西北地區(qū)冬季砼施工探討

1、西北地區(qū)冬季混凝土施工探討張新國 劉軍華 姚良炎、王麗萍、盧相軍（山東電力建設(shè)第二工程公司）摘 要百年大計(jì)、質(zhì)量第一是國家發(fā)展之根本，更是企業(yè)生存的命脈。在這里我們談到的質(zhì)量就是產(chǎn)品的合格，一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)出的產(chǎn)品必須是合格的，否則，企業(yè)將無法生存，更不用談發(fā)展。作為建筑施工企業(yè)，工程施工質(zhì)量更是我們謀生存，求發(fā)展的首要條件。在當(dāng)前社會(huì)體制下，作為基建單位在工程施工中不免受到各種因素的影響，如施工條件、地域、工期、天氣、環(huán)境等等各種原因帶來的約束，不能正常的、合理的從事常規(guī)條件下的施工。諸如，在零下近三十度的嚴(yán)寒、風(fēng)雪天氣下從事混凝土的施工，質(zhì)量不易保證，且勞命傷財(cái)，得不償失。本文著重論證某風(fēng)電場(chǎng)

2、冬季施工采取的措施方案，從成本投入進(jìn)行論證，大面積、大體積混凝土工程施工不宜在冬季低溫下施工。關(guān)鍵詞西北地區(qū) 冬季施工 混凝土抗凍性 施工質(zhì)量 費(fèi)用增加引 言西北地區(qū)冬季氣溫較低，11月份中旬至來年4月份中旬，氣溫普遍在零下10-25度，極端最冷天氣為零下35度。在此氣溫下從事混凝土施工，不穩(wěn)定因素多，工程質(zhì)量不易控制，混凝土一旦受凍，后果不堪設(shè)想。本文通過對(duì)內(nèi)蒙古某風(fēng)電場(chǎng)升壓站及風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)冬季混凝土施工的實(shí)踐總結(jié)，進(jìn)一步論證在冬季施工中采取必要的保溫、防凍方案，小范圍、小體積可進(jìn)行混凝土的施工。但對(duì)于大范圍、大方量的混凝土需要投入大量的物力、財(cái)力，質(zhì)量不易保證且易人身安全和機(jī)械安全，結(jié)果勞命傷

3、財(cái)，得不償失。正 文 內(nèi)蒙古某風(fēng)電場(chǎng)地處內(nèi)蒙古中東部，屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。年平均氣溫在16，1月最冷，平均氣溫自北向南由-14遞降到-17。極端最低氣溫-39，7月最熱，平均氣溫自南向北由16遞升到24。極端最高氣溫35.7。因工期緊張，部分工程正值冬季施工，為保證工程質(zhì)量，我公司根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)編制了詳細(xì)的冬季施工方案。1、 準(zhǔn)備工作1.1在施工前，應(yīng)認(rèn)真編制嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕炷凉こ潭臼┕し桨覆⒇瀼貓?zhí)行。編制原則：確保工程質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)合理，就地取材。編制混凝土工程的冬季施工方案和重點(diǎn)工程冬季施工方案，必須經(jīng)過主管工程師審批，對(duì)已經(jīng)批準(zhǔn)的冬施方案，要認(rèn)真貫徹執(zhí)行，如需變更要經(jīng)原審批單位同意并報(bào)冬季

4、施工補(bǔ)充方案。按照已經(jīng)審批的冬施方案或冬季施工技術(shù)措施進(jìn)行交底。并應(yīng)設(shè)有專人分工負(fù)責(zé),確保每個(gè)工序都能按規(guī)程執(zhí)行。1.2人員的培訓(xùn)按照施工方案對(duì)涉及到人員進(jìn)行冬季施工專業(yè)培訓(xùn)：對(duì)混凝土澆筑人員、測(cè)溫人員、保溫人員、外加劑的添加人員，專門組織技術(shù)業(yè)務(wù)培訓(xùn)，并明確職責(zé)，經(jīng)考試合格后方能上崗。1.3明確檢查制度：設(shè)專人進(jìn)行冬季施工的檢查工作，責(zé)任到人。包括：所須的熱源和材料有可靠的來源，認(rèn)真、及時(shí)的檢查施工人員的工作，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)進(jìn)行處理。4.按照施工方案選用加熱、保溫、測(cè)溫材料和工具，積極組織有關(guān)材料進(jìn)場(chǎng)。2、混凝土施工質(zhì)量控制2.1原材料溫度控制2.1.1為減少、防止混凝土凍害，選用較小的水

5、灰比和較低的坍落度，以減少拌合用水量，此時(shí)可適當(dāng)提高水泥標(biāo)號(hào)，水泥標(biāo)號(hào)不低于p42.5級(jí)的早強(qiáng)硅酸鹽水泥，而且水泥用量不低于300kg/m3。同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際塌落度及溫度，對(duì)配比進(jìn)行相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于細(xì)骨料我們要采用級(jí)配良好的硬質(zhì)、潔凈的中砂，不得含有冰塊、雪團(tuán)，含泥量不大于3%，粗骨料強(qiáng)度要高，要有抗凍融的特性，含泥量不大于1%。冬季低溫條件下灌注的砼，在遭受凍結(jié)之前，采用普通硅酸鹽水泥配置的混凝土其臨界抗凍強(qiáng)度不能低于設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的30%，c15及以下的混凝土其抗壓強(qiáng)度未達(dá)到5mpa前，不能受凍。在充水凍融條件下使用的砼，開始受凍時(shí)的強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的70%。當(dāng)混凝土摻用防凍劑（外加劑）

6、時(shí)，其試配強(qiáng)度較設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高一個(gè)等級(jí)。2.1.2混凝土生產(chǎn)設(shè)備、攪拌機(jī)等拌合設(shè)備要進(jìn)行整體防寒處理1）拌制混凝土?xí)r，使用整體搭設(shè)暖棚和室內(nèi)增溫措施，確保砂石骨料的溫度保持在0以上，拌合用水使用鍋爐家人，使攪拌用水溫度不低于5。當(dāng)加熱水不能滿足拌合溫度時(shí)，可再將骨料均勻加熱。水及骨料按熱工計(jì)算和實(shí)際試拌，確定滿足出機(jī)混凝土溫度達(dá)到入模溫度不低于5的要求。2）水的加熱溫度不宜高于80，當(dāng)骨料不加熱時(shí)，水可加熱至80。2.1.3混凝土的運(yùn)輸過程混凝土的運(yùn)輸過程快裝快卸，不得中途轉(zhuǎn)運(yùn)或受阻，運(yùn)送中覆蓋保溫防寒。當(dāng)拌制的混凝土出現(xiàn)坍落度減小或發(fā)生速凝現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)進(jìn)行重新調(diào)整拌和料的加熱溫度?；炷涟韬蠒r(shí)間

7、較常溫施工延長50%左右，對(duì)于摻有外加劑的混凝土拌制時(shí)間應(yīng)取常溫拌制時(shí)間的1.5倍。砼卸出拌合機(jī)時(shí)的最高允許溫度為40，低溫早強(qiáng)砼的拌合溫度不高于30。 2.1.4混凝土原材料的控制骨料不得帶有冰雪和凍塊以及易凍裂的物質(zhì)，嚴(yán)格控制混凝土的配合比和坍落度，由骨料帶入的水分以及外加劑溶液中的水分均應(yīng)從拌合水中扣除。拌制摻用外加劑的混凝土?xí)r，當(dāng)外加劑為粉劑時(shí)，可按要求摻量直接撒在水泥上面和水泥同時(shí)投入。當(dāng)外加劑為液體，使用前按要求配置成規(guī)定溶液，然后根據(jù)使用要求，用規(guī)定濃度溶液再配置成施工溶液。各溶液分別放置于有明顯標(biāo)志的容器內(nèi)，不得混淆。2.1.5混凝土運(yùn)輸過程控制冬季施工運(yùn)輸混凝土?xí)r，盡量減少混

8、凝土拌和物熱量損失措施，我們?cè)诖丝梢圆扇∫韵麓胧?（1）盡量縮短運(yùn)輸距離，選擇最佳運(yùn)輸路線，縮短運(yùn)輸時(shí)間。 （2）正確選擇運(yùn)輸容器的形式、大小和保溫材料。對(duì)長距離的運(yùn)輸，采用混凝土輸送車，容量根據(jù)混凝土施工用量和澆注時(shí)間選擇。 （3）盡量減少裝卸次數(shù)并合理組織裝入、運(yùn)輸和卸出混凝土工作。做好機(jī)械的調(diào)度和現(xiàn)場(chǎng)的管理。 2.1.6混凝土出機(jī)溫度控制現(xiàn)澆混凝土采用綜合蓄熱法施工時(shí)，混凝土的出機(jī)（罐）溫度一般不低于20oc。并根據(jù)其運(yùn)輸方式和運(yùn)輸距離予與調(diào)整。運(yùn)輸混凝土的工具應(yīng)進(jìn)行保溫，具體的保溫厚度、選用的保溫材料應(yīng)根據(jù)運(yùn)距、熱工計(jì)算決定?；炷涟韬衔锏臏囟萾0=0.92(1*t水泥+1.7*t砂

9、子+2.55*t石子)+4.2*0.45*t水/4.2*0.45+0.92(1+1.79+2.55)即混凝土拌合物溫度為t0t1= t0-0.16(t0-10)即混凝土出機(jī)溫度為t1t2= t1-(0.25*1+0.32*3)40-(-15)即混凝土入模溫度為t2。混凝土澆筑成型時(shí)溫度t3=1*2430* t2+0.48*420*（-15）/(2430+0.48*420)綜上，水、水泥、砂子和石子溫度分別為t水、t水泥、t砂子和t石子。2.1.7外加劑摻量控制外加劑一般為化學(xué)后生物制劑，它的摻加量對(duì)混凝土的質(zhì)量有決定性影響。所以對(duì)于外加劑的使用必須認(rèn)真。外加劑進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)先檢查來料說明，外加劑摻量

10、的允許誤差應(yīng)按規(guī)范要求控制。液體外加劑應(yīng)經(jīng)常攪拌，嚴(yán)格計(jì)量。粉狀外加劑應(yīng)檢查有無破袋，并抽檢每袋裝量是否準(zhǔn)確。2.1.8混凝土澆筑 （1）混凝土澆注前，清除干凈模板和鋼筋上的冰雪和污垢，當(dāng)環(huán)境氣溫低于-10時(shí)，采用暖棚法將直徑大于25mm的鋼筋加熱至正溫。砼的灌注溫度，在任何情況下均不低于5，細(xì)薄截面水泥混凝土結(jié)構(gòu)的灌注溫度不宜低于10，砼分層連續(xù)灌注，中途不間斷，每層灌注厚度不大于20cm，并采用機(jī)械搗固。 （2）新、舊混凝土施工縫清理時(shí)前層混凝土的強(qiáng)度不得小于1.2mpa。施工縫處的水泥砂漿、松動(dòng)石子或松弱混凝土必須鑿除干凈，并用水沖洗干凈，但不得有積水。新混凝土在澆注前，宜在橫向施工縫處

11、先鋪一層厚約15mm并與混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂漿。然后再繼續(xù)澆注新層混凝土。施工縫處的新層混凝土要重點(diǎn)搗實(shí)。冬季低溫施工接縫混凝土?xí)r，在新混凝土澆注前對(duì)結(jié)合面進(jìn)行加熱使結(jié)合面有5以上的溫度，澆注完成后，及時(shí)加熱養(yǎng)護(hù)使混凝土結(jié)合面保持正溫，直至進(jìn)澆注混凝土獲得規(guī)定的抗凍強(qiáng)度當(dāng)舊混凝土面和外露鋼筋暴露在冷空氣中時(shí)，對(duì)新、舊混凝土施工縫1.5m范圍內(nèi)的混凝土和長度在1.0m范圍內(nèi)的外露鋼筋進(jìn)行防寒保溫。 2.1.9冬季施工混凝土保溫、養(yǎng)護(hù) 暖棚好熱量計(jì)算q0=q1+q2q1=a*k（tb-ta）q0-暖棚總耗熱量q1=通過維護(hù)結(jié)構(gòu)各部位的散熱量之和q2=由通風(fēng)換氣的熱損失a-維護(hù)結(jié)構(gòu)的

12、總面積k-維護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)1、 加熱燃料好用量gp=q0g*0.6/rgp-燃料耗用量q0-暖棚總耗熱量g-加熱器效率r-燃料發(fā)熱量混凝土養(yǎng)護(hù)采用獨(dú)立式暖棚養(yǎng)護(hù)。暖棚法養(yǎng)護(hù)時(shí)在構(gòu)筑物周圍用鋼管搭設(shè)大棚，用采棉帆布包裹密封，大棚搭設(shè)必須牢固、不透風(fēng)，上覆蓋面帆布，采用燃煤取暖爐加熱，必須將爐的排氣管引出棚外，將煙氣排到棚外。以防止煤氣中毒和防止氧化碳濃度過高加速混凝土的碳化。暖棚內(nèi)底部溫度不低于5，當(dāng)?shù)陀?時(shí)應(yīng)采取增加煤爐的辦法?；炷琉B(yǎng)護(hù)期間（大于14天），安排專人對(duì)煤爐進(jìn)行檢查，填加燃煤，保持棚內(nèi)溫度。如下圖示： 平面布置示意圖立面示意圖（1）混凝土澆筑成型后，立即進(jìn)行防寒保溫，防寒保溫措

13、施為內(nèi)部熱源加熱法。當(dāng)室外最低氣溫高于-15時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)表面系數(shù)不大于15m-1的工程應(yīng)優(yōu)先采用搭設(shè)暖棚進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，應(yīng)保證混凝土結(jié)構(gòu)小環(huán)境溫度不得低于5（本工程采用獨(dú)立式暖棚保溫）。（2）采用暖棚法時(shí),對(duì)模板用保溫材料包裹，頂面用保溫材料（雙層棉被）覆蓋,同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的邊棱角加強(qiáng)覆蓋保溫,迎風(fēng)面采取防風(fēng)措施。（3）混凝土澆筑前對(duì)澆筑部位開始生爐保溫。砼的灌注溫度，在任何情況下均不低于5，細(xì)薄截面水泥混凝土結(jié)構(gòu)的灌注溫度不宜低于10（棉被以下溫度）。（4）安排專人對(duì)建筑物進(jìn)行溫度測(cè)量，保溫養(yǎng)護(hù)，消防看守。留設(shè)專人值班，認(rèn)真做好測(cè)溫工作，以保證冬季混凝土施工質(zhì)量。（5）冬期施工不得直接灑水養(yǎng)護(hù)，宜采

14、取包裹塑料布保濕增濕措施。3、混凝土受凍臨界強(qiáng)度的控制混凝土冬季施工的重要保證就是在混凝土達(dá)到臨界強(qiáng)度前不得凍。為此必須控制好混凝土的臨界強(qiáng)度。3.1應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)制作的試塊及時(shí)送交中心試驗(yàn)室按期檢驗(yàn)。3.2按混凝土成熟度值來推算其是否達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度。3.3混凝土未達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度前不得拆除保溫設(shè)施。3.4施工員根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果填寫混凝土拆模申請(qǐng)，報(bào)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，否則不準(zhǔn)拆模。3.5重點(diǎn)部位及有特殊要求的結(jié)構(gòu)還應(yīng)進(jìn)行拆模強(qiáng)度驗(yàn)算。 4、冬季施工測(cè)溫與保溫管理工作4.1冬季施工測(cè)溫管理工作測(cè)溫工作在冬季施工中是及其重要的環(huán)節(jié)，施工中應(yīng)極為重視。各施工現(xiàn)場(chǎng)要在入冬前建立測(cè)溫組織，每日對(duì)大氣溫度、混凝

15、土溫度、砂漿溫度進(jìn)行觀測(cè),并指定專人測(cè)溫。測(cè)溫時(shí)間和所測(cè)溫度值應(yīng)詳細(xì)記錄，整理歸檔。測(cè)溫人員應(yīng)保持與供熱、保溫人員的聯(lián)系，如發(fā)現(xiàn)供熱故障或保溫措施不當(dāng)使溫度急劇變化或降溫過快等情況，應(yīng)立即向項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人報(bào)告進(jìn)行處理。 質(zhì)量檢查人員，每天要抽查測(cè)溫情況，將其納入質(zhì)量控制的范圍。4.2冬期施工保溫工作管理保溫材料計(jì)劃應(yīng)與冬施方案同時(shí)提供給材料部門,包括數(shù)量、品種、規(guī)格及進(jìn)場(chǎng)日期等。保溫材料進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)合理堆放苫蓋。一般應(yīng)遠(yuǎn)離用火區(qū)，防止雪水浸泡。周轉(zhuǎn)使用的材料每次使用時(shí)應(yīng)及時(shí)整理晾曬。攪拌機(jī)棚、水泵房、操作棚和淋灰池應(yīng)搭設(shè)好暖棚（蓋）,準(zhǔn)備好必要的取暖設(shè)備。正確選用混凝土運(yùn)輸容器的形式和保溫材料。混

16、凝土澆筑后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行保溫覆蓋，并根據(jù)所控制的臨界強(qiáng)度決定保溫。5、冬季施工外加劑及試塊管理 冬季施工外加劑，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并有產(chǎn)品合格證。同時(shí)要經(jīng)過質(zhì)量監(jiān)督部門的使用認(rèn)可。對(duì)已進(jìn)場(chǎng)的外加劑均須補(bǔ)做試驗(yàn)，確認(rèn)合格后方準(zhǔn)使用。新品種外加劑研究配制方法、儲(chǔ)存條件、摻加方法，進(jìn)行外加劑與水泥品種相適應(yīng)的優(yōu)選試驗(yàn)，并確定其摻量。對(duì)新引進(jìn)的外加劑，應(yīng)做摻外加劑混凝土與空白混凝土的強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)及其它有關(guān)外加劑性能的對(duì)比試驗(yàn)。 冬施中混凝土試塊為混凝土拆模和確定熱養(yǎng)護(hù)期提供依據(jù)。在制作試塊時(shí)應(yīng)按混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（gb50204-92）中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。試塊組數(shù)應(yīng)比常溫多兩組，并與施

17、工部位同條件養(yǎng)護(hù)，其中一組用于檢驗(yàn)混凝土受凍前的強(qiáng)度，確定混凝土熱養(yǎng)護(hù)期限，或用于檢驗(yàn)拆模強(qiáng)度；另一組用于檢驗(yàn)混凝土同條件養(yǎng)護(hù)28天再轉(zhuǎn)入標(biāo)養(yǎng)28天的強(qiáng)度值f-28+28。6、費(fèi)用增加，成本分析6.1混凝土生產(chǎn)工程成本分析：（1）根據(jù)采取的保溫措施實(shí)際測(cè)算，按照供應(yīng)量為2000m³計(jì)算，每立方米增加費(fèi)用412.6元，合計(jì)增加費(fèi)用：82.52萬元，具體如下：1）商品混凝土站砂石料場(chǎng)采用面帆布包裹保溫2000m2，每平米造價(jià)：40元（含人工及防風(fēng)纜繩），增加費(fèi)用8萬元。2）攪拌棚增設(shè)暖棚240m2，每平米造價(jià)680元，增加費(fèi)用16.32萬元3）新增鍋爐造價(jià)40000元；費(fèi)用合計(jì)：增加4萬

18、元4）敷設(shè)蒸汽管網(wǎng)300m，增加費(fèi)用3萬元5）冬施用煤400噸，增加費(fèi)用40萬元； 6）冬季摻加外加劑按水泥用量的25%左右，造價(jià)40元/ m³；按照2000m3計(jì)，增加費(fèi)用8萬元；7）混凝土運(yùn)輸車輛保溫措施造價(jià)4000元/輛，共用8輛； 增加費(fèi)用3.2萬元；增加費(fèi)用合計(jì)：82.52萬元（2）其他費(fèi)用成本分析：1）棉被保溫：棉被共計(jì)1200床，150元/床；增加費(fèi)用18萬元2）棉帆布暖搭設(shè)：12000m2, 45元/ m2；增加費(fèi)用54萬元3）人工機(jī)械降效：增加費(fèi)用10萬元；4）其他配套材料及運(yùn)輸費(fèi)：增加費(fèi)用5萬元；增加費(fèi)用合計(jì);87萬元。綜上兩項(xiàng)綜合增加費(fèi)用累計(jì)169.52萬元，從數(shù)據(jù)上分析其冬季施工費(fèi)用成本偏高。結(jié) 論 本文通過對(duì)西北地區(qū)冬季混凝土施工的具體實(shí)施過程，不確定因素太多，難以預(yù)料，況且進(jìn)入12月份，大氣溫度急劇下降及大風(fēng)、暴雪天氣導(dǎo)致道路不通，泵送十分困難，混凝土生產(chǎn)供應(yīng)工作無法進(jìn)行，養(yǎng)護(hù)成本偏高，消防看守不容疏忽，混凝土質(zhì)量不容易控制，強(qiáng)度遞增緩慢。一旦保溫措施不得