鄭小榮—冬季施工技術(shù)總結(jié)

1、混凝土的冬季施工技術(shù)總結(jié)西寶客專 鄭小榮我國(guó)北方廣大地區(qū)有較長(zhǎng)的寒冷季節(jié)， 這種寒冷的氣候， 對(duì)混凝 土施工影響很大。由于各種原因，混凝土冬季施工很普遍，因此我們 在科學(xué)掌握混凝土凍害機(jī)理、 冬季施工方法的基礎(chǔ)上， 運(yùn)用科學(xué)的方 法合理組織冬季混凝土施工是確保冬季混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵。1、前言混凝土是各種建筑工程的主要材料， 應(yīng)用非常廣泛。 由于混凝土 自身的性質(zhì)，新澆注的混凝土受溫度影響很大。在低溫下，混凝土強(qiáng) 度增長(zhǎng)受影響。如果溫度降到4C以下，混凝土中水分開始膨脹，對(duì) 強(qiáng)度很低的混凝土可能產(chǎn)生損害。 如果混凝土降到冰點(diǎn)以下， 出現(xiàn)早 期受凍，就會(huì)造成混凝土強(qiáng)度和耐久性的損失。 如果混凝土

2、自身形成 較大的溫差，就可能產(chǎn)生溫度裂紋。混凝土冬季施工，在技術(shù)上采取 的措施，主要是防止在低溫下混凝土的早期受凍， 對(duì)大體積混凝土還 要防止溫差過大而發(fā)生的溫度裂紋。 組織冬季施工的任務(wù)， 就是要根 據(jù)具體條件，采取最經(jīng)濟(jì)的方法，即使在嚴(yán)寒的條件下，也要確保所 澆筑的混凝土達(dá)到足夠的強(qiáng)度和耐久性， 以滿足運(yùn)行使用的要求。 同 時(shí)，還要采取溫度控制措施，防治所澆注混凝土發(fā)生溫度裂紋。隨著 西北地區(qū)鐵路建設(shè)速度的提速， 混凝土冬季施工的技術(shù)水平和研究將 進(jìn)一步得到發(fā)展。2、混凝土冬季施工的條件當(dāng)工地晝夜平均氣溫連續(xù) 3D低于+5C或最低氣溫低于-3 C時(shí)， 應(yīng)采取冬季施工措施。冬季施工時(shí)，混凝土

3、的出機(jī)溫度不宜低于10C, 入模溫度不應(yīng)低于5C。新澆混凝土入模溫度與領(lǐng)接的已硬化混凝土 或巖土介質(zhì)表面溫度的溫差應(yīng)不大于 15C。與新澆筑混凝土接觸的 已硬化混凝土、巖土介質(zhì)、鋼筋和模板的溫度不得低于 2C。氣溫關(guān) 系到拌和用水及骨料加熱溫度， 混凝土攪拌和運(yùn)輸時(shí)的熱量損失、 以 及對(duì)混凝土的保溫及加熱措施， 這是為了保證混凝土具有適當(dāng)?shù)挠不?條件所必須的。 在模板及鋼筋上不得有冰雪， 澆筑混凝土也不得在大 雪或雨中進(jìn)行，冬季降水淋濕保溫材料后，降低保溫效果。3、混凝土早期受凍對(duì)其性能的影響3.1 新澆注混凝土早期受凍，強(qiáng)度大大降低，降低的原因有如下 三方面：（1）水凍結(jié)后體積增加 9%。混

4、凝土內(nèi)的可凍水越多，凍脹值越大?；炷猎诮鈨龊?， 其內(nèi)部會(huì)形成各種各樣孔隙，從而降低混 凝土密實(shí)性及耐久性。大量實(shí)驗(yàn)表明：凍結(jié)使混凝土體積膨脹，混凝 土受凍后孔隙率顯著提高，如果孔隙率增加到15%- 16%強(qiáng)度就要降低 10%。(2)在骨料周圍，有一層水膜或水泥膜。在受凍后，會(huì)在骨料 和鋼筋表面形成冰凌， 從而減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結(jié)力， 使得 粘結(jié)力受到嚴(yán)重?fù)p害，解凍后也不能恢復(fù)。法格倫德(F agerlwnd)研究了喪失粘結(jié)力造成的影響，如果粘結(jié)力完全喪失，強(qiáng)度將降低 13%。(3) 在凍結(jié)和解凍過程中， 會(huì)發(fā)生水分轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象， 水分的體積 也有變化， 混凝土的各組成材料的體積膨脹系數(shù)

5、又各不相同， 使得混 凝土的體積及各組成材料的相對(duì)位置有所改變， 這對(duì)于當(dāng)時(shí)強(qiáng)度很低 的混凝土是承受不了的，結(jié)構(gòu)因而產(chǎn)生細(xì)微裂紋。3.2 從國(guó)內(nèi)外大量試驗(yàn)結(jié)果可以看出，混凝土澆筑后立即受凍， 無論解凍后正溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間多長(zhǎng)，抗壓強(qiáng)度都損失較大，一般損失 40%- 50%?；炷潦軆鰧?duì)其強(qiáng)度影響的大小與受凍前預(yù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間有 關(guān)。混凝土受凍前預(yù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間愈長(zhǎng)，強(qiáng)度損失愈小，反之強(qiáng)度損失愈 大。早期受凍的混凝土對(duì)鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度影響較大， 對(duì)低標(biāo) 號(hào)混凝土的影響更為嚴(yán)重，即使僅凍結(jié) 24h,再標(biāo)養(yǎng)28天，鋼筋與 混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度也將下降 67%-85%。越是早期受凍對(duì)混凝土粘結(jié) 強(qiáng)度影響越大， 這與早

6、期受凍對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響一致， 只要受凍前預(yù) 養(yǎng)護(hù)時(shí)間達(dá)到 72h, 則粘結(jié)強(qiáng)度損失不大。4、混凝土冬季施工方法的選擇在冬季混凝土施工中， 主要解決三個(gè)問題： 一是如何確定混凝土 最短的養(yǎng)護(hù)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(qiáng)度和耐久性滿足要求。 為此要根據(jù)工程的實(shí)際情況、 當(dāng)?shù)氐?氣溫情況以及工程的結(jié)構(gòu)狀況(工程量、結(jié)構(gòu) 與外露情況)，工期緊 迫程度，水泥的品種及價(jià)格， 早強(qiáng)劑、減水劑、抗凍劑的性能及價(jià)格， 保溫材料的性能及價(jià)格，熱源的條件等，選擇最佳冬季施工方案，達(dá) 到用最短的工期、最低的施工費(fèi)用，獲得最優(yōu)良的工程質(zhì)量，也就是 工期、費(fèi)用、質(zhì)量最佳化。具體方法有：

7、4.1 選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。 試驗(yàn)結(jié) 果表明，應(yīng)使用早強(qiáng)硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且在早期強(qiáng)度 較高，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。4.2 盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短 達(dá)到齡期強(qiáng)度的時(shí)間。4.3 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(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。4.4 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。4.5 摻加抗凍外加劑， 對(duì)混凝土拌和物摻加一

8、種能降低水的冰點(diǎn) 的化學(xué)劑，使混凝土在負(fù) 溫下仍處于液相狀態(tài)， 水化作用能繼續(xù)進(jìn)行， 從而使混凝土強(qiáng)度繼續(xù)增長(zhǎng)。4.6 外部加熱。 一是火爐加熱，一般在較小的工地使用，方法簡(jiǎn) 單，但室內(nèi)溫度不高，比較干燥，且放出的二氧化碳會(huì)使新澆注的混 凝土表面碳化，影響質(zhì)量。 二是蒸汽加熱法，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。5、混凝土的拌制5.1 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(zhì)。在有條件的時(shí)候 ,砂石篩洗應(yīng)搶在零上溫度時(shí)做 , 并用 塑料紙、油布蓋好。5.2 為減少、防止混凝土凍害，選用較小的水灰比和較低的坍 落度，以減少拌合用水量。5

9、.3 砂石骨料用彩條布加蓋防止風(fēng)霜和雨雪并具有保溫作用。 拌制混凝土?xí)r，砂石骨料的溫度保持在 0C以上，拌合用水溫度不低 于5C。必要時(shí)，先將拌合用水配備鍋爐加熱。5.4 水按熱工計(jì)算和實(shí)際試拌，確定滿足混凝土澆筑需要的加 熱溫度。5.5水的加熱溫度不宜高于60C。拌合時(shí)要先投入骨料和已加 熱的水進(jìn)行攪拌均勻，再加粉煤灰、水泥，以免水泥與熱水直接接觸 造成假凝現(xiàn)象。5.6 拌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)定濃度溶液配制成施 工溶液。各溶液要分別置于有明顯標(biāo)志的容器

10、中，不得混淆，每班使 用的外加劑溶液應(yīng)一次配成。5.7當(dāng)施工期處于0C左右時(shí)，可在混凝土中添加早強(qiáng)劑，摻量 應(yīng)符合使用要求及規(guī)范規(guī)定 , 且應(yīng)注意在添加前應(yīng)做好模擬試驗(yàn)，以 核實(shí)有關(guān)技術(shù)措施， 對(duì)于有限期拆模要求的混凝土， 還應(yīng)適當(dāng)提高混 凝土設(shè)計(jì)等級(jí)。5.8 嚴(yán)格控制混凝土水灰比，及時(shí)測(cè)定砂、石料的含水率，換算 為施工配合比用。應(yīng)對(duì)首盤混凝土的坍落度、含氣量、泌水率、拌合 物溫度等進(jìn)行測(cè)試。5.9 混凝土拌合時(shí)間較常溫施工延長(zhǎng) 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。混凝土卸出拌合機(jī)時(shí) 的最高允許溫度為40C，混凝土拌合物的出機(jī)溫度不宜低于 10C, 入模

11、溫度不得低于5C。6、混凝土的運(yùn)輸和澆注6.1 混凝土運(yùn)至施工地點(diǎn)后立即進(jìn)行澆筑，以減少材料運(yùn)輸過程 中的熱量損失 , 并加強(qiáng)容器保溫措施。6.2 混凝土的運(yùn)輸過程快裝快卸，不得中途轉(zhuǎn)運(yùn)或受阻。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。6.3 混凝土澆筑前 , 應(yīng)清除模板和鋼筋上，特別是新老混凝土交 接處的冰雪和污垢，當(dāng)環(huán)境氣溫低于-10C時(shí)，采用暖棚法將直徑大 于25mm勺鋼筋加熱至正溫。6.4 攪拌前，澆筑工具人員到位，混凝土灌注后 1 5分鐘內(nèi)振搗 完畢，振搗要快速，不得任意拖延振搗時(shí)間。在任何情況下混凝土入 模溫度均不低于5C。混凝土分層連續(xù)灌

12、注，中途不間斷，每層灌注 厚度不小于20cm并采用機(jī)械搗固。分層澆筑的混凝土 ，已澆筑層在 未被上一層的混凝土覆蓋前，不應(yīng)低于2C。6.5 混凝土澆灌后，立即在其表面覆蓋 1-2 層塑料布，嚴(yán)防混凝 土水分外移。6.6 當(dāng)室外最低平均氣溫低于 -10 度時(shí)，混凝土施工停止。6.7 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)留設(shè)同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試塊作為拆模依據(jù)。7、混凝土的養(yǎng)護(hù)與拆模7.1 冬季澆筑的混凝土， 由正溫轉(zhuǎn)入負(fù)溫養(yǎng)護(hù)前， 混凝土的抗壓 強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%C15混凝土其抗壓強(qiáng)度未達(dá)到5Mpa前, 不得受凍。7.2 采用的保溫材料 （ 草袋、麻袋、毛氈等 ）, 應(yīng)保持干燥。7.3 在模板外部保溫時(shí) ,除基礎(chǔ)可隨

13、澆筑隨保溫外 , 其它結(jié)構(gòu)必須 在設(shè)置保溫材料后方可澆筑混凝土。 鋼模表面可先掛草簾、 麻袋等保 溫材料并扎牢，然后再澆筑混凝土。7.4 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。保溫材料的鋪設(shè)厚度為：一般情況下0C以上鋪一層；0C以下鋪二層；大體積混凝土澆 筑及二次抹面壓實(shí)后應(yīng)立即覆蓋保溫。7.5 拆模后的混凝土也應(yīng)及時(shí)覆蓋保溫材料 , 以防混凝土表面溫 度的驟降而產(chǎn)生裂縫。7.6 冬季混凝土拆模強(qiáng)度應(yīng)滿足以下要求： 滿足混凝土正常溫度下拆模強(qiáng)度的要求， 并同時(shí)滿足抗凍要求的規(guī)定。正常溫度下混凝土拆模強(qiáng)度：側(cè)模在混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5Mpa以上，且其表面及棱角不因拆模而受損時(shí)，方可拆模。底模應(yīng)在混凝 土強(qiáng)度達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70時(shí)方可拆模。拆模后混凝土強(qiáng)度 低于設(shè)計(jì)強(qiáng)