泥漿的體積有所增大,從而提高了混凝土拌合物的流動性并對其粘聚性和保水性有所改善。混凝土澆筑成型后如若受凍,充斥在內部的氣泡將會削弱由于構件內部水分結冰所產生的凍脹應力,提高了混凝土的抗凍性。(3)混凝土拌合時選用高效減水劑可用于降低水灰比,當混凝土中水分減少,新澆筑的混凝土構件中可能不包含或只包含少量的可凍水。(4)在混凝土拌和的過程中摻用防凍劑。防凍劑可使混凝土構件內部的可凍水的冰點有效降低,并干擾冰晶的生長,以確保強度未形成的混凝土在負溫狀況下能夠持續進行水化反應,不受凍脹破壞的影響。
2.嚴格控制原材料質量。嚴格控制混凝土拌和時各原材料之間的比例和坍落度,骨料自身含有的水分、附著在骨料表面的降雨降雪以及各種外加劑溶液中的水分應從拌合水中扣除。
3.快速運輸混凝土。冬季混凝土的拌和與澆筑盡量安排在上午,此時外界氣溫逐步上升,與拌合物出攪拌倉時的溫差相對較小,可減少熱量損失,對混凝土的早期強度形成非常有利。合理選擇攪拌機的擺放位置,以期盡量縮短混凝土的運輸距離;優化運輸路線以縮短運輸時間。優化選擇運輸車輛的形式、容量及保溫覆蓋材料。盡量使混凝土裝卸次數降到最低并合理組織混凝土的裝車、運輸與卸料工作。做好人員、機械的調度與現場管理,使混凝土的降溫幅度不致過大。
4.混凝土澆筑。在澆筑的過程中,首先要注意混凝土振搗方式的選擇;其次,振搗時間應該比常溫狀況下有所延長且振搗時要確保不留死角,用以保證模板圍合的各個角落都被混凝土填充滿,從而使混凝土的密實度達到最高?;炷练謱訚仓r,上下相鄰的澆筑層在澆筑時間隔時間不應過長,防止已澆筑層在未被上一層混凝土覆蓋前熱量散失過大。
5.合理選擇混凝土的養護方法?;炷恋酿B護方法主要是依靠外加熱,該方法適用于構件不太厚大且氣溫在零下15℃以下的環境中操作。通過對施工現場周圍空氣的加熱,使混凝土的環境溫度保持恒定,或者直接加熱構件,使混凝土處在正溫的狀況下硬化。待選熱源有火爐、蒸汽、暖棚、電及紅外線等加熱法。
6.嚴格控制拆模條件。混凝土模板拆除應盡量控制在白天進行,且在有大幅降溫時不宜拆模。模板和保溫層若想拆除必須先滿足兩個先決條件:混凝土達到規定強度、構件冷卻到5℃以下。拆模后的混凝土構件應選擇臨時覆蓋,防止構件表面水分蒸發速度過快而導致的開裂。
參考文獻