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Abstract: This article introduced in the winter construction concrete admixture to improve the microstructure of concrete, increase the compactness of concrete role. Therefore, can make the concrete technology and microstructure of concrete changes combine, promoting the construction of water conservancy project construction schedule.
Key words: concrete antifreezing agent in winter construction application
中图分类号:TU528.042 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
1、工程概况
2000年新疆水磨河流域管理处在建设计为:全长8.38公里,最大输水能力为0.5立方米/秒的新修玻璃钢夹沙输水管道(规格为DN500)工程时,因资金到位迟的原因,工程在当年9月1日开工,次年5月4日竣工,通水工期为140天。由于该工程在施工中间因系统和地质等原因,位于苇湖梁电厂二标段有2公里多玻璃钢夹沙输水管道全部要从水磨河河道内通过,致使该标段工程设计变更,工程量增加,工程总投资比工程结算设计变更前增加了三分之一,工期延长了25天,部分混凝土现浇和浆砌石都在―10℃左右进行施工,为了保证工程质量,根据有关规定全部使用了混凝土防冻剂。
11月份,水磨河流域范围内的周边平均气温都在―10℃左右,在这种寒冷的气候下,进行混凝土工程施工影响很大,但按照水磨河大型灌区改造项目工程监理部门要求,对各标段,按规定全部使用混凝土防冻剂进行现浇和浆砌石工程,第二年春季经现场实地检查验收,凡是按规定比例使用了防冻剂的无论是混凝土还是浆砌石都达到设计标准,没按规定使用或少用防冻剂的混凝土和浆砌石都以程度不同的遇到冻割,全部进行了返工处理,从该项工程使用混凝土防冻剂的实际情况说明了防冻剂在冬季水利工程施工中起到重要作用。
2、温度对混凝土性能的影响
混凝土的温度,决定于要本身储备的热能,由于混凝土温度与外界气温有差别,在混凝土与周围环境之间就会产生热交换,新拌混凝土热量变化情况,除了水泥的水化增加混凝土热量外,其余都属于混凝土与周围环境的热交换,当环境温度很低时,这种热交换会很快地降低混凝土的温度,对新搅拌混凝土而言,温度降低的快慢决定了水化程度的大小,换而言之,温度降低愈快强度的增长愈慢。当混凝土过早的受冻后,强度就不会再增长,尚在混凝土内部的游离水分也就愈高,结冰后的冻胀应力就愈大,混凝土就容易造成破坏。混凝土强度降低的原因,归纳起来有以下3个方面:
①在骨料周围,有一层水膜或水泥浆膜,在受冻后,其粘结力受到严重损害,解冻后也不能恢复,曾做过实验,如果粘结力完全丧失,强度将降低13%。
②水结冰后体积增加9%,混凝土内游离水分愈多,冻胀应力就愈大,冻胀了的体积在解冻后不会缩回去,而是保留了下来。因此,新拌的混凝土受冻后孔隙度显著提。如果孔隙率增加至15%。强度就会下降10%。当冻胀应力大到了产生裂缝时,混凝土结构受到破坏,强度就不会在增加了。
③在结冰与溶解过程中,会发生水份转移的现象,受冻时由于混凝土表面温度低,先结冰产生冻胀压力把水份挤向混凝土内部。溶解过程中外部先溶解内部应力大,又将水份向表面挤压,水份反向迁移,由于水份体积的反变化,使混凝土各组分的相对位置发生变化,这对强度还很低的新混凝土很容易造成结构性裂纹。
3、混凝土防冻剂在冬季施工中的技术措施
在混凝土浇筑后的最初几个小时是危险性最大的时刻,混凝土的耐久性,可能被一两次冻融循环新严重损坏。通过观察发现只要使新拌混凝土还温一定时间,让混凝土达到一定的强度,就可以不怕冻害,由此引出受冻害的临界强度这一概念。临界强度的概念定义为:新拌混凝土在受冻后再回复还温养护,强度可继续增长,并达到设计标号95%以上时,新需要的初时强度。达到临界强度时的混凝土已有相当一部分拌合水固定到已经形成的水化物中,此时不但可冻结的水量较少,混凝土本身已具有了一定强度,产生了一定的抗冻能力。目前临界强度的概念已为许多国家接受,并且在规范中使用。
实际上混凝土的冬季施工最主要解决的是以下两个问题。
是防止混凝土受冻。
提高混凝土强度,特别是早期强度。
通过对水磨河流域大型灌区改造工程施工中运用防冻剂的实践,我们总结了不少有效的防冻经验,经常使用的有下列几种方法。
①蓄热保温法。主要做法是用覆盖物来保持混凝土入模温度和由水化热产生的温度不致逸散,并避免受外界自然低温的侵袭。蓄热保温措施是现阶段混凝土冬季施工比不可少的有效方法,既简单易行,又成本低廉。
一般的覆盖材料为岩棉被、塑料膜等。水利工程可以考虑用草帘、草袋、锯末、稻壳等,主要要防止引起火灾。最好是用岩棉被或塑料膜,即保温又保水。因为冬季施工是禁止洒水养护的。
②材料预热法。把沙子及拌合水预先加热,再去搅拌合混凝土。骨料加热可以通蒸气,也可以用铁板炒热。但是加热水和沙子时,温度最高不得超过60℃,水温最高不得超过80℃。因为温度过高时水泥会产生假凝现象。这种做法主要是为水泥的水化作用保持一个比较高的初时条件。如果蓄热保温做的好,可使混凝土在浇筑后一段时间内温度保持在入模温度水平。试验证明当温度在―10℃,入模温度在15―20℃,只要蓄热保温做的好(如混凝土表面用岩棉被充分覆盖),使混凝土温度保持在15℃,那么C20混凝土48H也可以超过3.5MPa。一般当气温在0℃左右时,可以只加热水,而不用加热沙子。
③掺防冻剂方法。在混凝土冬季施工的诸多方法中,采用外加剂是一种比较简单而经济的方法。近几年来已在冬季施工中广泛的采用。比之于电热法、蒸气法、暖栅法,远红外等加热法措施法,设备投资,能源消耗、设备维修都可省去。可节约冬季费用。防冻剂在混凝土中的主要作用如下:
a、提高早强度。
掺入防冻剂后可在规定的施工环境温度下,最大限度的提高早期强度。利用防冻剂中的早强。减少组分使混凝土早期强度尽快提高,当混凝土的强度达到或超过临界强度后,就会发生冻害。
b 、防止混凝土受冻破坏。
防冻剂中的有效组分之一是降低冰点的物质。它的主要作用是使混凝土中的水份在尽可能低的温度下结冰,防止因水份冻结而产生的冻胀应力破坏混凝土结构。它的另外一个作用是干扰冰晶的生长,使冰晶的生长发生变异,从而减少了冻胀应力。同时保持了一部分不结冰的水分,以保持水化反应的进行,保证了在负温度下混凝土强度的增长。
以上3种冬季施工的方法,可以单独使用,也可以同时使用两种或者两种以上的方法。经常使用的是有掺外加剂及综合蓄热法共同使用,掺用防冻剂后,表面再采取加盖岩棉被、塑料薄膜等方法。这种做法比单独使用防冻剂时的掺量可以少的多。目前这种方法,已被广泛采用。在气温比较低(―15℃)时施工,为防止一些不易保温养护的地段,可以采用掺外加剂与暖栅法结合的办法,使强度较快的增长。既保证混凝土的质量,又会加快工程的进度。
在冬季施工措施的选用方面,我们一般采用蓄热保温法或加热法,很少用防冻剂,最多使用一些早强剂、引气剂或者是在冷天施工的混凝土中采用早强水泥、高活性水泥。建筑行业在防冻剂的使用上则经验较多,在冬季以及一些常年的冻土地带都使用防冻剂来保证混凝土的冬季施工。我处早在80年代的水利工程施工中就使用各种早强剂、防冻剂,长期的实践使我们在防冻剂的品种、使用及研究方面都积累了比较丰富的经验。
总之,采取何种冬季施工措施应根据工程的要求以及综合的技术经济效果来考虑。用一种或多种方法都是可以的。
【关键词】混凝土;冬季;施工
一、冬季混凝土特点及采取的方法
1、冬季混凝土特点:凝结时间:0℃~4℃时,比15℃延长3倍,温度降到0.3~0.5℃时,混凝土开始冻结后,反应停止,-10℃时,水化反应完全停止,混凝土强度不在增长,混凝土中水冻胀体积增加9%,硬化的砼结构遭到破坏,及发生冻坏。
2、负温混凝土:除水泥以外的混凝土全部进行保温防护,养护过程采用蓄垫保温措施尽量延长砼在正温状态下的硬化强度间的蓄垫法方案。
二、施工生产任务安排及施工布置
1、冬施准备
(1)、材料的加热设备、设施进场
①架空砼搅拌用钢制热水水箱,2m3左右,搭设距地2.0m左右,下部用ф50钢管搭设生火架,下加煤碳生火加热。
②在砖砌台上用钢板搭设加热台,上铺砂子,下加煤碳生火加热
③用废旧油桶1割2加工火炉20个,提高整体四周温度。
(2)、联系钢筋砼工程适用的外加剂,外加剂使用前应有厂名、规格、数量、添加比例,并应进行复检工作。
(3)、搅拌机保温
搅拌机前后台的入口应做好封闭棚,设置热水罐,外加剂标准计量设备,用完毕后清洗的污水应做好排水,防止四处飞贱,造成结冰,影响道路使用安全。
(4)、保温材料选用
①选用隔气性能好的塑料薄膜,保温性好的稻草草帘,购买加厚塑料布、稻草莲备用各2500m2。。
②施工用水管道采用钢管外进行岩棉保温。
③施工地点门窗口用布棉帘子和加厚塑料布围护。
④室内气温使用干湿温度计,备25支温度计挂贴在操作实际施工区内,并每2小时测量一次,用表格填写清楚,作为原好记录。
⑤根据气候情况,砼浇灌四周周边生火保温。
⑥当温度差别太大时,应将砼的浇灌部位整体进行围护来保护其砼的强度均匀稳定的增强。
2、施工进度布置
当连续5天日平均气温稳定低于5度时进入简冬期施工:从11月1日开始施工浇灌完毕的砼面夜间覆盖塑料布,架空2cm,以防砼表面受冻起皮。
(1)、砼搅拌用水加热,温度35~60度时,每班第一盘砼搅拌前,先用热水预热搅拌机2分钟。
(2)、浇筑现场准备及振捣时间要求。
(3)、防冻剂
(4)、砼保温养护
(5)、在砼施工区,分点放置温度计,派专人察看温度,以便于随时加大生火范围,提高温度,保证质量。
(6)、当室外最低平均气温低于-10度时,砼施工停止。
三、施工技术措施
施工规范规定,冬季临近时,当连续5天日平均气温稳定低于摄氏5度,则施工进入冬期施工。冬期砼的实质是在自然负温环境中要创造各种可能的养护条件,使砼得到硬化并增强。
(1)、材料要求
①进入现场应进行常规安定性和强度试验,合格后方可使用。
②进入现场后进行压碎和级配试验,合格后方可投入使用。
③拌合水为甲方提供的民用地下清水(深井70m以下)。
④配合比,按试验室提供的配合比比设计图纸高一个标号进行。
(2)、砼的浇筑要点
混凝土搅拌控制时间比常温延长50%左右。由塔吊到施工地点浇灌应尽可能缩短时间。
①浇筑时要、保证砼的均匀性和密实性,保证的整体性,尺寸应准确,钢筋预埋件位置应误差小于2cm,拆模后砼表面应平整、光滑,无蜂窝、麻面、缺棱掉角现象,为防止冻结,在浇筑前应对现场已绑扎支模的柱、梁、板进行防风砂、防冻结雪保护,并对由于气温下降造成冻结的砼进行二次加热搅拌,使搅拌场具有适宜的施工和易性再浇筑
②施工缝的位置:独立柱留在梁底20―30mm水平缝处,梁、板、墙应留垂直缝,板留在结构剪力较小的板的部位并应//板短边方向,且便于二次施工。
③在施工缝和后浇带浇工中,应先剔掉水泥薄膜和松动石子,湿润冲洗干净,在接缝处的砼温度高于原砼2℃以下,然后先铺水泥素浆一层,应比原砼的强度高于1.2mpa,再进行浇灌,梁、板后浇带处应去掉直搓以外的松动部位,形成垂直接缝,再按设计比例掺入,wg―hea型膨胀剂,采用比原混凝土强度等级高一级的砼捣实。
(3)、砼浇灌过程质量控制
配合比比原施工配合比提高一个标号,坍落度控制在5―7cm,骨料含泥量
①在浇灌前还应对机械和使用的手中工具(铁铲、撬杆)等做一遍检查。
②在后浇带中的梁、板钢筋不断开,砼拌和物入模浇灌,必须振动密实,并能充分填满模板的各个角落,振动到混凝土不下沉为止,由于是冬季施工,振捣要快速,不得任意拖延振捣时间。
③柱施工要点
在浇筑中,每个施工内柱子应按外向内对称左右顺序浇筑,不得从一方向推进,以防止模板受推逐渐倾斜,造成积累误差,避免底部少振漏振,和四角过振,造成棱角处混凝土产生离析,拆模后影响柱砼的外观质量。
④梁、板施工要点
(4)、砼表面处理、养护、保养:
①振捣后用木抹子抹平,50厚木水平靠尺找平,表面刷成毛面以便增加地面垫层于面层的粘结性,并应用满铺架空塑料布二层,草蓬一层保温,负温情况下不进行洒水养护。
【关键词】混凝土;冬季施工;方法;措施
1、混凝土工程冬季施工的定义
按《钢筋混凝土工程施工及验收规范》第七章“冬季施工”的规定,根据当地多年气温资料,室外日平均气温5d稳定低于5℃时,混凝土工程即进入了冬季施工。混凝土工程冬季施工的实质是指在自然负温气候条件下采取防风、防干、保温防冻等措施尽量创造正温的养护环境,使混凝土得以凝结硬化。
2混凝土冬季施工受冻问题分析
2.1混凝土应预防早期冻害
在冬季混凝土施工中,水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键因素。分析国内外关于水在混凝土中的形态的一些资料可以看出,新浇灌的混凝土立刻冻结时,有80%以上的水变成冰,液相不足20%,水化反应极其微弱了;当混凝土经过 24h的标准养护后再冻结,只有 60% 的水变成冰;当混凝土强度达到设计标准的50% 以上时,即使温度降至-40℃以下,而含水量也维持在 60% 以下,还有 40% 的水未转变为固相,水化作用也能继续进行。可以得出这样一个结论:混凝土在浇灌后有一段养护期,对加速水化作用极为重要,因而应预防早期冻害。当混凝土在受冻前只有1h的养护期,强度损失会超过50%;在受冻前得到6h的养护期,强度损失不超过20。
混凝土在正温气候条件下继续养护,其强度增长幅度是不相同的。对于预养期长初期强度达到 R28的 28% ~35% 的混凝土受冻后,后期强度基本不受影响;而埘于预养期较短,强度达到R28的 15% ~17% 时的混凝土受冻后,后期强度会受到一定影响,只能达到设计强度的 85% ~90% 。 只要混凝土在正温下养护一定时间,使混凝土有一段水化时间,就不怕冻害的影响。混凝土不致受冻害的最低临界强度国内外有许多研究成果,我国的钢筋混凝土施工及验收规范(GB50204-92)第 7.1.2条明确规定:硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥的构件为设计的 30%,矿渣硅酸盐水泥为设计的 40%,但 C8 级及 C8 级以下的混凝土不得低于 50kgf/cm2。可见受冻临界强度与水泥品种和后期增长有一定关系。
2.2温度与混凝土强度的关系
混凝土捣拌浇灌后之所以能逐渐凝结和有高的温度,是由本身水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土组合材料和配合比有关外,主要是随着温度的高低而变化。当温度升高时,水化作用加快,强度增长也快;而当温度降至 0℃时,存在于混凝土中的游离水有一部分开始结冰,逐渐由液相变为固相,这时水泥水化作用基本停止,强度也不再上升。温度继续下降,当混凝土中的水全部结成冰,由液相变为固相时,体积膨胀约9%,同时产生大约 20kN/m 的侧压力。这个应力值一般大于混凝土浇筑后内部形成的初期强度值,致使混凝土受到程度不同的早期破坏而降低强度。此外当水结成冰后会在骨料和钢筋表面产生颗粒较大的冰凌,这种冰凌会减弱水泥浆与骨料同钢筋的粘结力,也会影响混凝土的抗压强度。当气温回升冰融化后又会在混凝土内部留下众多的空隙和孔洞,降低混凝土的密实性和耐久性。
3混凝土冬季施工方法及措施
3.1 根据施工现场采取合适的施工方法
在冬季混凝土施上中,一般要解决和处理好以下几个问题:一是如何确定混凝上最短最佳的养护龄期;二是如何防止混凝土早期受冻;三是如何使冻后混凝土的后期强度能达到设计的需要。在实际施工中,在根据施工现场气温变化、工程结构部位和数量、工期要求期限、水泥品种、外加剂、保温材料性能和现场条件、供热来源等情况,采取合适的施工方法和组织措施。一般情况下,同样一个工程可以有多种方法和措施来保证工期和质量,但最佳方案必须满足工期短、造价低且质量有保证。
3.2 混凝土冬季施工采取的措施
3.2.1外加热法。适用于气温在-15℃ 以下环境施工,而构件并不厚大的工程。通过加热施工现场周围的空气,保持混凝土的环境温度,或者直接对构件加热,使混凝土处在正温下正常硬化。使用热源有火炉、蒸气、暖棚、电及红外线等工艺;火炉加热在较小的工地上应用。方法简单但室温不会很高且较干燥,特别是炉子里明火和聚集烟放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面易碳化,影响表面光洁,是一种较原始的方法;蒸气加热是采用蒸气的温度和湿度养护混凝土。此法比较简单且易控制使得温度均匀,广泛应用在大型预制构件厂,一般小型工地施工不易办到。但需要专门锅炉设备和场地。热损失大,费用高,工作环境也差;暖棚法即在现场搭设工棚,使构件或基础在棚内正常温度下施工。费用较高,因需建棚和加温,常用于一些重点项目; 电加热法是将钢筋作为电极,戏将电热器贴在混凝上表面,使电能变为热能,以提高混凝土温度。这种方法简单方便,热损失较少也容易控制。当构件较远时.电加热比蒸气加热要方便灵活,但耗电量大费用高。
3.2.2防冻法。目前生产的防冻剂可应用在-10℃及其以下气温中施工。它是采用降低冰点,使混凝上中的水在负温下仍处于液相状态,使水化作用能继续进行,从而改善孔结构,达到强度增长不受影响的目的。防冻法分为早强、负温防冻和结构法等,常用防冻剂是亚硝酸钠,它不但可以降低冰点,而且是极好的防锈剂,费用低,大小工地皆可使用。
3.2.3采用蓄热法。主要适用于气温≥-15℃且结构较厚大的现浇混凝土工程对原材料砂石和水进行加热,使混凝土在搅拌、运输和浇筑完成后.还储备有相当的热量,以使水化放热加快,并加强对混凝土的保温,以保持在温度降至 0℃以前具有一定的抗冻能力。使用蓄热法应是结构体积厚大,外露面积越小,通过表面散热损失也会少,蓄有热量则较多。因此要注意内部少量降温,且应注意保护外露及角边以防受冻。此法工艺简单,费用又少而可以有足够的养护期限。
3.2.4调整最佳配合比。在气温 0℃左右时施工,应选用普通硅酸盐水泥,其硅酸三钙含量不低于 50%,细度达到4900/cm2细目筛余量< 15% 的水泥。这种水泥水化热反应早,使早期强度提高快,一般三天的强度大约等于普通硅酸盐水泥 7天的强度,效果较明显;尽量降低水灰比,实际上是减少游离水,增加 水泥用量,增加幅度在50kgf/m3左右较合适,从而增加水化热量,减短龄期使强度增长快;掺入早强剂和减水剂,提高早期强度,但掺量必须经过试验确定,计量以水泥重为依据,一般不超过水泥用量的 5%,少掺既无效果又浪费,多掺量反而会降低强度,另外增加含气量。混凝土中加入4% ~6% 的含气含量,可以截断渗水通道,使孔隙互相封闭形成连贯毛细孔,从而提高混凝土内密实性和耐久性。
4 结束语
关键词:混凝土 冬季 施工 措施
中图分类号:TV331文献标识码: A
正文:
如果室外温度在连续5天都低于5 ℃的时候,确定为混凝土工程在冬季施工,并且应该采取相应的质量保证措施。而主要的混凝土工程在冬季施工就是指在负温气候条件下,采取防干、防风、保温以及防冻等相关的措施进而确保混凝土的施工质量。
1.冬季混凝土施工的难点
在冬季,由于气温低,液态水会冻结,而冻结后的液态水的体积会增大,同时会产生冰涨应力。从而使混凝土会受到程度不同的受冻的破坏,进而减弱 水泥浆和钢筋的粘结力,进而会造成混凝土的强度的减弱。另外,在冰融化后,会在混凝土的内部形成很多的孔隙,会严重的影响混凝土的耐久性和密实度。因此,新浇筑的混凝土必须在冻结前有一段的养护期,进而采取相应的保护措施,增强混凝土内部的液相,相应的减少固相。能够加速水泥的水化的作用, 从而促进混凝土尽快的达到受冻的临界强度,避免混凝土受冻破坏。
由于各种因素的影响,施工人员的专业技能水平存在着参差不齐的情况,这就对混凝土的施工质量产生一定的影响,如在施工过程中未进行热工计算,就会导致混凝土受到冻害;未按照准确的标准添加抗冻剂,也会导致混凝土出现质量事故;若早强剂添加的剂量过多,甚至会导致混凝土结构完全报废。此外,如果在冬季施工时未采取科学有效的防护措施,就会导致混凝土结构出现开裂的情况。
2.混凝土工程冬季施工技术质量保证措施
2.1混凝土的拌制
在混凝土的拌制阶段,在冬季施工时,为了能够满足各个材料之间的热平衡,对于混凝土的拌制的时间上要比常温时的拌制时间要长,对于在混凝土拌制过程中需要掺有外加剂的时候,在对其拌制的时间应该比常温的拌制时间要长1倍左右。
2.2混凝土的运输与浇筑
当混凝土的拌和物出机之后,应该及时的运输到浇筑的地点,并且在运输的过程中,应该采取相应的措施进行防止混凝土的热量散失导致冻结的现象。在混凝土运输中,应该对运输工具加强保温的覆盖,应该制作相应的因数保暖的设备[4]。在运输中,混凝土的温度不能降得过快,一般情况下,每小时的下降的温度不应该超过7℃ 。当采用的是商品混凝土的时候,在对混凝土进行浇筑前,我们应该了解其混凝土的掺入的抗冻剂的性能,进行全面的了解之后,应该采取相应的保暖的措施。在浇筑前,应该清除模板以及钢筋表面的冰雪。在对施工缝处接槎浇筑混凝土的时候,应该去除掉水泥薄膜以及松动的石子,进而将混凝土的表面清理干净。在进行分层浇筑混凝土的时候,应该对已浇筑层在没有被上一层的混凝土进行覆盖之前,温度上不应该低于2 ℃。在对预应力混凝土构件进行孔道以及立缝灌浆之前,浇筑部位的混凝土必须要进行预热,并且应该采用人的砂浆和水泥浆。在施工的现场应该设置相同条件的混凝土养护的试块作为进行拆模的依据。
2.3混凝土的养护与保温
混凝土工程在冬季施工时应该做好在浇筑前和浇筑后的相关的养护工作。和保温工作。特别是由正温养护转到负温养护之前,应该确保混凝土的抗压的强度不应该小于设计强度的 的百分之四十。对于气温在10度以下时混凝土的抗压强度不应该小于5 MPa。在混凝土工程的施工现场的建筑物周围应该搭设脚手架,并且在架体上应该封挡彩布条,从而用以挡风和保温。在进行模板外部保温的时候,除了基础之外可以进行随浇筑随保温,而其他的结构都应该在设置保温材料后才可以浇筑混凝土。钢模表面可以先挂草帘,麻袋等保温材料并且扎牢,然后再浇筑混凝土。保温材料不应直接覆盖在刚浇筑完的混凝土层上,可以先在混凝土表面覆盖塑料薄膜,上部再覆上草袋,麻袋等保温材料。
2.4施工测温
在混凝土工程的施工场地上选择一个具有代表性的位置,将测温孔进行编号,绘制出测温孔的位置图,并且应该由专人负责测温的工作,对浇筑混凝土完毕后的前3天左右应该每隔3个小时就应该测量一次,在此之后,每天应该至少测量5次。每次测量应该采取2点,8点,14点,20点,24点的时间点对大气的温度以及混凝土的温度进行测量。测量人员应该报测量的温度情况告知给施工人员和技术人员,并且测量的记录应该由技术人员进行归档备查。
2.5采取科学合理的施工方式
在施工前,必须要选择合适的原材料,水泥选择普通的硅酸水泥或者硅酸盐水泥即可,混凝土的骨料中不允许含有容易冻裂的冻结物与矿物质,为了保证施工的质量,应该在混凝土中添加适量的减水剂。此外,还要对施工技术进行优化,以温度的控制为中心,采用科学合理的施工方式,一般情况下,混凝土的浇筑需要在白天完成,在晚上低温的条件下要停工。在实际施工过程中,要控制好混凝土出机口的温度,若温度出现异常,则要及时进行调节。当混凝土浇筑完成之后,需要对新老混凝土的结合位置与外露的表面进行处理,并及时地使用保温材料进行覆盖。在进行拆除时,要严格遵循相关的规章制度,满足防裂的需求,并及时对混凝土的质量进行检查,若出现问题,就要及时进行整改。在混凝土凝结完成后,要加强养护工作,常见的养护方式包括外加剂法、蓄热法与外加热法,外加剂法的使用范围较为广泛,常见的外加剂有减水剂、防冻剂、引气剂与早强剂四个类型,添加适量的外加剂能够起到减水、抗冻、早强、降低的作用,但是在添加外加剂时还要做好加热与保温工作。
2.6加强对施工人员的培训
施工人员的专业技能水平与责任意识与混凝土施工的质量息息相关,因此,施工单位必须要加强对施工人员的培训工作,提升员工的专业技能水平,确保其专业知识合格后方可上岗工作。此外,还要适当的改善施工人员的居住与工作条件,为他们准备好充足的过冬用品,维护好施工现场的环境,作业场、跳板与人行道都需要做好相关的防滑措施,保障施工人员的安全。
3.混凝土工程冬季施工常见问题及措施
3.1钢筋锈蚀和裂缝
在进行混凝土工程施工中,常常会遇到钢筋由于氧化和腐蚀的作用进而产生体积膨胀的情况。从而会导致混凝土沿着主筋以及箍筋的方向产生裂缝。另外 ,由于水泥的安定性不好,从而导致混凝土的水灰比比较大,造成混凝土的强度低, 从而出现由于失水过快造成的开裂,混凝土的内部水分会由四周向中心进行转移,进而形成压力导致混凝土出现裂缝。针对于避免出现上述的情况,我们应该采取相应的措施。首先,应该严格的控制氯盐的掺入量。氯盐掺入量不应该超过水泥重量的百分之十左右,并且应该加强搅拌进而使氯盐能够充分溶解。另外,我们还应该严格的控制水泥的质量以及混凝土搅拌物的水灰比,,以达到增大混凝土密实性,进而防止水份转移导致的裂缝。
3.2表面起灰
混凝土表面起灰的主要的外在的表现就是砂浆和粗骨料产生脱离的情况。出现这种情况的主要的原因就是由于混凝土的拌合物的水灰比太大,进而造成离析,沁水严重,造成粘聚性以及保水性比较差。再加上由于对混凝土的养护的温度比较低,水泥的水化趋于停止的状态,进而造成混凝土水分迅速的外沁,出现表面起灰的情况。针对于避免混凝土的表面起灰。我们应该严格的控制水灰比,并且应该延长对混凝土的搅拌的时间,在混凝土的表面应该覆盖塑料薄膜进行保水。
4.结语
本文通过对混凝土工程冬季施工技术质量保证措施进行了相关方面的研究与探讨。通过本文的研究,我们了解到,混凝土工程在冬季施工时的防冻措施非常的重要,其防冻措施的有效开展对于整个混凝土工程的质量有着重要的作用。因此,在日后的混凝土工程冬季施工的过程中,我们应该主要对其进行相关的防冻养护,并且应该通过不断的施工经验的积累,施工水平的提高进而研究出更好的混凝土工程在冬季施工的防冻措施,从而进一步的保证混凝土工程的施工质量。
参考文献:
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[2]黄智青.东圳灌区混凝土防渗渠道设计、施工和运行的管理体会[J].科技信息(科学教研),2007(13).
关键词:冬季施工、混凝土、裂缝、原因、危害、预防、治理
中图分类号: TV543 文献标识码: A 文章编号:
1、概述
冬季施工中混凝土裂缝的产生已成为普遍现象。笔者所施工的项目地处北京,建筑面积9.7万平米,剪力墙结构,地下三层、地上31层,檐高97.3m,结构施工经历1个冬季,发现冬季施工混凝土,顶板经常出现沿着缝隙渗水的痕迹,有些墙体表面沿钢筋布置方向存在明显的裂缝痕迹,鉴于此类问题,笔者以在施工过程中所经取的一些预防和治理的措施来阐述对此类问题的认识。
2、裂缝的分类
根据裂缝的形成状态可将混凝土裂缝分为以下三类:
(1)静止裂缝:形态、尺寸和数量均已稳定不再发展的裂缝
(2)活动裂缝:宽度在现有环境和工作条件下始终不能保持稳定、易随着结构构件的受力 、变形或环境温度、湿度的变化而时张、时闭的裂缝。
(3)尚在发展裂缝:长度、宽度或数量尚在发展,但经历一段时间后将会终止的裂缝。
根据裂缝的危害程度,可将裂缝分为两种类型:
(1)由于材料、气候等造成一般塑形收缩裂缝、干缩裂缝等,危害较小,可做一般处理
(2)裂缝明显影响结构承载力,随着裂缝的扩展和延伸,钢筋达到屈服强度,受压去混凝土应变增大,结构刚度大大降低,构件趋于破坏。此类裂缝必须及早采取加固补强,以满足结构安全需求
3、裂缝产生的原因
由于混凝土抗拉强度很低,在内力及各种外力的共同作用下,使混凝土承受拉、压、弯、剪、扭等受力状态,当超过混凝土的抗拉强度时混凝土便会产生裂缝。
3.1裂缝产生的内在因素
(1)原材料因素
冬季施工的混凝土主要以水泥、砂、骨料、水及外加剂组成,因此水泥的用量、水灰比、砂率、骨料含泥量及外加剂的用量等成为混凝土产生裂缝的主要因素。为使混凝土泵送时更加容易,在拌合时超量加水,加大流动性和水灰比,导致浇筑后的结构物表面出现浮水,骨料下沉,水浆上浮,尤其在水平钢筋下面聚集一层浮水无浆包裹,必然会造成表面疏松、气孔和产生裂缝。
(2)温度变化因素
根据混凝土自身形成过程,由于受到温度的影响,将混凝土裂缝的出现分两个阶段:
第一阶段:混凝土浇筑完毕后,在初期水化热的作用下,内部温度开始急剧上升,而冬季施工时天气及其寒冷,如若保温措施不当,由于混凝土内部膨胀,外部产生相应的拉应力,导致混凝土表面开裂,混凝土的内外温差不得超过25℃。
第二阶段:混凝土内部温度达到最高时,逐渐开始降温,由于内部降温,根据热胀冷缩,内部开始收缩,对表面形成压应力,造成表面裂缝。
3.2、裂缝产生外在因素
(1)保温措施不当或过早拆除
冬季施工保温、升温措施尤其重要,直接影响着混凝土的硬化过程。保温措施不当或者过早拆除保温将会使混凝土受冻,早期强度偏低,而施工单位为了满足施工进度,出现顶板上人、堆物过早或者墙体拆模过早的情况,致使混凝土出现裂缝,情况严重的将严重影响混凝土的强度甚至会出现混凝土冻酥的情况。
(2)施工过程及方法不当
混凝土浇筑前顶板钢筋出现乱踩踏现象,导致负弯矩筋及一些构造钢筋间距、位置等出现偏差,保护层太厚或者不足等现象均会引起混凝土产生裂缝;混凝土入模温度偏低、施工时浇筑速度过快,墙体混凝土浇筑高度过高或者下料高度过高,加上振捣不密实,各个流水段交接处施工缝处理不当等均会引起混凝土产生裂缝;顶板混凝土施工完毕后,收面、抹压时间掌握不正确或者次数不够,顶板混凝土养护不到位等均会引起混凝土表面产生裂缝。
冬季施工顶板混凝土初期强度低,施工单位为赶工期,过早上人进行墙体钢筋的绑扎,在顶板强度很低时放置大量钢筋,特别是为清理墙根处垃圾过早的将具有振动荷载的空压机移至顶板上等,均会造成混凝土产生裂缝
(3)模板拆除过早
由于墙体、柱钢筋施工时,有些墙体钢筋出现位置偏差,在合模后为保证墙体钢筋保护层,将钢筋强行往另外一侧拉拽,造成墙体钢筋在混凝土浇筑前就产生了应力。冬季施工时混凝土早期强度偏低,大模板的螺栓过早松开时,导致钢筋原有的应力释放,挤压混凝土造成墙体表面沿钢筋位置出现裂缝。
顶板、梁混凝土强度未达到规范要求时,将支撑拆除,应力释放,导致顶板混凝土承受各种力的作用,产生裂缝。
3、裂缝的危害
混凝土产生裂缝影响混凝土的表观质量,降低混凝土耐久性,缩短混凝土设计使用年限,降低建筑物的使用寿命;迎水面混凝土出现裂缝后将会出现漏水、渗水现象,影响其使用功能;当混凝土表面裂缝发展成为具有破坏性的贯穿裂缝或者深层裂缝时会破坏结构的整体性,改变混凝土的受力条件,从而使局部或者整体结构发生破坏的可能,严重影响建筑物质量及运行安全。
4、裂缝的预防措施
4.1严格控制原材料,减少混凝土自身收缩
水泥:采用低水化热的水泥或中水化热的水泥配置混凝土。
骨料:骨料的选择必须符合国家有关规范,严格控制含泥量,选用粒径大、级配良好的粗骨料掺合粉煤灰等掺合料,掺入相应的减水剂、防冻剂、早强剂等复合外加剂,减少水泥用量,降低水化热,提高冬季混凝土早期强度。
水:控制拌合水的温度,冬季施工时拌合水温度应采用35℃~45℃,确保混凝土的入模温度。
配合比:合理选择配合比,用水量越大,水灰比越高,混凝土收缩越大,因此在满足施工条件情况下尽量减小水灰比,采用保水性能好的外加剂,减小混凝土的收缩。
4.2加强保温、升温措施,提高早期强度
制定合理、可行的冬季施工方案,加强顶板、墙体保温升温措施,保温常采用塑料薄膜加保温被、聚苯板等保温、保湿材料,升温常采用电气加热、蒸汽加热等方法。加强冬季施工混凝土测温工作,及时掌握混凝土的温度情况并进行方案的适度调整,提升混凝土早期强度,防止混凝土受冻。
4.3加强施工过程控制
加强钢筋施工质量,严格控制钢筋的间距、位置、数量、保护层等,避免墙、柱等钢筋在合模后产生应力;在顶板施工时搭设行人马道,避免踩踏钢筋,造成钢筋的变形、移位等。
加强混凝土的浇筑工作,确保混凝土入模温度,合理安排混凝土的浇筑顺序,严格控制混凝土的浇筑高度及下料高度等。按规范要求处理好施工缝,加强混凝土的振捣工作,确保上下层混凝土接合严密,保证混凝土振捣密实,且不存在过振现象。
严格控制混凝土面层抹压时间及抹压次数,此工序为混凝土施工的最后一道工序,对大多数混凝土表面收缩裂缝、干缩裂缝的控制至关重要,大部分收缩、干缩裂缝均可在此工序消除,因此准确的抹压时间及抹压次数能避免混凝土表面产生裂缝。
加强混凝土养护工作,冬季施工严禁采用浇水养护,通常采用具有保温保湿的材料进行覆盖、涂刷养护剂等养护措施,防止混凝土产生裂缝。
顶板施工完毕避免过早上人、上料,特别是钢筋等较重的材料,墙、柱钢筋施工时应摊开摆放,避免集中堆放对顶板造成的集中荷载。在混凝土强度较低时严禁放置具有振动荷载的空压机等施工机械。
4.4严格控制拆模时间
冬季施工拆模不宜过早,规定合理的拆模时间,延缓降温时间和速度,充分发挥混凝土应力松弛效应,对于需要周转的顶板模板应多考虑几套模板,延迟拆模时间。墙体模板应确保棱角不被破坏后再进行拆模。
4.5加强相关管理规定、措施的落实
制定冬季施工的相关规定及奖惩措施、,规范细节上的操作,加强对现场的管理,对违反相关规定或未经项目部同意擅自施工者予以严惩,尽量消除混凝土裂缝产生的各种因素,防止混凝土开裂。
5、裂缝的治理措施
活动裂缝及尚在发展中的裂缝修补时应先消除其成因,并观察一段时间后确认已稳定,停止发展后再依静止裂缝的处理方法进行修补。
由于冬季施工产生的裂缝一般不会对结构造成破坏性的影响,因此本文主要讨论一般收缩裂缝、干缩裂缝的处理方法。对于已对结构安全性能产生危害的裂缝,需通过专家论证制定出相关的加固方案再进行处理。
冬季施工裂缝的处理方法主要有以下三种:
(1)表面封闭法:该法适用于缝较窄,用以恢复混凝土表面美观和提高其耐久性时所采用,应采用具有良好渗透性的修补液,封闭裂缝通道。对楼板和其他需要防渗部位,尚应在混凝土表面粘贴纤维符合材料以增强封护作用。
(2)填充密封法:当裂缝较宽时可沿裂缝混凝土表面凿成V或U字形,然后用改性环氧树脂或弹性密封材料填充并粘贴纤维复合材以封闭其表面。
(3)压力注浆法:当裂缝深而蜿蜒或贯穿性裂缝裂缝时可在一定时间内用电动泵以较高压力将修补裂缝用的注浆料压入裂缝腔内。
6、结语
综上所述冬季施工中混凝土裂缝的控制主要还是采取预防为主,针对裂缝产生的原因采取相应的措施进行预防,加强施工管理,避免裂缝的产生,减少修补、治理裂缝的费用。一旦裂缝产生,应全面调查分析,查明原因,选择正确的处理方法,以求经济高效。
参考文献:
[1]、《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)
[2]、周洪波.浅谈北方冬季施工混凝土裂缝预防措施[J].中华民居.2011,{9}