混凝土冬季施工問(wèn)題

1、混凝土冬季施工問(wèn)題混凝土冬季施工問(wèn)題*工程局 問(wèn)題來(lái)源問(wèn)題來(lái)源受工期制約，混凝土冬季施工不可避免。國(guó)內(nèi)外對(duì)混凝土冬季施工理論和方法的探索研究認(rèn)為，當(dāng)環(huán)境溫度降到4時(shí)，只要采用適當(dāng)?shù)氖┕し椒?，避免新澆混凝土早期浸凍，使外露混凝土與冬季氣溫保持較小溫差，也會(huì)取得較好的施工效果。哈大線地處東北，進(jìn)入10月下旬氣溫較低，由于工期緊任務(wù)重，在溫度0-5時(shí)，仍要采取措施進(jìn)行施工，以保證工程進(jìn)度。冬季施工的一般原理 混凝土拌和物凝結(jié)和硬化獲得強(qiáng)度是水泥水化作用的結(jié)果。而水泥水化作用隨溫度的高低而變化的。當(dāng)溫度升高水化作用加快，強(qiáng)度增長(zhǎng)也較快；而當(dāng)溫度降低到0時(shí)，存在于混凝土中的水有一部分開(kāi)始結(jié)冰，逐漸由液相

2、（水）變?yōu)楣滔啵ㄋ?。這時(shí)參與水泥水化作用的水減少了，因此，水化作用減慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)相應(yīng)較慢。溫度繼續(xù)下降，當(dāng)存在于混凝土中的水完全變成冰，也就是完全由液相變?yōu)楣滔鄷r(shí)，水泥水化作用基本停止，此時(shí)強(qiáng)度就不再增長(zhǎng)。 新澆混凝土在養(yǎng)護(hù)初期遭受凍結(jié)，當(dāng)氣溫恢復(fù)到正溫后，即使正溫養(yǎng)護(hù)至一定齡期，也不能達(dá)到其設(shè)計(jì)強(qiáng)度，這就是混凝土的早期凍害。 混凝土的早期凍害是由于混凝土內(nèi)部的水結(jié)冰所致。 混凝土受凍臨界強(qiáng)度臨界強(qiáng)度：混凝土允許受凍而不致使其各項(xiàng)性能遭到損害的最低強(qiáng)度稱為混凝土受凍臨界強(qiáng)度?；炷恋膬龊?guó)內(nèi)外混凝土冬季施工方法國(guó)內(nèi)外混凝土冬季施工方法 國(guó)內(nèi)外解決混凝土冬季施工問(wèn)題采取的主要技術(shù)途徑：采取溫控

3、措施保證混凝土澆筑溫度和養(yǎng)護(hù)溫度；采用早強(qiáng)型外加劑加快水泥早期水化； 解決冬季混凝土施工的溫控措施混凝土出攪拌機(jī)前的溫度控制混凝土運(yùn)輸過(guò)程中的溫度控制混凝土澆筑過(guò)程中的溫度控制混凝土澆筑后的溫度控制混凝土出攪拌機(jī)前的溫度控制 為提高混凝土出機(jī)口溫度，采取措施提高混凝土中各種原材料溫度，加熱水拌和。 骨料和砂的堆存和加熱骨料和砂的堆存和加熱 經(jīng)加工的砂和骨料分級(jí)堆存，根據(jù)氣溫條件，對(duì)地籠廊道進(jìn)行加溫，提高骨料上拌和樓的溫度。 加熱水拌和加熱水拌和 拌和時(shí)加熱水，提高混凝土出拌和機(jī)口溫度的目的。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，每方混凝土中摻入總水含量60的熱水（熱水溫度在5060之間）拌和，可提高混凝土溫度達(dá)到15

4、左右。 加早強(qiáng)劑加早強(qiáng)劑 加早強(qiáng)劑可以加快混凝土硬化速度，同時(shí)提高混凝土的早期強(qiáng)度，利用混凝土硬化過(guò)程中水化熱達(dá)到蓄熱保溫的目的?；炷恋臄嚢钁?yīng)在搭設(shè)的暖棚內(nèi)進(jìn)行，應(yīng)優(yōu)先采用大容量的攪拌機(jī)，以減少混凝土的熱量損失。水的比熱大，是砂石骨料的5倍左右，所以冬期施工拌制混凝土應(yīng)優(yōu)先采用加熱水的方法。加熱水時(shí)，應(yīng)考慮加熱的最高溫度，以免水泥直接接觸過(guò)熱的水而產(chǎn)生“假凝”現(xiàn)象。水泥假凝: 指水泥顆粒遇到溫度較高的熱水時(shí)，顆粒表面很快形成薄而硬的殼，阻止水泥與水的水化作用的進(jìn)行，使水泥水化不充分，新拌混凝土拌和物的和易性下降，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降?；炷涟韬臀锛敖M成材料的加熱最高允許溫度按表表1采用。 表表

5、1 1拌合水及骨料的最高溫度拌合水及骨料的最高溫度項(xiàng)目水泥強(qiáng)度等級(jí)拌合水(C) 骨料(C) 1強(qiáng)度等級(jí)小于52.5MPa普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥 80602強(qiáng)度等級(jí)等于和大于52.5MPa普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥 6040混凝土運(yùn)輸過(guò)程中的溫度控制 為防止加溫混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中散熱過(guò)快，主要從運(yùn)輸車輛、運(yùn)輸路況及施工組織方面采取措施。 運(yùn)輸車輛保溫 混凝土運(yùn)輸攪拌車罐周身包裹泡沫塑料保溫被。 確保運(yùn)輸路況 保持運(yùn)輸路線暢通，無(wú)堵塞，縮短運(yùn)輸距離。 合理組織施工 合理調(diào)配運(yùn)輸車輛，縮短運(yùn)輸時(shí)間，盡量減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，降低混凝土運(yùn)輸、泵送過(guò)程中的溫度損失，有效保證混凝土料入倉(cāng)澆筑溫度。 混

6、凝土的運(yùn)輸混凝土的運(yùn)輸 混凝土的運(yùn)輸時(shí)間和距離應(yīng)保證混凝土不離析，不喪失塑性，盡量減少混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中的熱量損失，縮短運(yùn)輸路線，減少裝卸和轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)；使用大容積的運(yùn)輸工具，并經(jīng)常清理，保持干凈；運(yùn)輸?shù)娜萜魉闹鼙仨毤颖靥缀捅厣w，盡量縮短裝卸操作時(shí)間?；炷翝仓^(guò)程中的溫度控制 提高倉(cāng)內(nèi)溫度 搭設(shè)保溫棚，棚四周和頂面用油布和棉被覆蓋，棚頂架設(shè)操作平臺(tái)和通道。在保溫棚內(nèi)放熱源保證澆筑倉(cāng)內(nèi)氣溫達(dá)到正溫以上。 模板外側(cè)隔溫 在澆筑前要將所有外側(cè)模板進(jìn)行保溫處理。 澆筑中覆蓋混凝土面 在混凝土收倉(cāng)面上密封一層塑料薄膜，薄膜上蓋一層保溫被，以減少新澆混凝土熱氣的散失。 把握澆筑時(shí)間 日平均氣溫在-10以

7、下，停止?jié)仓炷?，瞬時(shí)氣溫低于-10，錯(cuò)開(kāi)低溫時(shí)段澆筑混凝土。 混凝土澆筑后的溫度控制 混凝土澆筑后的23天內(nèi)，保溫棚不拆除，各種加溫設(shè)備不撤離，模板外側(cè)的保溫被繼續(xù)覆蓋，保持澆筑的混凝土倉(cāng)內(nèi)仍然正溫。 拆模時(shí)間一般安排在白天進(jìn)行。為防止拆模時(shí)澆筑塊的溫度與外界溫差大，采用將模板預(yù)先撬縫1015cm，適當(dāng)改變混凝土邊界環(huán)境，即加速降溫，又不使混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大。 拆模后表面先用塑料薄膜封閉，再用5cm厚雙層高發(fā)泡聚乙烯泡沫塑料覆蓋，每隔2m用木條將保溫材料壓貼固定在混凝土墻面上，將混凝土表面包成密不透風(fēng)的保溫層。 蓄熱保溫法：將混凝土的原材料(水、砂、石)預(yù)先加熱，經(jīng)過(guò)攪拌、運(yùn)輸、澆筑成型后

8、的混凝土仍能保持一定的正溫度，以適當(dāng)材料覆蓋保溫，防止熱量散失過(guò)快，充分利用水泥的水化熱，使混凝土在正溫度條件下增長(zhǎng)強(qiáng)度。 混凝土冬期施工方法的選擇蓄熱保溫法的原理及適用范圍蓄熱保溫法的原理及適用范圍混凝土拌和物的溫度式中T0混凝土拌和物的溫度，C m w、mce、msa、mg水、水泥、砂、石的用量，kg;Tw、Tce、Tsa、Tg、水、水泥、砂、石的溫度，C wsa、wg砂、石的含水率，%；c1水的比熱容，kJ/(kgK)； c2水的溶解熱，KJ/kg;當(dāng)骨料溫度0C 時(shí)， c1 4.2 kJ/(kgK)， c2 0KJ/kg;當(dāng)骨料溫度0C時(shí)， c1 2.1 kJ/(kgK)， c2 33

9、5KJ/kg。0120.9()4.2()()()/4.20.9()cecesasaggwwsasaggsasagggsasaggwcesagTm Tm Tm TTmw mw mc w Tw m Tc w mw mmmmm冬季施工的熱工計(jì)算 混凝土拌和物的出機(jī)溫度 T T1 1T T0 00.160.16（T T0 0T Ti i ）式中 T0混凝土拌和物的溫度，C； T1混凝土拌和物的出機(jī)溫度，C； Ti攪拌機(jī)棚內(nèi)溫度，C。混凝土拌和物經(jīng)運(yùn)輸至成型完成時(shí)的溫度 式中T2混凝土拌和物經(jīng)運(yùn)輸至成型完成時(shí)的溫 度，C； tt混凝土自運(yùn)輸至澆筑成型完成的時(shí)間， h； n混凝土轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)； Ta運(yùn)輸時(shí)的環(huán)

10、境溫度，C； a溫度損失系數(shù)，h-1； 211(0.032 )()taTTatn TT考慮模板和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時(shí)的溫度T3考慮模板和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時(shí)的溫度C； cccfcs混凝土、模板材料、鋼筋的比熱容，kJ/(kgK) ；mc每立方米混凝土的質(zhì)量，kg； mfms與每立方米混凝土相接觸的模板、鋼筋的質(zhì)量，kg； TfTs模板、鋼筋的溫度(未預(yù)熱者可采用當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度)C。23ccfffsssccffssc m Tc m Tc m TTc mc mc m 綜合蓄熱法：在蓄熱保溫法基礎(chǔ)上，在配制混凝土?xí)r采用快硬早強(qiáng)水泥，或摻用早強(qiáng)外加劑；在養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r采用早期短時(shí)加熱，

11、或采用棚罩加強(qiáng)圍護(hù)保溫，以延長(zhǎng)正溫養(yǎng)護(hù)期，加快混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)。 綜合蓄熱法可分為低蓄熱養(yǎng)護(hù)和高蓄熱養(yǎng)護(hù)兩種方式。綜合蓄熱法綜合蓄熱法 l低蓄熱養(yǎng)護(hù)：主要以使用早強(qiáng)水泥或摻低溫早強(qiáng)劑、防凍劑為主，使混凝土緩慢冷卻至冰點(diǎn)前達(dá)到允許受凍臨界前強(qiáng)度。l高蓄熱養(yǎng)護(hù);除摻用外加劑外，還以采用短時(shí)加熱為主，使混凝土在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)達(dá)到要求的受荷強(qiáng)度。 混凝土的配合比調(diào)整使用早強(qiáng)水泥，水化熱較大，且在早期放出強(qiáng)度最高，一般3天抗壓強(qiáng)度大約相當(dāng)于普通硅水泥7天的強(qiáng)度，效果較明顯。盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達(dá)到齡期強(qiáng)度的時(shí)間。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

12、，相應(yīng)增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動(dòng)性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。摻加早強(qiáng)外加劑，縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間，提高早期強(qiáng)度。選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹系數(shù)相近。選擇早強(qiáng)型外加劑的具體要求是：A. 外加劑對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用；B. 對(duì)混凝土銹蝕無(wú)影響；C. 早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度無(wú)損失。 混凝土冬季施工常用的外加劑有：l早強(qiáng)劑：能加速水泥硬化速度，提高早期強(qiáng)度，且對(duì)后期強(qiáng)度無(wú)顯著影響。l防凍劑：在一定負(fù)溫條件顯著降低混凝土中液相冰點(diǎn)使游離態(tài)水不凍結(jié)，保證混凝土不遭受凍害；在一定時(shí)間內(nèi)使混凝土獲得預(yù)期強(qiáng)度的外加劑稱為防凍劑。使用早強(qiáng)型外加劑 l減水劑: 在不影響混凝土和易性條件下，具有減水增強(qiáng)特性的外加劑?？梢越档陀盟浚瑴p小水灰比。l引氣劑: 經(jīng)攪拌能引入大量分布均勻的微小氣泡，改善混凝土的和易性；在混凝土硬化后，仍能保持微小氣泡，改善混凝土的和易性、抗凍性和耐久性。l阻銹劑: 可以減緩或阻止混凝土中鋼筋及金屬預(yù)埋件銹蝕作用的外加劑。解決冬季施工問(wèn)題小結(jié) 為確保冬季施工質(zhì)量，必須抓住保溫這個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工前須進(jìn)行必要的熱工計(jì)算，施工過(guò)程中要以測(cè)得的溫度和拆模后混凝土表面質(zhì)量以及強(qiáng)度增長(zhǎng)為信息來(lái)檢驗(yàn)調(diào)整施工