冬季混凝土工程施工方案

1、河南興隆建筑工程公司 秀麗王府1#樓項(xiàng)目部 冬季混凝土工程施工方案一、 基本要求1混凝土工程的冬期施工，要從施工期間的氣溫情況、工程特點(diǎn)和施工條件出發(fā)，在保證質(zhì)量、加快進(jìn)度、節(jié)約能源、降低成本的前提下，選擇適宜的冬期施工措施。2新澆筑的混凝土如果遭凍，拌合水凍結(jié)成冰，水結(jié)成冰后的體積增加約9%，同時(shí)水泥的水化作用也停止進(jìn)行。在恢復(fù)正溫養(yǎng)護(hù)以后，會(huì)使水泥漿體中的孔隙率比正常凝結(jié)的混凝土顯著增加，從而使混凝土的各項(xiàng)物理力學(xué)性能全面下降。如抗壓強(qiáng)度約損失50，抗?jié)B等級(jí)降低為零，混凝土與鋼筋的粘結(jié)力也有大幅度的降低。因此遭受過凍害的混凝土不僅力學(xué)強(qiáng)度降低，而且耐久性能嚴(yán)重劣化。如在施工時(shí)增加混凝土中的

2、水泥用量提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，雖然抗壓強(qiáng)度可以相應(yīng)增加，但耐久性仍得不到改善。因此從保證混凝土工程全面質(zhì)量出發(fā)，在冬期施工中必須防止混凝土在硬化初期遭受凍害，并盡早獲得強(qiáng)度。3混凝土的溫度降至0前，其抗壓強(qiáng)度不得低于抗凍臨界強(qiáng)度?？箖雠R界強(qiáng)度規(guī)定如下：硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的30%；礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的40，但c10及c10以下的混凝土，不得低于5.0n/mm2。如施工需要提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，應(yīng)按提高后的強(qiáng)度等級(jí)確定。4冬期施工的混凝土，為了縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，一般應(yīng)選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，用蒸汽直接養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r，

3、應(yīng)選用礦渣硅酸鹽水泥。水泥的強(qiáng)度等級(jí)不宜低于42.5，每立方米混凝土中的水泥用量不宜少于300kg，水灰比不應(yīng)大于0.60并加入早強(qiáng)劑。5為了減少凍害，應(yīng)將配合比中的用水量降低至最低限度。辦法是：控制坍落度，加入減水劑，優(yōu)先選用高效減水劑。6為了防止鋼筋銹蝕，在鋼筋混凝土中，氯鹽摻量不得超過水泥重量的1%（按無水狀態(tài)計(jì)算）。摻氯鹽的混凝土必須振搗密實(shí)，且不宜采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。在下列情況下，不得在鋼筋混凝土中摻用氯鹽：（1）露天結(jié)構(gòu)或經(jīng)常受水淋的結(jié)構(gòu)；（2）有鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結(jié)構(gòu)，以及有外露鋼筋預(yù)埋件而無防護(hù)措施的結(jié)構(gòu)；（3）使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲的結(jié)構(gòu)；（4）預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。素混凝

4、土中氯鹽摻量不得大于水泥重量的3%。7整體澆筑的結(jié)構(gòu)，采用蒸汽加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，混凝土的升溫和降溫速度，不得超過表22-27的規(guī)定?；炷恋纳郎亟禍厮俣?表22-27表面系數(shù)升溫速度（/h）降溫速度（/h）615106105注：1.表面系數(shù)系指結(jié)構(gòu)冷卻的表面積（m2）與結(jié)構(gòu)全部體積（m3）的比值；2.厚大體積的混凝土，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。8用蒸汽直接加熱養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r，采用普通硅酸鹽水泥時(shí)，混凝土的溫度不超過80。9模板和保溫層，應(yīng)在混凝土冷卻到5后方可拆除。當(dāng)混凝土與外界溫差大于20時(shí)，拆模后的混凝土表面，應(yīng)臨時(shí)覆蓋，使其緩慢冷卻。10未完全冷卻的混凝土有較高的脆性，所以結(jié)構(gòu)在冷卻前不得遭受沖擊荷載

5、或動(dòng)力荷載的作用。11冬期施工期間，施工單位應(yīng)與氣象部門保持密切聯(lián)系，隨時(shí)掌握天氣預(yù)報(bào)和寒潮、大風(fēng)警報(bào)，以便及時(shí)采取防護(hù)措施。二、 混凝土的拌制1.混凝土原材料加熱應(yīng)優(yōu)先采用加熱水的方法，當(dāng)加熱水仍不能滿足要求時(shí)，再對(duì)骨料進(jìn)行加熱。若達(dá)到規(guī)定溫度后仍不能滿足要求時(shí)，水的加熱溫度可提高到100，但水泥不得與80以上熱水直接接觸。投料時(shí)應(yīng)先投入骨料和水，最后才投入水泥。2.水和骨料可根據(jù)工地具體情況選擇加熱方法，但骨料不得在鋼板上灼炒。水泥應(yīng)儲(chǔ)存在暖棚內(nèi)，不得直接加熱。3.骨料必須清潔，不得含有冰雪和凍塊，以及易凍裂的物質(zhì)。在摻有含鉀、鈉離子的外加劑時(shí)，不得使用活性骨料或混有活性材料的骨料。4.拌

6、制摻外加劑的混凝土?xí)r，如外加劑為粉劑，可按要求摻量直接撒在水泥上面和水泥同時(shí)投入。如外加劑為液體，使用時(shí)應(yīng)先配制成規(guī)定濃度溶液，然后根據(jù)使用要求，用規(guī)定濃度溶液再配制成施工溶液。各溶液要分別置于有明顯標(biāo)志的容器內(nèi)，不得混淆。每班使用的外加劑溶液應(yīng)一次配成。5.嚴(yán)格控制混凝土水灰比，由骨料帶入的水分及外加劑溶液中的水分均應(yīng)從拌合水中扣除。6.拌制摻有外加劑的混凝土?xí)r，攪拌時(shí)間應(yīng)取常溫?cái)嚢钑r(shí)間的1.5倍。7.混凝土拌合物的出機(jī)溫度不宜低于10，入模溫度不得低于5。8.混凝土拌合物的理論溫度，可按下式計(jì)算：t00.9（mcetcemsatsamgtg）4.2tw（mwwsamsawgmg）c1（ws

7、amsatsawgmgtg）c2（wmmsawgmg）÷4.2mw0.9（mcemsamg） （22-10）式中 t0混凝土拌合物溫度（）；mw、mce、msa、mg水、水泥、砂、石的用量（kg）；tw、tce、tsa、tg水、水泥、砂、石的溫度（）；wsa、wg砂、石的含水率（）；c1、c2水的比熱容kj/（kg·k）及冰的溶解熱（kj/kg）。當(dāng)骨料溫度0時(shí)，c14.2，c20；0時(shí)，c12.1，c2335。9.混凝土拌合物的出機(jī)溫度，可按下式計(jì)算：t1t00.16（t0ti） （22-11）式中 t1混凝土拌合物出機(jī)溫度（）；ti攪拌機(jī)棚內(nèi)溫度（）。三、 混凝土的運(yùn)輸

8、和澆筑1冬期施工運(yùn)輸混凝土拌合物，應(yīng)使熱量損失盡量減少，可采取下列措施：（1）正確選擇放置攪拌機(jī)的地點(diǎn)，盡量縮短運(yùn)距，選擇最佳的運(yùn)輸路線；（2）正確選擇運(yùn)輸容器的形式、大小和保溫材料；（3）盡量減少裝卸次數(shù)并合理組織裝入、運(yùn)輸和卸出混凝土的工作。2.混凝土在澆筑前，應(yīng)清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢，裝運(yùn)拌合物的容器應(yīng)有保溫措施。3.混凝土拌合物經(jīng)運(yùn)輸?shù)綕仓r(shí)的溫度，可按下式計(jì)算：t2t1（tt0.032n）（t1ta） （22-12）式中 t2混凝土拌合物經(jīng)運(yùn)輸?shù)綕仓r(shí)溫度（）；tt混凝土拌合物自運(yùn)輸?shù)綕仓r(shí)的時(shí)間（h）;n混凝土拌合物轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)；ta混凝土拌合物運(yùn)輸時(shí)環(huán)境溫度（）；溫度損失系數(shù)（

9、h-1）：當(dāng)用混凝土攪拌車輸送時(shí)，0.25；當(dāng)用開敞式大型自卸汽車時(shí)，=0.20；當(dāng)用開敞式小型自卸汽車時(shí)，=0.30；當(dāng)用封閉式自卸汽車時(shí)，=0.1；當(dāng)用手推車時(shí)，0.5004.考慮模板和鋼筋的吸熱影響，混凝土澆筑成型完成時(shí)的溫度，可按下式計(jì)算： （22-13）式中 t3考慮模板和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時(shí)的溫度（）；cc、cf、cs混凝土、模板、鋼筋的比熱容kj/（kg·k）：混凝土取1kj/（kg·k）；鋼材取0.48kj/（kg·k）；mc每立方米混凝土重量（kg）；mf、ms與每立方米混凝土相接觸的模板、鋼筋重量（kg）；tf、ts模板、鋼筋的溫度，

10、未預(yù)熱者可采用當(dāng)時(shí)的環(huán)境氣溫（）。【例】設(shè)每立方米混凝土中的材料用量為：水150kg，水泥300kg，砂600kg，石1350kg。材料溫度為：水70，水泥5，砂40，石-3。砂含水率5%，石含水率2%。攪拌棚內(nèi)溫度為5?；炷涟韬衔镉萌肆κ滞栖囘\(yùn)輸，倒運(yùn)共2次，運(yùn)輸和成型共歷時(shí)0.5h，當(dāng)時(shí)氣溫-5。與每立方米混凝土相接觸的鋼模板和鋼筋共重450kg，并未預(yù)熱。試計(jì)算混凝土澆筑完畢后的溫度?！窘狻炕炷涟韬衔锏睦碚摐囟龋簍00.9（300×5600×401350×5）4.2×70×（1500.05×6000.02×1350

11、）4.2×0.05×600×402.1×0.02×1350×3330×0.02×1350÷4.2×1500.9（3006001350）15.1混凝土從攪拌機(jī)中傾出時(shí)的溫度：t115.10.16（15.15）13.5混凝土經(jīng)運(yùn)輸成型后的溫度：t213.5（0.5×0.50.032×2）（13.55）7.7混凝土因鋼模板和鋼筋吸熱后的溫度：t3（2400×1×7.7450×0.48×5）÷（2400×1450×

12、0.48）6.6混凝土澆筑完畢后的溫度為6.6。5.冬期不得在強(qiáng)凍脹性地基土上澆筑混凝土，在弱凍脹性地基土上澆筑時(shí)，基土應(yīng)進(jìn)行保溫，以免遭凍。6.用人工加熱養(yǎng)護(hù)的整體式結(jié)構(gòu)，其澆筑程序及施工縫的設(shè)置，應(yīng)能防止產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，如混凝土的加熱溫度超過40時(shí)，可采取以下措施：（1）支承在已澆筑完畢的厚大結(jié)構(gòu)上的梁，應(yīng)用鋼板制成的墊板將梁與厚大結(jié)構(gòu)隔開，使梁在加熱和冷卻時(shí)可以自由伸縮；（2）如梁不能按（1）所述方法進(jìn)行澆筑，而在設(shè)計(jì)中又未考慮到附加溫度應(yīng)力時(shí)，則梁的混凝土澆筑與加熱應(yīng)分段進(jìn)行，段之間的間隔長度不應(yīng)小于1/8梁的跨度，也不得小于0.7m。間斷處應(yīng)在已澆筑的混凝土冷卻至15以下時(shí)，才可

13、用混凝土填實(shí)并加熱養(yǎng)護(hù)；（3）與支座不做剛性連接的連接梁，應(yīng)在長度不超過20m的段落上同時(shí)加熱；（4）多跨剛架的連續(xù)橫梁，如剛架支柱的高度與橫梁截面高度之比小于15時(shí)，應(yīng)按（2）所規(guī)定的方法澆筑和加熱混凝土。當(dāng)剛架的跨度8m時(shí)，應(yīng)每隔兩個(gè)跨度留出間斷處；當(dāng)剛架的跨度8m時(shí)，應(yīng)每隔一個(gè)跨度留出間斷處；（5）與小跨度的大型橫梁相連的高柱，應(yīng)按同一高度進(jìn)行混凝土的澆筑和加熱；否則在柱子之間的橫梁上留出間斷處；（6）互相平行又彼此間以剛性連接的梁（在同一柱上又與柱剛性連接的兩根吊車梁），應(yīng)同時(shí)進(jìn)行加熱；（7）澆筑和加熱肋形樓板時(shí)，應(yīng)按（2）和（4）規(guī)定進(jìn)行，在縱向和橫向兩個(gè)方向留在間斷處，梁與板應(yīng)同時(shí)

14、進(jìn)行澆筑和加熱養(yǎng)護(hù)。7. 澆筑裝配式結(jié)構(gòu)接頭的混凝土（或砂漿），應(yīng)先將結(jié)合處的表面加熱到正溫。澆筑后的接頭混凝土（或砂漿）在溫度不超過45的條件下，應(yīng)養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度，當(dāng)設(shè)計(jì)無要求時(shí)，其強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的75。8. 預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在進(jìn)行孔道和立縫的灌漿前，澆灌部位的混凝土須經(jīng)預(yù)熱，并宜采用熱的水泥漿、砂漿或混凝土，澆灌后在正溫下養(yǎng)護(hù)到強(qiáng)度不低于15n/mm2。四、 混凝土強(qiáng)度估算1.在冬期施工中，需要及時(shí)了解混凝土強(qiáng)度的發(fā)展情況。例如當(dāng)采用蓄熱養(yǎng)護(hù)工藝時(shí)，混凝土冷卻至0前是否已達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度；當(dāng)采用人工加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，在停止加熱前混凝土是否已達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度；當(dāng)采用綜合養(yǎng)護(hù)時(shí)

15、，混凝土的預(yù)養(yǎng)時(shí)間是否足夠等。在施工現(xiàn)場留置同條件養(yǎng)護(hù)試件做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，固然可以解決一部分問題，但所做試件很難與結(jié)構(gòu)物保持相同的溫度，因此代表性較差。又由于模板未拆，也不能使用任何非破損方法進(jìn)行測試。因此，運(yùn)用計(jì)算的方法對(duì)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行估計(jì)或預(yù)測是很有實(shí)用價(jià)值的。2用普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土，在各種養(yǎng)護(hù)溫度下的強(qiáng)度增長率分別如圖22-22。圖22-22 用普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土圖22-26 用普通硅酸鹽水泥拌制并摻有防凍劑的混凝土3.當(dāng)混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度為一變量時(shí)，混凝土的強(qiáng)度可用成熟度的方法來估算。其原理是：相同配合比的混凝土，在不同的溫度、時(shí)間下養(yǎng)護(hù)，只在成熟度相等，其強(qiáng)度大致相同。

16、計(jì)算方法如下：（1）適用范圍本法適用于不摻外加劑在50以下正溫養(yǎng)護(hù)和摻外加劑在30以下正溫養(yǎng)護(hù)的混凝土，亦可用于摻防凍劑的負(fù)溫混凝土。本法適用于估算混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值60以內(nèi)的強(qiáng)度值。（2）前提條件使用本法估算混凝土強(qiáng)度，需要用實(shí)際工程使用的混凝土原材料和配合比，制作不少于5組混凝土立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，得出1、2、3、7、28d的強(qiáng)度值。使用本法同時(shí)需取得現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)混凝土的溫度實(shí)測資料（溫度、時(shí)間）。（3）用計(jì)算法估算混凝土強(qiáng)度的步驟1）用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件17d齡期強(qiáng)度數(shù)據(jù)，經(jīng)回歸分析擬合成下列形式曲線方程：（22-14）式中 f混凝土立方體抗壓強(qiáng)度（n/mm2）；d混凝土養(yǎng)護(hù)齡期（d）

17、；a、b參數(shù)。2）根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)測混凝土養(yǎng)護(hù)溫度資料，用式（22-15）計(jì)算混凝土已達(dá)到的等效齡期（相當(dāng)于20標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的時(shí)間）。tt·tt （22-15）式中 t等效齡期（h）；t溫度為t的等效系數(shù)，按表22-30采用；tt溫度為t的持續(xù)時(shí)間（h）。3）以等效齡期t代替d代入公式（22-14）可算出強(qiáng)度。（4）用圖解法估算混凝土強(qiáng)度的步驟等效系數(shù)t 表22-30溫度t（）等效系數(shù)t溫度t（）等效系數(shù)t溫度t（）等效系數(shù)t503.16281.4560.43493.07271.3950.40482.97261.3340.37472.88251.2730.35462.80241.2220.3

18、2452.71231.1610.30442.62221.1100.27432.54211.05-10.25422.46201.00-20.23412.38190.95-30.21402.30180.91-40.20392.22170.86-50.18382.14160.81-60.16372.07150.77-70.15361.99140.73-80.14351.92130.68-90.13341.85120.64-100.12331.78110.61-110.11321.71100.57-120.11311.6590.53-130.10301.5880.50-140.10291.5270.4

19、6-150.091）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件各齡期強(qiáng)度數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫出齡期-強(qiáng)度曲線；2）根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測的混凝土養(yǎng)護(hù)溫度資料，計(jì)算混凝土達(dá)到的等效齡期；3）根據(jù)等效齡期數(shù)值，在齡期-強(qiáng)度曲線上查出相應(yīng)強(qiáng)度值，即為所求值。【例】某混凝土在試驗(yàn)室測得20標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的各齡期強(qiáng)度值如表22-31。混凝土澆筑后測得構(gòu)件的溫度如表22-32。試估算混凝土澆筑后38h時(shí)的強(qiáng)度。標(biāo)養(yǎng)試件試驗(yàn)結(jié)果 表22-31標(biāo)養(yǎng)齡期（d）1237抗壓強(qiáng)度（n/mm2）4.011.015.421.8測溫記錄 表22-32從澆筑起算的時(shí)間（h）02468101238溫度（）1420263032364040【解】（1）當(dāng)采用計(jì)算法時(shí)

20、，根據(jù)表22-31的數(shù)據(jù)，通過回歸分析求得曲線方程為：（2）當(dāng)采用圖解法時(shí)，將表22-31中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上繪出齡期-強(qiáng)度曲線，如圖22-28。圖22-28 某混凝土的齡期-強(qiáng)度曲線（標(biāo)養(yǎng)）（3）根據(jù)測溫記錄，計(jì)算出整個(gè)養(yǎng)護(hù)過程中的時(shí)間-溫度關(guān)系如表22-33。并計(jì)算等效齡期。養(yǎng)護(hù)過程的時(shí)間-溫度關(guān)系 表22-33時(shí)間間隔（h）22222226平均溫度（）17232831343840等效齡期：t2×0.862×1.162×1.452×1.652×1.852×2.1426×2.3078h（3.25d）（4）根據(jù)等效齡期估算混凝

21、土強(qiáng)度。當(dāng)采用計(jì)算法時(shí)，將t值作為齡期d代入曲線方程，得：16.0n/mm2當(dāng)采用圖解法時(shí)，在圖22-28上找到相應(yīng)的點(diǎn)，查得強(qiáng)度值為16.0n/mm2。4.當(dāng)采用綜合蓄熱法施工時(shí)，混凝土如果在達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度值之前就撤除保溫材料，混凝土?xí)馐軆龊?；如果在達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度值之后繼續(xù)保溫，則勢必影響工程進(jìn)度。用以下方法可以找到混凝土澆筑后達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度的時(shí)刻。（1）使用與施工混凝土相同的材料和配合比，配制混凝土并制備抗壓試件6塊，成型后立即放進(jìn)20標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，養(yǎng)護(hù)至24h時(shí)取出試壓，從試壓數(shù)據(jù)中舍棄最大和最小值，取中間4個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算其平均值，作為該種混凝土標(biāo)養(yǎng)24h的強(qiáng)度（f1）。（2）根據(jù)f1

22、與該種混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度（f設(shè)）的比值，按表22-34查出該種混凝土強(qiáng)度0點(diǎn)的標(biāo)養(yǎng)時(shí)間。強(qiáng)度0點(diǎn)取值表 表22-34f1/f設(shè)比值（）強(qiáng)度0點(diǎn)的標(biāo)養(yǎng)時(shí)間（h）1012102092030730405.5404（3）以標(biāo)養(yǎng)時(shí)間（h）為橫坐標(biāo)，以強(qiáng)度（mpa）為縱坐標(biāo)，建立坐標(biāo)系。將強(qiáng)度0點(diǎn)的標(biāo)養(yǎng)時(shí)間標(biāo)繪在橫坐標(biāo)上，再將f1標(biāo)繪在24h處，做直線相連，在該直線上查到強(qiáng)度達(dá)到4mpa時(shí)所需的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時(shí)間t0（h）。（4）計(jì)算成熟度的公式如下：m （22-16）式中 m混凝土成熟度（·h）；t混凝土溫度（）；t兩次測溫間隔時(shí)間（h）。（5）將t0作為t，t為20代入公式（22-16）再除以平均差

23、值系數(shù)0.8，所得值即為達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度的成熟度值。（6）工地在實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)做好測溫記錄，根據(jù)混凝土的實(shí)際養(yǎng)護(hù)溫度與養(yǎng)護(hù)時(shí)間，按公式（22-16）計(jì)算成熟度，當(dāng)達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度的成熟度時(shí)，即可停止保溫。五、 蓄熱法養(yǎng)護(hù)1工藝特點(diǎn)將混凝土的組成材料進(jìn)行加熱然后攪拌，在經(jīng)過運(yùn)輸、振搗后仍具有一定溫度，澆筑后的混凝土周圍用保溫材料嚴(yán)密覆蓋。利用這種預(yù)加的熱量和水泥的水化熱量，使混凝土緩慢冷卻，并在冷卻過程中逐漸硬化，當(dāng)混凝土溫度降至0時(shí)可達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度或預(yù)期的強(qiáng)度要求。蓄熱法具有經(jīng)濟(jì)、簡便、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，混凝土在較低溫度下硬化，其最終強(qiáng)度損失小，耐久性較高，可獲得較優(yōu)質(zhì)量的制品。但用蓄熱法施工，強(qiáng)

24、度增長較慢，因此宜選用強(qiáng)度等級(jí)較高、水化熱較大的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或快硬硅酸鹽水泥。同時(shí)選用導(dǎo)熱系數(shù)小、價(jià)廉耐用的保溫材料。保溫層敷設(shè)后要注意防潮和防止透風(fēng)，對(duì)于構(gòu)件的邊棱、端部和凸角要特別加強(qiáng)保溫，新澆混凝土與已硬化混凝土連接處，為避免熱量的傳導(dǎo)損失，必要時(shí)應(yīng)采取局部加熱措施。2適用范圍當(dāng)結(jié)構(gòu)表面系數(shù)較小或氣溫不太低時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用蓄熱法施工。蓄熱法的適用范圍大致如表22-35所示。蓄熱法適用范圍 表22-35室外平均氣溫（）結(jié)構(gòu)表面系數(shù)57.57.5101012.512.5150蓄熱法蓄熱法蓄熱法蓄熱法-2蓄熱法蓄熱法蓄熱法綜合蓄熱法-5蓄熱法蓄熱法綜合蓄熱法綜合蓄熱法-8蓄熱法綜合

25、蓄熱法綜合蓄熱法-10綜合蓄熱法綜合蓄熱法 注：綜合蓄熱法即在蓄熱法工藝的基礎(chǔ)上，在混凝土中摻入防凍劑，以延長硬化時(shí)間和提高抗凍害能力。3熱工計(jì)算蓄熱法熱工計(jì)算的依據(jù)是熱量平衡原理，即每立方米混凝土從澆筑完畢時(shí)的溫度下降到0的過程中，透過模板和保溫層所放出的熱量，等于混凝土預(yù)加熱量和水泥在此期間所放出的水化熱之和。當(dāng)施工條件（結(jié)構(gòu)尺寸、材料配比、澆筑后的溫度和養(yǎng)護(hù)期間的預(yù)測氣溫）確定以后，先初步選定保溫材料的種類、厚度和構(gòu)造，然后計(jì)算出混凝土冷卻到0的延續(xù)時(shí)間和混凝土在此期間的平均溫度。據(jù)此再用成熟度方法估算出混凝土可能獲得的強(qiáng)度。如所得結(jié)果達(dá)不到抗凍臨界強(qiáng)度值或預(yù)期的強(qiáng)度要求，則需調(diào)整某些施

26、工條件或修改保溫層設(shè)計(jì)，再進(jìn)行計(jì)算，直至符合要求為止。蓄熱法的熱工計(jì)算按以下方法進(jìn)行：（1）混凝土蓄熱養(yǎng)護(hù)開始到任一時(shí)刻t的溫度，可按下式計(jì)算： （22-17）（2）混凝土蓄熱養(yǎng)護(hù)開始到任一時(shí)刻t的平均溫度，可按下式計(jì)算： （22-18）其中、，為綜合參數(shù)，按下式計(jì)算：式中 t混凝土蓄熱養(yǎng)護(hù)開始到任一時(shí)刻t的溫度（）；tm混凝土蓄熱養(yǎng)護(hù)開始到任一時(shí)刻t的平均溫度（）；t混凝土蓄熱養(yǎng)護(hù)開始到任一時(shí)刻的時(shí)間（h）；tm，a混凝土蓄熱養(yǎng)護(hù)開始到任一時(shí)刻t的平均氣溫（）；c混凝土的質(zhì)量密度（kg/m3）；mce每立方米混凝土水泥用量（kg/m3）；qce水泥水化累積最終放熱量（kj/kg）；vce水泥

27、水化速度系數(shù)（h-1）；透風(fēng)系數(shù)；m結(jié)構(gòu)表面系數(shù)（m-1）；k結(jié)構(gòu)圍護(hù)層的總傳熱系數(shù)kj/（m2·h·k）；e自然對(duì)數(shù)底，可取e=2.72。注：結(jié)構(gòu)表面系數(shù)m值可按下式計(jì)算：ma/v式中 a混凝土結(jié)構(gòu)表面積（m2）；v混凝土結(jié)構(gòu)的體積（m3）。結(jié)構(gòu)圍護(hù)層總傳熱系數(shù)可按下式計(jì)算：di第i層圍護(hù)層厚度（m）；i第i層圍護(hù)層的導(dǎo)熱系數(shù)w/（m·k）。平均氣溫tm,a取法，可采用蓄熱養(yǎng)護(hù)開始至t時(shí)氣象預(yù)報(bào)的平均氣溫，亦可按每時(shí)或每日平均氣溫計(jì)算。水泥水化累積最終放熱量qce、水泥水化速度系數(shù)vce及透風(fēng)系數(shù)取值見表22-36和表22-37。水泥水化累積最終放熱量qce和水

28、化速度系數(shù)vce 表22-36水泥品種及強(qiáng)度等級(jí)qce（kj/kg）vce（h-1）52.5號(hào)硅酸鹽水泥40052.5號(hào)普通硅酸鹽水泥36042.5號(hào)普通硅酸鹽水泥3300.01342.5號(hào)礦渣、火山灰、粉煤灰硅酸鹽水泥240透風(fēng)系數(shù) 表22-37圍護(hù)層種類透風(fēng)系數(shù)小風(fēng)中風(fēng)大風(fēng)圍護(hù)層由易透風(fēng)材料組成2.02.53.0易透風(fēng)保溫材料外包不易透風(fēng)材料1.51.82.0圍護(hù)層由不易透風(fēng)材料組成1.31.451.6 注：小風(fēng)風(fēng)速vw3m/s；中風(fēng)風(fēng)速3vw5m/s；大風(fēng)風(fēng)速vw5m/s。（3）當(dāng)需要計(jì)算混凝土蓄熱養(yǎng)護(hù)冷卻至0的時(shí)間時(shí)，、可根據(jù)公式（22-17）采用逐次逼近的方法進(jìn)行計(jì)算。如果蓄熱養(yǎng)護(hù)條

29、件滿足，且km50時(shí)，也可按下式直接計(jì)算： （22-19）式中 t0混凝土蓄熱養(yǎng)護(hù)冷卻至0的時(shí)間（h）。混凝土冷卻至0的時(shí)間內(nèi)，其平均溫度可根據(jù)公式（22-18）取tt0進(jìn)行計(jì)算。（4）混凝土蓄熱養(yǎng)護(hù)的有關(guān)參數(shù)，也可用圖22-29和表22-38查得。各種保溫模板的傳熱系數(shù) 表22-38保溫模板構(gòu)造傳熱系數(shù)k w/（m2·k）鋼模板，區(qū)格間填以聚苯乙烯板50mm厚3.0鋼模板，區(qū)格間填以聚苯乙烯板50mm厚，外包巖棉氈30mm厚0.9鋼模板，外包毛氈三層20mm厚3.5木模板25mm厚，外包巖棉氈30mm厚1.1木模板25mm厚，外包草簾50mm厚1.0圖22-29 用普通42.5級(jí)水

30、泥拌制的混凝土蓄熱計(jì)算圖（入模溫度：20）【例】一批鋼筋混凝土柱，斷面為300mm×400mm，用普通42.5號(hào)水泥拌制，混凝土澆筑后的溫度為20，預(yù)計(jì)養(yǎng)護(hù)期間室外平均氣溫為-10，要求混凝土溫度降至0時(shí)達(dá)到50%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。求保溫條件和構(gòu)件冷卻時(shí)間、平均溫度。【解】先計(jì)算構(gòu)件的表面系數(shù)：使用圖22-29中m12.5的一欄。在“達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的百分率”中找出50的強(qiáng)度線與-10的氣溫線相交，在縱坐標(biāo)上查得k0.9w/（m2·k），然后在k0.9的水平線與-10氣溫線相交處分別查得冷卻時(shí)間為5d，平均溫度為10。根據(jù)k值在表22-38“各種保溫模板的傳熱系數(shù)”中選用：鋼模板，在

31、鋼模板的區(qū)格間填以聚苯乙烯板50mm厚，外包巖棉氈30mm厚。但在構(gòu)件的自由端應(yīng)將巖棉氈加厚至100mm，構(gòu)件的根部與原有混凝土連接處應(yīng)局部短期加熱。4施工注意事項(xiàng)（1）混凝土澆筑后要在裸露的混凝土表面先用塑料薄膜等防水材料覆蓋，然后鋪設(shè)保溫材料。對(duì)于端部其厚度要增大到面部的23倍。（2）混凝土澆筑后應(yīng)有一套嚴(yán)格的測溫制度，如發(fā)現(xiàn)混凝土溫度下降過快或遇寒流襲擊，應(yīng)立即采取補(bǔ)加保溫層或人工加熱措施。（3）采用組合鋼模板時(shí)，宜采用整裝整拆方案，并確保模板保溫效果和減少材料消耗。為了便于脫模，可在混凝土強(qiáng)度達(dá)到1n/mm2后，使側(cè)模板輕輕脫離混凝土再合上繼續(xù)養(yǎng)護(hù)到拆模。六、負(fù)溫混凝土1工藝特點(diǎn)將拌合

32、水預(yù)先加熱，必要時(shí)砂子也加熱，使經(jīng)過攪拌后的混凝土于出機(jī)時(shí)具有一定的零上溫度。在拌合物中加入防凍劑，混凝土澆筑后不再加熱，僅做保護(hù)性覆蓋以防止風(fēng)雪侵襲?；炷两K凝前，其本身溫度即已降至0，并迅速與環(huán)境氣溫相平衡?；炷辆驮谪?fù)溫中硬化。2適用范圍可用于零星的、不易蓄熱保溫也不易采取加熱措施，并對(duì)強(qiáng)度增長速度要求不高的結(jié)構(gòu)，如圈梁、過梁、挑檐、雨篷、地面和梁柱接頭等。硬化時(shí)混凝土本身的溫度在0-10之間。3作用機(jī)理根據(jù)拉烏爾定律，當(dāng)水中溶入了不揮發(fā)的物質(zhì)后成為溶液，水的蒸汽壓下降造成溶液的冰點(diǎn)降低。當(dāng)溫度降至該溶液的冰點(diǎn)時(shí)，溶液中開始有冰析出，此時(shí)溶液的濃度升高，冰點(diǎn)相應(yīng)降低，當(dāng)溫度繼續(xù)下降時(shí)，溶

33、液的冰點(diǎn)就更低，溫度下降至該溶液的最低共熔點(diǎn)時(shí)，溶液中的水才全部成固態(tài)隨溶劑晶體一道析出。由于溶液具有這種性質(zhì)，因此在混凝土中加入適當(dāng)?shù)姆纼鰟┖螅谝欢ǖ呢?fù)溫條件下，可以使含冰率控制在10%以內(nèi)，而大部分拌合水仍為液相，可以與水泥起水化反應(yīng)，使混凝土的強(qiáng)度逐漸增長。4防凍劑的組成防凍劑通常由防凍組分、早強(qiáng)組分和減水組分復(fù)合而成。防凍組分是防凍劑的核心成分，由它來保證混凝土中液相水的存在，常用的種類見表22-48。防凍組分 表22-48名稱化學(xué)式析出固相共熔體時(shí)附注濃度（g/100g水）溫度（）食鹽nacl30.1-21.2致銹氯化鈣cacl242.7-55致銹亞硝酸鈉nano261.3-19.

34、6硝酸鈉nano358.4-18.5硝酸鈣ca（no3）278.6-28乙酸鈉ch3coona-17.5碳酸鉀k2co356.5-36.5尿素（nh2）2co78-17.6氨水nh4oh161-84甲醇ch3oh212-96早強(qiáng)組分用來促進(jìn)水泥的硬化，常用的種類見表22-49。早強(qiáng)組分 表22-49名稱化學(xué)式摻量占水泥（%）相對(duì)早強(qiáng)效果（）f1f3f7（空白）100100100硫酸鈉na2so42138143122三乙醇胺c6h15o3n0.04147136125硫代硫酸鈉na2s2o3214712898注：相對(duì)早強(qiáng)效果，均以空白標(biāo)養(yǎng)試件為基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下的齡期分別為1、3、7d的抗壓強(qiáng)度之比

35、。減水組分用來減少拌合水量，從而降低混凝土中的含冰量，提高混凝土的密實(shí)度和抗凍害能力。減水組分宜選用萘系高效減水劑，如fdn。防凍劑的參考配方如表22-50。在選擇防凍劑配方時(shí)，可以取混凝土自澆筑之時(shí)起5晝夜內(nèi)的預(yù)計(jì)平均氣溫作為硬化溫度（防凍劑的規(guī)定溫度）來選擇防凍劑配方。防凍劑參考配方 表22-50水泥品種硬化溫度（）配方（）普通水泥-10亞硝酸鈉（13.4）硫酸鈉2fdn 0.75亞硝酸鈉（6.1）硝酸鈉（9.7）硫酸鈉2fdn 0.75尿素（7.3）硝酸鈉（8.5）硫酸鈉2fdn 0.75-5亞硝酸鈉（6.9）硫酸鈉2fdn 0.75亞硝酸鈉（3.4）硝酸鈉（5.7）硫酸鈉2fdn 0.

36、75尿素（4.5）硝酸鈉（5.7）硫酸鈉2fdn 0.750亞硝酸鈉（3.2）硫酸鈉2木鈣0.25尿素（4.4）硫酸鈉2木鈣0.25食鹽（4.4）硫酸鈉2木鈣0.25礦渣水泥-5亞硝酸鈉（9.0）硫酸鈉2fdn 0.75亞硝酸鈉（4.4）硝酸鈉（6.6）硫酸鈉2fdn 0.75尿素（6.6）硝酸鈉（6.6）硫酸鈉2fdn 0.750亞硝酸鈉（3.1）硫酸鈉2木鈣0.25尿素（4.1）硫酸鈉2木鈣0.25食鹽（4.1）硫酸鈉2木鈣0.25注：1.配方中括號(hào)內(nèi)數(shù)字為占拌合水量的百分?jǐn)?shù)，其余為占水泥用量的百分?jǐn)?shù)。 2.食鹽配方僅用于無筋混凝土，其余均可用于鋼筋混凝土。5負(fù)溫混凝土的物理力學(xué)性能表22

37、-51是一組負(fù)溫混凝土各項(xiàng)性能的試驗(yàn)結(jié)果，從表中可以看出，在混凝土中加入適當(dāng)?shù)姆纼鰟┖?，雖經(jīng)冷凍，其各項(xiàng)物理力學(xué)性能均不低于同樣配合比的空白標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的混凝土。不加防凍劑的混凝土，即使將混凝土強(qiáng)度等級(jí)從c20提高到c30，經(jīng)過冷凍以后，盡管抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到c20的要求，但抗?jié)B、粘結(jié)力等性能仍相當(dāng)?shù)土?，彈性模量也有所下降。因此在施工中單純采取提高?qiáng)度等級(jí)的辦法，用混凝土遭凍后的殘余強(qiáng)度來滿足設(shè)計(jì)要求，是不能保證工程質(zhì)量的。負(fù)溫混凝土性能 表22-51 注：編號(hào)13，空白標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d抗壓強(qiáng)度為21.5mpa；編號(hào)4空白標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d抗壓強(qiáng)度為33.7mpa。6施工方法（1）負(fù)溫混凝土應(yīng)優(yōu)先選用42

38、.5級(jí)或42.5級(jí)以上的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，尤其應(yīng)優(yōu)先選用早強(qiáng)快硬水泥，嚴(yán)禁使用高鋁水泥。（2）砂石材料必須清潔。不得含有冰雪和凍塊，也不得含有活性骨料和能凍裂的物質(zhì)。（3）防凍劑應(yīng)先溶解于水，配制成溶液，然后投入攪拌。配制硫酸鈉溶液的水溫應(yīng)保持3050，濃度不宜大于20。如溫度降低而發(fā)生結(jié)晶沉淀時(shí)，應(yīng)再加熱攪拌待完全溶解后方可使用。（4）防凍劑如以干粉狀態(tài)直接投入攪拌時(shí)，應(yīng)在事先與較多量的載體（如粉煤灰）混拌均勻，方可使用。如受潮結(jié)塊，應(yīng)磨碎并通過0.63mm的篩后方可使用。（5）負(fù)溫混凝土的坍落度，應(yīng)嚴(yán)格控制在13cm之間。（6）混凝土拌合物的出機(jī)溫度不宜低于10，澆筑成型后的溫度

39、不宜低于5。在有條件時(shí)，應(yīng)盡量提高混凝土的溫度，并盡量延長混凝土在成型后保持正溫的時(shí)間。（7）混凝土澆筑后，其裸露表面應(yīng)立即用塑料薄膜覆蓋保護(hù)以防止脫水。如構(gòu)件的表面系數(shù)大于18，而硬化溫度又在-8以下時(shí)，構(gòu)件澆筑后還須用保溫材料圍護(hù)1d，以延長其保持正溫的時(shí)間。（8）摻有防凍劑的混凝土，當(dāng)環(huán)境溫度降至預(yù)計(jì)溫度以下前，混凝土必須達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度：當(dāng)最低氣溫不低于-10時(shí)，混凝土抗壓強(qiáng)度不得小于3.5mpa；當(dāng)最低氣溫不低于-15時(shí)，混凝土抗壓強(qiáng)度不得小于4.0mpa；當(dāng)最低氣溫不低于-20時(shí)，混凝土抗壓強(qiáng)度不得小于5.0mpa。（9）防凍劑在使用前，應(yīng)對(duì)照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)檢驗(yàn)。防凍劑的配方確定

40、以后，在施工過程中仍要對(duì)外加劑進(jìn)行抽樣檢查。用于鋼筋混凝土中的外加劑，更應(yīng)經(jīng)常抽查其氯離子含量，某些化工產(chǎn)品有時(shí)含有大量氯化物，應(yīng)嚴(yán)加防范以免引起鋼筋銹蝕。（10）各種外加劑要分別包裝堆放，避免混淆和散失。有毒物品（如亞硝酸鈉）更應(yīng)加強(qiáng)保管，以免發(fā)生意外事故。八、 綜合養(yǎng)護(hù)法1工藝特點(diǎn)在混凝土拌合物中摻有少量的防凍劑，原材料預(yù)先加熱，攪拌站和運(yùn)輸工具都要適當(dāng)保溫，拌合物澆筑后的溫度一般須達(dá)到10以上，當(dāng)構(gòu)件的斷面尺寸小于300mm時(shí)須達(dá)到13以上。通過蓄熱保溫或短期人工加熱，使混凝土經(jīng)過11.5d后才冷卻至0，此時(shí)已經(jīng)終凝。然后逐漸與環(huán)境氣溫相平衡，由于防凍劑的作用，混凝土在負(fù)溫中繼續(xù)硬化。少

41、量防凍劑與蓄熱保溫相結(jié)合，而不進(jìn)行人工加熱的方法稱為綜合蓄熱法。綜合養(yǎng)護(hù)法的優(yōu)點(diǎn)是：與負(fù)溫混凝土工藝相比，防凍劑摻量可以減少，混凝土強(qiáng)度增長也較快。與各種加熱養(yǎng)護(hù)工藝相比，可以節(jié)約能耗。尤其當(dāng)采用綜合蓄熱法時(shí)，擴(kuò)大了蓄熱法的應(yīng)用范圍，避免了人工加熱，有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。2適用范圍本法適用于在日平均氣溫不低于-10或極端最低氣溫不低于-16的條件下施工。綜合蓄熱法的適用范圍見表22-35。3工藝參數(shù)的選擇為了保證綜合養(yǎng)護(hù)的效果，必須選擇好工藝參數(shù)。其中最基本的參數(shù)是預(yù)養(yǎng)時(shí)間和防凍劑摻量。綜合養(yǎng)護(hù)開始時(shí)的正溫養(yǎng)護(hù)過程稱為預(yù)養(yǎng)。預(yù)養(yǎng)程度可以用在20恒溫條件下所經(jīng)歷的時(shí)間來表示。實(shí)際上混凝土在預(yù)養(yǎng)階

42、段的溫度不一定等于20，也不可能保持恒定不變，此時(shí)可運(yùn)用“22-5-4 混凝土強(qiáng)度估算”中的公式（22-15）將實(shí)際溫度變化過程換算成相當(dāng)于20條件下養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，即等效齡期。綜合養(yǎng)護(hù)時(shí)的最佳預(yù)養(yǎng)程度如表22-52。最佳預(yù)養(yǎng)程度 表22-52水泥品種室外平均氣溫（）預(yù)養(yǎng)程度（20，h）普通水泥-5-101218礦渣水泥-5-101824綜合養(yǎng)護(hù)時(shí)混凝土中所摻防凍劑配方可參考表22-53。防凍劑參考配方 表22-53室外平均氣溫（）防凍劑摻量（占水泥重的）-5亞硝酸鈉2硫酸鈉2木鈣0.25尿素1硝酸鈉2硫酸鈉2木鈣0.25-10亞硝酸鈉3.5硫酸鈉2木鈣0.25亞硝酸鈉2硝酸鈉2硫酸鈉2木鈣0.2

43、5尿素2硝酸鈉2硫酸鈉2木鈣0.25*注：1帶*的配方不適用于礦渣水泥。 2木鈣可用適量的其他減水劑取代。4工藝設(shè)計(jì)當(dāng)采用綜合養(yǎng)護(hù)法時(shí)，必須進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。具體步驟如下：（1）預(yù)測從混凝土澆筑之日起未來6d內(nèi)的平均氣溫，作為工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)。（2）選定拌制混凝土所用水泥的品種。（3）參考表22-52選擇預(yù)養(yǎng)程度。（4）根據(jù)施工條件，先暫時(shí)設(shè)定混凝土澆筑完畢時(shí)的溫度和保溫圍護(hù)層構(gòu)造。（5）運(yùn)用公式（22-17）和公式（22-15）計(jì)算混凝土從澆筑完畢時(shí)起至溫度降為0時(shí)止，這段冷卻過程的等效齡期。（6）如冷卻過程的等效齡期與所選預(yù)養(yǎng)程度相等，即可按設(shè)定的混凝土溫度與保溫構(gòu)造施工。如冷卻過程的等效齡期與所選預(yù)養(yǎng)程度不符，則須重新設(shè)定再做計(jì)算。（7）如重新設(shè)定的