混凝土冬期施工原理及防范措施-

混凝土冬期施工原理及防范措施混凝土冬期施工原理及防范措施

我國(guó)許多地方有較長(zhǎng)的寒冷季節(jié)，受自然氣候影響，加之工程建設(shè)進(jìn)度需要，有時(shí)不可防止要進(jìn)行冬期施工，由于在冬期施工中，長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)負(fù)低溫，大的溫差、強(qiáng)風(fēng)、降雪和反復(fù)的冰凍，經(jīng)常會(huì)造成建筑施工的質(zhì)量事故。雖然冬期施工會(huì)對(duì)混凝土質(zhì)量帶來(lái)不利影響，只要采取適當(dāng)?shù)氖┕し椒ǎ瑯訒?huì)取得較好的時(shí)施工效果。

1.混凝土的凍害及冬期施工原理

混凝土受凍害損傷可以分為兩種情況：剝落脫皮是由于凍融引起的混凝土外表材料的損傷；內(nèi)部損傷是外表沒(méi)有可見(jiàn)效應(yīng)而在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的損害，它導(dǎo)致混凝土性質(zhì)改變。至于新拌混凝土受凍害后那么會(huì)導(dǎo)致混凝土凍脹破壞。

根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁刭Y料，當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃即進(jìn)入冬期施工。新澆筑混凝土中的水可分兩局部：一是吸附在組成材料顆粒外表和毛細(xì)管中的水，這局部水能使水泥顆粒起水化作用，稱為“水化水〞；二是存在于組成材料顆?？障吨g的水，稱為“游離水〞，它只對(duì)混凝土澆筑時(shí)的和易性起作用，在某種意義上說(shuō)，混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)取決于在一定溫度條件下水化水與水泥的水化作用及游離水的蒸發(fā)。因此，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)速度在濕度一定時(shí)就取決于溫度的變化。當(dāng)溫度降至混凝土冰點(diǎn)溫度以下時(shí)，混凝土中的游離水開始結(jié)冰，氣溫降至-4℃時(shí)，水化水開始凍結(jié)，水與水泥可以產(chǎn)生水化反響，而冰卻不能與水泥進(jìn)行水化反響，使得水泥水化反響不充分甚至停止。結(jié)冰后的水體積膨脹約8%～9%，從而在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)大的冰脹應(yīng)力，使強(qiáng)度尚低的混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂隙，同時(shí)降低水泥與砂石和鋼筋的粘結(jié)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性降低。受凍的混凝土在解凍后，其強(qiáng)度雖能繼續(xù)增長(zhǎng)，但已不能到達(dá)原設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)。試驗(yàn)證明，混凝土的早期凍害是由于內(nèi)部的水結(jié)冰所致。混凝土在澆筑后立即受凍，抗壓強(qiáng)度損失約50%，抗拉強(qiáng)度損失約40%。如果混凝土受凍前已經(jīng)具備抵抗凍脹應(yīng)力的強(qiáng)度，那么混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)就不致遭受凍結(jié)的損害。

防止混凝土冬期施工中早期凍害的措施有兩類：一是早期增強(qiáng)。主要是提高混凝土的早期強(qiáng)度，使之盡早到達(dá)混凝土受凍臨界強(qiáng)度。具體措施有：使用早強(qiáng)水泥或超早強(qiáng)水泥，摻早強(qiáng)劑或超早強(qiáng)劑，早期保溫蓄熱，早期短時(shí)加熱等；二是改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。具體做法是增加混凝土的密實(shí)度，排除多余的游離水，或摻入減水型引氣劑，提高混凝土的抗凍能力。還可摻防凍劑，降低混凝土的冰點(diǎn)溫度。

2.混凝土在冬期施工時(shí)應(yīng)采取的措施

2.1混凝土冬期施工對(duì)材料的要求

冬期施工中配制混凝土用的水泥，應(yīng)優(yōu)先選用活性高、水化熱大的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥.水泥強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于42.5級(jí)。最小水泥用量不宜少于300Kg/m3。水灰比不應(yīng)大于0.6.使用礦渣硅酸鹽水泥時(shí)，宜采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，摻用防凍劑的混凝土嚴(yán)禁使用高鋁水泥。

混凝土所用骨料必須清潔，不得含有冰雪等凍結(jié)物及易凍裂的礦物質(zhì)。冬期骨料所用貯備場(chǎng)地應(yīng)選擇地勢(shì)較高不積水的地方。

2.2混凝土冬期施工的攪拌及運(yùn)輸

混凝土拌制應(yīng)采取加熱水法，水箱四壁用120mm磚砌體砌筑圍護(hù)以提高水溫，混凝土施工時(shí)間每隔半小時(shí)測(cè)量一次水溫、混凝土入模溫度及環(huán)境溫度，并做好溫度記錄。梁板中的冰雪凍塊在混凝土澆筑之前一定要將其熔化并將水放掉；確保無(wú)凍塊，混凝土在澆注過(guò)程中在模板下面間隔6m設(shè)一火盆對(duì)模板底部進(jìn)行烘烤，時(shí)間要求從混凝土澆筑時(shí)間開始制混凝土澆筑完成72小時(shí)內(nèi)不間斷。操作人員注意防火！

混凝土不宜露天攪拌，應(yīng)盡量搭設(shè)暖棚；優(yōu)先先用大容量的攪拌機(jī)，以減少混凝土的熱量損失。攪拌前用熱水或蒸汽沖洗攪拌機(jī)。冬期混凝土的拌合時(shí)間應(yīng)比常溫規(guī)定時(shí)間延長(zhǎng)50%。經(jīng)加熱后的材料投料順序?yàn)椋合葘⑺蜕笆度氚韬?，然后參加水泥。這樣可防止水泥與高溫水接觸時(shí)產(chǎn)生假凝現(xiàn)象?；炷涟韬衔锏某鰴C(jī)溫度不宜低于10℃.為減少運(yùn)輸時(shí)間和距離，應(yīng)使用大容積運(yùn)輸工具并采取必要的保溫措施。保證混凝土入模溫度不低于5℃。

2.3混凝土冬期施工的澆筑

混凝土在澆筑前，應(yīng)去除模板和鋼筋上的冰雪和污垢，盡量加快混凝土的澆筑速度，防止熱量損失過(guò)多。遇下雪天氣綁扎鋼筋，綁好鋼筋的局部應(yīng)加蓋塑料布，減少集雪清理難度。砼澆筑前及時(shí)將模板上的冰、雪清理干凈。泵送砼的管道采取保溫材料包裹，保證砼在運(yùn)輸中，不得有表層凍結(jié)、砼離析、水泥漿流失、坍落度損失等現(xiàn)象。冬期不得在強(qiáng)凍脹性的地基土上澆筑混凝土；當(dāng)在弱凍脹性地基土上澆筑混凝土?xí)r，地基土應(yīng)進(jìn)行保溫，以免受凍。對(duì)加熱養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的澆筑程序和施工縫位置，應(yīng)能防止在加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力。當(dāng)分層澆筑厚大的整體結(jié)構(gòu)時(shí)，已澆筑層的混凝土溫度，在被上層混凝土覆蓋前，不得低于2℃。冬期施工混凝土振搗應(yīng)采用機(jī)械振搗，振搗時(shí)間應(yīng)比常溫時(shí)有所增加。

2.4混凝土冬期施工中外加劑的應(yīng)用

氯鹽類外加劑：氯化鈉、氯化鈣價(jià)格廉價(jià)、但對(duì)鋼筋有銹蝕作用，在以下工作環(huán)境中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中不得摻用氯鹽：在高濕度空氣環(huán)境中使用的結(jié)構(gòu)；處于水位升降部位的結(jié)構(gòu)；露天結(jié)構(gòu)或經(jīng)常受水淋的結(jié)構(gòu)；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(wú)防護(hù)措施的結(jié)構(gòu)；與含有酸、堿和硫酸鹽等侵蝕性介質(zhì)相接觸的結(jié)構(gòu)；使用過(guò)程中經(jīng)常處于環(huán)境溫度為60℃以上的結(jié)構(gòu)；使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲的結(jié)構(gòu)；薄壁結(jié)構(gòu)、中級(jí)或重級(jí)工作制吊車梁、屋架、落錘或鍛錘根底等結(jié)構(gòu)；電解車間和直接靠近直流電源的結(jié)構(gòu)；直接靠近高壓的結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

硫酸鈉-氯化鈉復(fù)合外加劑：有硫酸鈉2%、氯化鈉1%～2%和亞硝酸鈉1%～2%組成。這種外加劑不能用于高溫濕熱環(huán)境及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中。

亞硝酸鈉-硫酸鈉復(fù)合外加劑：由亞硝酸鈉2%～8%加硫酸鈉2%組成。這種外加劑在負(fù)溫下有較好的促凝作用，能使混凝土強(qiáng)度較快增長(zhǎng)，且對(duì)混凝土有塑化作用，對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用。三乙醇胺復(fù)合外加劑：由三乙醇胺0.5%、氯化鈉0.5%～1%、亞硝酸鈉0.5%～1.5%組成。三乙醇胺在早期正溫條件下起早強(qiáng)作用，當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度下降到0℃以下時(shí)，氯鹽又在其中起抗凍繼續(xù)硬化的作用。

3.混凝土冬期施工的常用養(yǎng)護(hù)方法

3.1蓄熱法

其要點(diǎn)為：不是連續(xù)澆筑的工程，盡量采用上午澆筑，下午氣溫較高時(shí)蓄熱的方法，力爭(zhēng)提高混凝土的初期強(qiáng)度；每隔2～4h檢查一次溫度，做好記錄，如發(fā)現(xiàn)混凝土溫度低于施工方案方案的溫度時(shí)，應(yīng)采取補(bǔ)加覆蓋材料、人工加熱等補(bǔ)充措施。

3.2暖棚法

常適用于嚴(yán)寒天氣施工的地下室、人防工程或建筑面積不大而混凝土工程又很集中的工程。用此種方法養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r應(yīng)注意：暖棚內(nèi)的溫度不得低于5℃，并應(yīng)保持混凝土外表濕潤(rùn)；如采用火爐熱源，必須設(shè)排煙裝置，以防二氧化碳影響混凝土的性能；熱源如屬于干熱性質(zhì)，應(yīng)同時(shí)設(shè)置水盆，以提高室內(nèi)濕度；熱源應(yīng)均勻布置，使棚內(nèi)各部位溫度一致；應(yīng)安排專人管理熱源，防止發(fā)生火災(zāi)。

3.3蒸汽加熱法

蒸汽孔道的留設(shè)：內(nèi)部通氣法留孔的方法與后張法預(yù)應(yīng)力筋留孔法相似?；炷两K凝后抽出預(yù)埋管，形成通氣孔道，再用短管連接蒸汽管道。管道布置的原那么是使加熱溫度均勻，埋設(shè)施工方便，留孔位置應(yīng)在受力最小的部位，孔道的總界面面積不應(yīng)超過(guò)結(jié)構(gòu)截面面積的2.5%；蒸養(yǎng)溫度確實(shí)定：硅酸鹽及普通水泥拌制的混凝土，蒸養(yǎng)溫度不得超過(guò)80℃，對(duì)礦渣水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥拌制的混凝土可提高到85～95℃；降溫時(shí)間確實(shí)定：在降溫階段會(huì)引起混凝土失水，外表干縮。如降溫過(guò)快，內(nèi)外溫差會(huì)使混凝土外表產(chǎn)生裂縫。蒸汽加熱時(shí)應(yīng)采用低壓飽和蒸汽，加熱應(yīng)均勻，混凝土到達(dá)強(qiáng)度后，應(yīng)排除冷凝水，把砂漿灌入孔內(nèi)，將預(yù)留孔堵死。

3.4電加熱法

應(yīng)使用交流電，不得使用直流電。電極的形式、尺寸、數(shù)量及配置應(yīng)能保證混凝土各部位加熱均勻，且僅應(yīng)加熱到設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的50%。內(nèi)部電極法適用于梁、注、厚度大于150mm的板、墻及設(shè)備根底。含筋較少的墻、柱、梁，大型柱根底以及厚度大于200mm單側(cè)配筋