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Abstract: can hardly be avoided concrete winter construction, based on the requirements of winter concrete construction technology,including raw materials, mixing, transportation, pouring later periodprocessing are discussed, and put forward the problems andpreventive measures of prone to winter construction of commercial concrete, weave construction strictly according to the standardgroup, so as to ensure the project quality.
Keywords: quality control measures of concrete construction in winter
中图分类号: TU71 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
随着建筑市场的飞速发展,建筑工程施工周期要求越来越短,混凝土冬季施工在所难免。若采取的措施不当。会给施工的工程带来不利影响,极易给工程质量造成隐患或出现质量事故。由于气候寒冷,给混凝土施工带来一系列的问题需要解决。同时近年来,冬季施工技术取得了很大的进步,一些新的施工技术不断积累,经验更加成熟,在施工实践中取得了良好的效果,对加快工程建设速度、确保工程质量起了很大作用[1]。
1混凝土冬季施工的技术要求
对冬季混凝土施工除对其常规质量检查外, 还应检查混凝土早期受冻、温差裂缝及加热脱冰等。为全面保证混凝土质量, 其质量检查控制应对原材料、配合比、施工过程中各主要环节及硬化的混凝土进行全面的控制和检查。
1.1 原材料的选择
水泥:优先选用活性高、水化热大的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,强度等级≥32.5M Pa,最小水泥用量>300kg ,应注意该品种水泥不适用于高温养护环境。
骨料:一般均露天堆放,应提前备料,有条件的应进行覆盖或搭棚,使其达到无冰块、雪团、大泥块,不结块的要求。砂要求含泥量≤3%,泥块含量≤1%,级配良好;石子宜选用连续粒级,针片状含量≤1%,含泥量≤1%。其它指标根据试验确定。
掺合料:若掺粉煤灰,宜采用Ⅰ级灰,优先选用磨细粉煤灰,以提高其活性,利于强度发展。掺量控制在水泥用量的20% 以内,粉煤灰烧失量≤4%。若选用其它掺合料需经试验确定,掺量不宜过高,对早期抗冻性能不能有不良影响。
防冻剂:在配制防冻剂前, 应检查测定防冻剂各组分的有效成分, 水及不容物的含量。配制防冻剂时是否搅拌均匀, 有否结晶和沉淀现象。复合剂溶液是否有沉淀悬浮物等存在, 粉剂直接加入的防冻剂是否有没经破碎潮湿结块存在。各种外加剂同时存在时, 加入顺序应符合要求[3]。
配合比:冬施配合比必须提前进行严格的试配,水灰比不宜大于0.5,水泥用量应较常温提高10~20kg,在满足施工性能的前提下,尽量减小坍落度。
1.2 冬季混凝土的拌制
(1)拌制混凝土用的骨料必须清洁,不得含有冰雪和冻块,以及易冻裂的物质。在掺有含钾、钠离子的外加剂时,不得使用活性骨料。在有条件的时候,砂石筛的清洗应抢在零上温度时做,并用塑料薄膜、油布等盖好。
(2)拌制掺外加剂的混凝土时,如外加剂为粉剂,可与混合料一起放入搅拌机;如外加剂为液体,则与水一起加入。
(3)当施工期处于0℃左右时,可在混凝土中添加早强剂,掺量应符合使用要求及规范规定,且应在添加前做好模拟试验,便于核实相关技术措施。对于有限期拆模要求的混凝土,还得相应提高混凝土设计等级。
(4)搅拌掺有外加剂的混凝土时,搅拌时间应取常温搅拌时间的1.5倍。
(5)混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃。
1.3 冬季混凝土的运输和浇注
由于钢模板散热较快,宜选用木质类模板。浇筑前清除模板及钢筋上的冰雪和污垢,特别是新老混凝土( 如梁、柱)交接处。必要时可用热风机清除冰雪和对钢筋、模板进行预热。当采用商品混凝土时,在浇筑前,应了解商品混凝土中掺入抗冻剂的性能,并做好相应的防冻保暖措施。分层浇筑混凝土时,已浇筑层在未被上一层混凝土覆盖前,不应低于计算规定的温度,最低不得低于2℃。浇筑振捣要迅速及时进行,防止温度损失过大。振捣时间应较常温有所增加,快插慢拔,提高混凝土的密实度。加强调度,保证混凝土供应的连续性,使浇筑一次性完成,冬季施工不宜留施工冷缝。如因技术或组织上的原因不能连续浇筑时,可在结构剪力小、便于施工的位置留施工缝,再次浇筑时,要对旧混凝土表面进行加热[2]。
振捣抹平后,及时覆盖塑料薄膜,并加盖或包裹草帘等保温材料。充分利用水泥水化热的热量,使混凝土在遭受冻害前达到临界强度。必要时,根据施工现场条件,在结构外部搭设防风保温设施,内部采用火炉、电加热器、蒸汽等设施进行加热养护。认真做好浇筑后混凝土测温工作,并留置28d试块一组,同条件养护3组(一组测临界强度、一组用于结构实体检测、一组备用)。拆模地间应较常温施工推迟2~3天,拆模时砼强度要达到规定值,无特殊要求的要达到设计值的75% 以上方可拆模。拆模后亦应用塑料薄膜覆盖或包裹养护。任何结构部位严禁浇水。
1.4 冬季混凝土养护
混凝土浇筑完后初期养护要经常检查浇筑块顶面边角处的温度情况, 若温度过低应及时加强保温。在混凝土达到临界温度前按时观测混凝土内部温度, 并利用混凝土成熟度法检查混凝土在达到受冻临界强度前如有受冻可能, 应加强保温措施。采用加热养护方法, 应经常检查混凝土升温速度、保持恒温的时间和降温速度是否符合设计机技术要求。并检查混凝土表面是否存在加热脱水现象。采用防冻外加剂混凝土应随时检查混凝土温度, 如有降至混凝土允许最低温度的可能, 应通过加强保温及时解决[3]。
1.5 模板拆除
一般情况, 冬季浇筑的混凝土在冬季期间不宜拆模。如果需要拆除模板, 也要满足拆模时混凝土强度和内外温度要求, 大体积混凝土绝对禁止在气温聚降时拆模, 拆除模板后应对混凝土表面进行保温。对一般混凝土及钢筋混凝土结构, 冬季拆模要检查混凝土是否达到临界强度并要满足有关规范规定承受荷载的强度。
2 混凝土冬季施工的常见问题及预防措施
2.1 常见问题
(1)钢筋的锈蚀与混凝土裂缝。由于钢筋的氧化锈蚀伴生体积膨胀,致使混凝土沿主筋或箍筋方向产生裂缝。其次,水泥的安定性不良、混凝土的水灰比太大、早期强度低和失水太快等也会引起开裂。混凝土内部水分由边缘向中心移动,形成压力也将引起轴向裂缝。
(2)结构疏散与水分转移。水分转移及结构疏散的混凝土,有表面呈冰晶、土黄色,砂浆骨料结合脆弱声音空哑等特征。同时由于混凝土内部压力差、温度差、湿度差,使水分自边缘向中心移动造成空隙。
(3)表面起灰。所谓“表面起灰”是以砂浆和粗骨料相脱离、表层风化、骨料为特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大,离析,泌水严重,粘聚性、保水性差,加上养护温度低,水泥水化趋于停止,混凝土水分迅速外离,导致表面起灰。
(4)结晶腐蚀—混凝土表面返霜。混凝土硬化后,某种外加剂溶液通过毛细管的作用渗到混凝土表面,而混凝土表面的水分则逐渐蒸干,此种情况还将影响混凝土与饰面层的结合[4]。
2.2 预防措施
针对上述4点质量通病,分别采取以下4 条措施:
(1)严格控制氯盐的掺量,控制水泥质量和混凝土混合物的水灰比。
(2)适当掺用防冻剂、减水剂、早强剂、引气剂等组成的复合外加剂,减少水灰比,采取重复振动,加压振动等,提高结构致密性。
(3)严格控制水灰比,延长混凝土混合物搅拌时间,表面复盖塑料薄膜保水。
(4)适当控制外加剂的用量,外加剂充分溶解后适当延长搅拌时间,混凝土浇灌后,立即在其表面复盖1~2层薄膜塑料,严防混凝土水分外移。
3结束语
冬期施工虽不常发生,但如果发生不提前准备和防范,会影响给工程质量、进度,措施不当会给工程质量带来隐患,因此,在工程即将进入冬期前作好防范,在施工期间作好控制是必要的,是保证工程质量必须的措施[5]。
参考文献
[1] 陈西华. 浅谈商品混凝土冬季施工. 科技咨询导报. 2012, 5
[2] 孙在家, 陈宝峰. 浅谈混凝土冬季施工要求与实施[J]. 一重技术. 2012, (3): 98~99
关键词:冬季施工 建筑工程 混凝土 优化措施
【分类号】:TU755.8
混凝土是一种应用极其广泛的建筑材料,是构成建筑物主体的重要组成部分。由于混凝土的自身特点,施工环境和温度对其质量的影响较大。温度对混凝土水化作用速度的影响主要表现为:温度越低,水化作用的速度越缓慢。因而混凝土冬季施工中,水化作用速度较慢,极易产生各种质量问题,需要采取一系列优化控制策略避免问题的产生。
1 建筑工程混凝土冬季施工质量问题
在冬季进行混凝土施工有时是不可避免的,然而此时的混凝土施工因为受到周围环境及温度的影响,要求运用更为复杂的施工工序和技术,一旦不能严格按照施工要求展开势必造成各种质量问题的出现。
在冬季进行混凝土施工时所产生的质量问题具有极大地隐蔽性和滞后性,不易发现,各种问题多在春季才能显露出来,为后期问题的解决带来了极大地困难。冬季混凝土施工所表现出来的质量问题主要有以下几个方面:
①混凝土裂缝:混凝土裂缝的产生可能由多种原因引起,钢筋锈蚀引起混凝土体积的扩大,最终造成混凝土箍筋即主筋方向产生大量裂缝;混凝土中水分的移动所带来的压力极易造成混凝土轴向开裂;另外,混凝土配制时水灰比过大,早期混凝土强度低,失水速度过快也会引起混凝土不同程度裂缝的产生。
②混凝土结构松散:具有该问题的混凝土在外观上表现为黄色的冰晶状体,敲击声空洞,骨料之间粘滞作用弱,抵抗外界作用能力弱。
③混凝土水分转移:混凝土在温度差,压力差及湿度差等多重作用力的作用下,势必造成其中的水分由边缘向中心转移,最终造成内部空隙的产生。
④混凝土表面返霜:混凝土表面返霜实际上指的就是混凝土表面的结晶腐蚀,是外加剂在混凝土硬化后渗出混凝土表面,随着混凝土表面水分的蒸发,在表面形成结晶腐蚀,俗称返霜。
⑤混凝土表面起灰:混凝土表面起灰主要是由于混凝土配制时水灰比过大,造成离析及泌水现象严重,最终导致砂浆和骨料分离,骨料外露,表面起灰。
2 混凝土冬季施工质量优化控制措施
2.1 施工方法控制
混凝土冬季施工质量控制的方法很多,就施工技术而言,根据施工温度不同,常采用调整配合比法以及蓄热法。
2.1.1调整配合比
在施工温度为0℃左右时可应用此法控制混凝土施工质量,具体可通过以下几个方面实施:一是合理选择配合料,在配制冬季施工所用混凝土时,为提高混凝土的抗冻性能常选用硅酸盐水泥作为主要材料,这是因为硅酸盐水泥具有水化热大,早期强度高等特点。另外,在选用骨料时宜采用缝隙少且硬度高的骨料,尽量使骨料热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数接近,避免空隙和裂纹等质量问题的产生。
二是尽量降低水灰比,混凝土冬季施工要求具有大量的水化热和尽量短的凝固时间,因此必须通过适量增加水泥用量来降低水灰比,减小坍落度,增加水化热,减少达到临界强度的时间,提高混凝土的抗冻性。
三是适当使用外加剂,混凝土冬季施工时常使用的外加剂包括早强剂和引气剂等,早强剂主要是为了缩短冬季混凝土施工时的初凝时间,增加混凝土的早期强度,施工中常采用硫酸钠(水泥用量的2%)和M―F复合早强减水剂(水泥用量的5%)作为早强剂,引气剂主要是为了改善拌和物的流动性,增加其粘聚性及保水性,从而提高其抵抗混凝土内部压力的能力,提高冬季混凝土施工质量。
2.1.2蓄热法
在施工温度为-10℃左右时可应用此法控制混凝土施工质量,具体可通过以下步骤实施:使用蒸汽对混凝土拌合物如水,砂,石等进行加热,以保证混凝土在搅拌,运输机浇筑后仍具有足够的热量,加快水泥水化放热速度,提高混凝土抗冻能力。一般优先采用加热水的方法,但水温不宜超过60℃,防止水泥假凝,如通过加热水的方法仍不能达到拌合物出口温度的要求,则需对骨料进行加热,提高温度。该方法具有操作简单,费用低廉等优点,但极易产生温度不匀,内部温度较低等现象,必须加以注意,谨慎养护。
2.2 施工过程控制
2.2.1 混凝土的施工准备工作
首先在混凝土拌合物选择方面必须保证所采用的骨料清洁无杂质,避免因杂质造成的开裂和空空隙。采用蓄热法控制冬季混凝土施工质量时,宜采用加热水阀,对水加热时,宜在水箱四周加设围护结构,增强保温措施,并随时对水温进行仔细测量和记录。
与此同时,采用蓄热法控制混凝土施工质量时,所有施工人员还必须加强防火意识,采取一系列防火措施。一般优先采用加热水的方法,如通过加热水的方法仍不能达到拌合物出口温度的要求,则需对骨料进行加热,提高温度。若在添加的外加剂中包含钾、钠离子时,不宜采用常有的活性骨料。对骨料进行加热时,骨料不得在钢板上炒灼。水泥应储存在暖棚内,不得直接加热。严格控制混凝土配制时的水灰比是极为重要的施工环节,水灰比中的水分必须将由骨料带入的水分及外加剂溶液中的水分考虑在内。
2.2.2 混凝土的运输和浇筑
浇筑前夕,必须清除模板以及钢筋上的冰雪以及污垢,拌合物的容器应该具备保温措施。在冬季施工中,混凝土的运输,必须大力减少热量的损失,一般而言,可以通过以下几点来满足:减小运输距离、确定最可行的运输线路、将装卸频率和次数降低到最小、合理确定运输容器的形式和规格、选择合适的保温材料。在进行冬季混凝土施工时不宜在强冻胀性地基上进行浇筑,而应在弱冻胀性地基土上进行,切浇筑时应对基土采取一系列保温措施,以免遭冻。与支座不做刚性连接的连接梁,应在长度不超过20m的段落上同时加热。在多跨刚架的连接横梁中,当刚架支柱的高度与横梁截面高度之比(H/S)小于15时,则宜采取以下方法:梁的混凝土浇筑与加热应分段进行,段之间的间隔长度不应小于1/8梁的跨度,也不得小于0.7m。在浇筑的混凝土冷却至15℃以下时,间断处可用混凝土填实并加热养护。若分层浇筑厚大的整体式结构时,在已浇筑层的混凝土温度,以及在未被上一层混凝土覆盖前,不应低于计算规定温度,且不得低于2℃。
2.2.3 混凝土的养护
混凝土冬季施工必须做好浇筑后的养护及保温工作,尤其是由正温养护转入负温养护前,必须保证混凝土的抗压强度大于等于设计强度的40%,对于C10以下的混凝土不得小于5MPa。加强混凝土保温时常采用草袋、麻袋等保温材料,并均应保持干燥。
3 结语
混凝土在冬季施工中,极易产生系统通病,在施工过程中,必须重点控制混凝土温度。无论采用哪一种方法,都是基于温度控制为中心。施工时,必须在各个环节严格控制施工质量,严格执行相关技术规范。只有如此,冬季施工过程中,才能有效保证混凝土施工质量。
参考文献:
[1]孟胜国等.混凝土冬季施工技术及温度控制[J].建筑技术开发,2012,33(6):75-76.
【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:冬季施工;商品混凝土;防治措施;成品保护
1、引言
根据近年来气象资料显示,我地区最冷的一月最低气温在-8℃以上,按本工程施工进度安排,冬期施工主要在11月15日~1月15日,其中11月15日~12月15日为初冬季节,日平均气温一般在1~4℃之间;12月15日~1月15日为深冬季节,日平均气温一般在1~1°之间。按照《建筑工程冬期施工规程》规定及现场施工条件,在初冬季节采用蓄热法施工,即对混凝土结构采用覆盖黑心棉和塑料薄膜蓄热养护。在深冬季节考虑到工期和强度增长的需要以及防止寒流温度骤降的可能,决定采用综合蓄热法施工。综合蓄热法是在蓄热保温的基础上,充分利用水泥的水化热和掺加相应的外加剂或者进行短时加热等综合措施,创造加速混凝土硬化的条件,使混凝土在由浇筑温度降低到冰点温度之前尽快达到受冻前的临界强度。
2、关于混凝土的技术要求
2.1 商品混凝土的要求
本工程所用混凝土为商品混凝土,所用混凝土的原材料的质量、配合比设计、搅拌时的上料计量和控制、出机温度和运输过程的保温以及保证混凝土的入模温度等问题,都需要与商品混凝土搅拌站提前提出要求,必要时派人到搅拌站进行监控。施工中及时通知商混凝土厂家共同掌握好混凝土的各项性能,双方配合,做好混凝土的冬期施工工作。
2.2 混凝土配合比的要求
由于冬期气温较低,为了尽快提高混凝土强度的增长速度,应对混凝土配合比进行适当调整,掺加一定的早强剂和防冻剂。配合比改变必须事先试配合格方可使用。混凝土掺加早强、抗冻复合外加剂(抗冻性能达到15℃):①为了提高混凝土在覆盖保温阶段的早期强度,尽快达到混凝土的受冻临界强度(普通混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制时应为设计的混凝土强度标准值的30%)和拆模需要的强度;②防止突然降温时混凝土受冻;③为了使混凝土在撤除保温以后强度能够继续增长。
2.3 混凝土原材料要求
(1)混凝土配比中水泥强度等级不得低于42.5级,水泥用量不少于300kg/m3。保证水灰比不大于0.6,从拌和水中扣除由骨料及防冻剂溶液中带入的水分。
(2)要求搅拌站对混凝土原材料进行加热:因为水的比热是砂、石骨料的5倍左右,所以冬期拌制混凝土时应优先采用加热水的方法,但水的加热温度不得高于800,采用温水搅拌可防止混凝土热量散失过快及表面冻结等现象;拌制混凝土所采用的骨料应清洁不得含有冰雪冻块及其他易冻裂物,冬期骨料所用贮备场地应选择地势较高不积水的地方;水泥不得直接加热,使用前1~2d运入暖棚存放,暖棚温度宜在5°以上。
(3)保证混凝土运送到工地的出罐温度在15℃以上,从而保证混凝土的入模温度控制在6℃以上,并掺加抗冻性能达到-15℃的抗冻剂。在钢筋混凝土中不宜掺用氯盐类防冻剂。
2.4 混凝土的搅拌与运输
(1)混凝土不宜露天搅拌(由商混凝土站进行控制),应尽量搭设暖棚,选用大容量的搅拌机,以减少混凝土的热量损失。搅拌前,用热水冲洗搅拌机。混凝土的拌合时间比常温规定时间延长50%。
(2)由于水泥和80℃左右的水拌合时会发生骤凝现象,所以材料投放时,应先将水和砂石投入拌合,然后加入水泥。
(3)混凝土出站后,应及时运到浇筑地点。在运输过程中,要注意防止混凝土热量散失,表面冻结,混凝土离析,水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。对运输用罐车应采取包裹保温材料,尽量减少运输过程热损失,保证混凝土的出罐温度在运输过程中,一般每小时温度降低不宜超过5~6℃。
3、施工现场保温措施
(1)将施工楼层四周脚手架用塑料彩条布作为挡风措施,围挡范围一般在两层楼高范围,主要在作业层及下一层混凝土养护层。楼板下均用彩条布围挡,并封堵好电梯口、楼梯口、门窗口、后浇带等至施工缝区域的分隔线。
(2)根据天气的温度情况若经围挡封闭后的楼层温度仍低于O℃时在浇筑平台前,楼层内用简易炉子烧火加热辅助养护。炉子分布按30~40m2布置一个,且尽量分布均匀,且炉子离开混凝土墙面1.5m左右,尽量避开易燃、易融物体。炉子烧火时要注意火苗距模板要保持一定的距离,且炉子要离开混凝土地面。同时要求保证炉子不得离平台模板太近,要求炉子离平台模板在2m左右,火苗离平台模板1-1.5m。
4、混凝土浇筑
混凝土浇筑前,要清除模板和钢筋上的冰雪及污垢,尤其竖向构件底部积雪和冰必须在混凝土浇筑前再次检查是否清除。混凝土输送泵要搭设棚子并用彩条布封闭混凝土保温,所有输送泵管都要采取保温措施,先包裹黑心棉被,再包一层塑料薄膜。混凝土施工缝处浇灌前应除掉水泥薄膜和松动石子,润湿冲洗干净,并使接缝处原混凝土温度高于2℃,待己浇筑好混凝土强度达1.2MPa时才可在其上铺一层与混凝土内砂浆成份相同的砂浆一层后继续浇筑混凝土。冬期期间浇筑混凝土要加强混凝土的振捣,尽可能提高混凝土的密实程度。冬期振捣混凝土必须采用机械振捣,振捣时间应比常温时有所增加。其它混凝土浇筑技术及要求与本工程混凝土施工方案要求相同。
5、试块留置方法
冬施中混凝土试块除了为混凝土工程的验收提供标准强度数据外,还要为撤除保温、拆除模板提供依据。因此在制作试块时应按《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-2002)中有关规定执行。试块组数设置三组,并与施工部位同条件养护。其中一组用于检验混凝土受冻前的强度,确定混凝土保温养护期限,一组用于检验承重楼板的拆模强度;另一组为28d标养试块。同条件试块的养护条件必须与施工现场结构养护条件相一致。但由于试块采用lOOxlOOxl00的标准试模制作,其表面系数为40m,试块如与结构在相同环境下养护,试块的冷却速度会比实际结构快得多。因此试块须采取用黑心棉毯包裹保温养护。
6、混凝土的拆模条件
当混凝土冷却到5℃,且超过临界强度并满足常温混凝土拆模要求时方可拆模(混凝土温度通过温度计来测定)。当如因进度需要拆模,而混凝土尚未达临界强度,但混凝土必须降温至5℃并达到1.2MPa,此时拆模要迅速,并立即挂两层黑心棉保温至达到临界强度,必须保证混凝土表面与大气温差不得超过15℃。梁、板模板对于跨度≤8m在混凝土强度达到设计强度的75%后方可拆除,对于跨度>8m在混凝土强度达到设计强度的100%后方可拆除,悬挑结构在混凝土强度达到设计强度的100%后方司拆除。
7、混凝土的养护措施
正确的养护能避免混凝土产生不必要的温度收缩裂缝和受冻。在冬施条件下混凝土养护可以采取多种措施,根据当地主城区的天气情况,室外日平均气温连续5d在2-5%,本工程采用塑料薄膜加盖保温草垫进行养护,防止受冻并控制混凝土表面和内部温差。顶板、梁混凝土上部保温为在新浇筑的混凝土表面先覆盖塑料布再覆盖一层草垫。对于边角等薄弱部位或迎风面应加盖草垫并做好塔接。如室外日平均气温在0℃及O℃以下采取在浇制的混凝土表面盖一层塑料膜,以防稻草等覆盖物受潮,再在混凝土周围盖上稻草,最后在坑口上盖一层塑料以增强保温性,来保证混凝土的质量。混凝土的入模温度控制在6℃以上;混凝土浇筑后的起始养护温度不低于5℃,若达不到以上温度,则要提高养护水温以满足要求。墙柱模板支设校正后在模板外侧挂一层EPS保温板,混凝土浇筑后在墙柱混凝土上口覆盖两层黑心棉保温养护。柱子拆模后立即包裹塑料薄膜养护再包裹黑心棉保温;剪力墙拆模后借助墙上的穿墙螺栓孔在混凝土表面覆盖两层黑心棉,在边角等薄弱部位,必须加盖黑心棉并密封严实。平台混凝土浇筑打毛后应先在表面覆盖一层塑料薄膜,然后再覆盖黑心棉保温。使混凝土由搅拌时所携带的余热及水泥的水化热不致骤然散失,同时也防止水份量散失,从而能蓄热而维持正温条件进行养护。并根据气温情况增加黑心棉厚度加以保温(详见热工计算)。塑料薄膜之间及黑心棉之间相互搭接200mm,对边、棱角部位的保温在墙、柱钢筋缝隙处塞黑心棉毯,以起到保温作用。
关键词:冬季;混凝土施工;质量控制
引言
在建筑工程施工中,混凝土是非常重要的施工材料,在施工中其施工质量对整个工程的质量有很大的影响。我国的很多地区冬季气温非常寒冷,而且冬季持续的时间也非常长,这样就导致工程施工进度会受到很大影响。在冬季进行混凝土的施工,要克服的问题是非常多的,而且,在气温比较低的情况下进行施工,会导致混凝土现浇构件出现冻害问题,这样就会导致其施工质量受到很大的影响,导致整个工程的施工安全和使用耐久性出现降低的问题。一些地区,在建筑工程施工中,因为冬季天气过于寒凉,在施工中会出现停工的情况,对建筑物的施工进度带来很大的影响,使施工工期出现延长的情况,同时,在施工成本和管理成本方面有一定的影响。建筑工程施工进度受到影响会导致投资回收期和风险规避能力不断降低,会导致施工费用出现增加的情况。在冬季施工过程中,对低温施工特点和规律进行掌握,在质量控制措施方面能够扎到更好的解决措施。
1 国内外研究现状
上个世纪九十年代,相关的人员在对混凝土进行研究分析的时候,提出了对其抗冻性以及耐久性进行提高的想法,这样能够更好的保证混凝土在低温情况下进行施工能够具有良好的抗冻性,同时,也能更好的保证施工质量。利用相关的模型对静水压假说进行分析,提出了最大的静水压力是和材料的渗透系数成正比的,同时,和空气泡间距的平方也成正比,和降温速度以及毛细孔水含量也成正比。我国的很多建筑学家对混凝土的抗冻性也非常重视,这样能够提高建筑物的施工质量,保证建筑物在以后的使用性能。在混凝土中加入一些引气剂,能够更好的提高混凝土的抗冻性和耐久性。混凝土在很多的建筑施工中都得到了广泛的应用,对于水利工程施工来说,对其含气量和水灰比进行控制并不能更好的对施工质量进行保证,对混凝土的气泡性质要进行控制。混凝土的耐久性和气泡间距以及水灰比有很大关系,对其中存在的函数关系进行分析,能够更好的提高建筑施工质量。
2 冬季混凝土施工机理
2.1 施工原理
混凝土拌和物浇灌后之所以能逐渐凝结和硬化,直至获得最终强度,是由于水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外,主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时,水化作用加快,强度增长也较快;而当温度降低到 0℃时,存在于混凝土中的水有一部分开始结冰,逐渐由液相(水)变为固相(冰)。这时参与水泥水化作用的水减少了,因此,水化作用减慢,强度增长相应较慢。温度继续下降,当存在于混凝土中的水完全变成冰,也就是完全由液相变为固相时,水泥水化作用基本停止,此时强度就不再增长四。水变成冰后,体积约增大9%,同时产生很大的冰胀应力。
2.2 所要解决的问题
2.2.1 凝土最短的养护龄期的确定
当混凝土达到自身的抗冻临界强度以后遭受低温冻害作用,最终的28d 标准强度相对没有遭受冻害的混凝土不会产生明显的降低,所以能够达到临界强度时间确定是个关键问题,混凝土最短的养护龄期须大于该时间才行。
2.2.2 混凝土早期冻害的防治
早期冻害的防治是混凝土冬季施工过程中最为重要的一个环节,能够使混凝土在低温下保持水化作用,简单的方法就是蓄热和防护,在临界强度到达之前避免混凝土冻害的发生。
2.2.3 混凝土后期强度和耐久性满足要求的保证
在实际工程中,要根据施工时的气温情况,工程结构状况(工程量、结构厚大程度与外露情况),工期紧迫程度,水泥的品种及价格,早强剂、减水剂、抗冻剂的性能及价格,保温材料的性能及价格,热源的条件等,来选择合理的施工方法。
3 冬季施工质量控制措施分析
对混凝土拌合物的温度以及各种组成材料的加热温度进行计算,同时,对其经济效果进行比较,这样能够更好的确定混凝土的施工工艺。很多的建筑工程施工都在室外进行,冬季室外的温度非常低,因此,在冬季进行混凝土施工时,要将水泥储存在暖棚中,将温度控制在零上五度左右,不能出现随意加热的问题。在对砂石进行堆放的时候,要保证其是具有一定的坡度,这样能够进行排水,避免在施工过程中出现冻结的问题。砂石堆的表面要使用帆布进行覆盖,这样能够避免冰雪对其进行影响。在混凝土浇筑过程中,要将模板和钢筋上的冰雪污垢进行清理,不能使用蒸汽对冰雪进行融化,由于冬季温度非常低,在融化以后也是会出现重新冻结。混凝土在振捣的时候,避免出现外表的情况,在出现这种情况的时候要使用薄膜对其进行覆盖,这样能够避免出现混凝土脱水和保温材料吸水的问题。冬季气温非常低,这样非常容易导致地基出现冻胀的情况,在这种情况下,要对冻胀的地基进行加热,然后保温,接下来进行混凝土的浇筑。在混凝土浇筑过程中,要对浇筑的时间进行严格控制,这样才能更好的保证浇筑的效果,在浇筑完成以后,要对混凝土进行养护,然后才能进行模板和保温层的拆除施工。在混凝土浇筑以后非常容易出现强度和设计要求不符的情况,混凝土的温度和室外的温度也存在着很大差异,为了能够提高混凝土的耐久性和结构物的安全性,对构件的模板和保温层是否进行拆除,要根据构件的实际承载能力和混凝土的抗冻能力来进行分析,在进行保温层和模板拆除的时候,要保证构件中心的温度和室外的温度差在二十摄氏度内。
4 结束语
在冬季施工中,混凝土的早期冻害是制约施工质量的关键因素,在施工中,混凝土非常容易出现冻结的情况,在混凝土冻结前,要在正常的温度下对其进行预养,这样能够加快水泥的水化作用,保证混凝土不会受到冻害的影响,同时,也能对混凝土的最低强度进行控制,对混凝土立方体抗压强度标准值进行控制。在冬季进行建筑工程的施工,对施工方案、原材料以及施工设备养护方法都是要根据施工实际情况来采取必要的措施。采取别于常温施工的一些特殊措施,才能防止冻融现象的发生,从而保障混凝土的强度增长幅度,并不会对混凝土后期的安全性和耐久性造成巨大的损害。
参考文献
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