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1、混凝土冬季施工技術(shù)與管理措施1混凝土冬季施工技術(shù)措施1.1混凝土冬季施工條件我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程冬期施工規(guī)程》JGJ104-97規(guī)定當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)五天穩(wěn)定低于5℃,即滿足冬期施工條件。工程進(jìn)入冬施階段,水泥混凝土工程應(yīng)相應(yīng)采取冬季施工措施。1.2混凝土受凍害損傷的原理國內(nèi)外對混凝土冬季施工理論和方法的探索研究認(rèn)為,混凝土受凍害損傷可以分為兩種情況:(1)剝落脫皮是由于凍融引起的混凝土表面材料的損傷;(2)內(nèi)部損傷是表面沒有可見效應(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(如動彈性模量降低)。至于新拌混凝土受凍害損傷后
2、則會導(dǎo)致混凝土凍脹破壞。水泥的水化作用是混凝土拌和物能凝結(jié)硬化,并最終獲得強(qiáng)度的關(guān)鍵。而水泥的水化作用的速度是隨著溫度的升高而加快的。當(dāng)溫度降低到O℃時(shí),存在于混凝土中的水有一部分開始結(jié)冰,逐漸由液相(水)變?yōu)楣滔嗨饔脺p慢,強(qiáng)度增長相應(yīng)減慢。當(dāng)混凝土中的水完全結(jié)冰后,水化作用停止,強(qiáng)度也就不再增長。同時(shí),水結(jié)冰后體積約增大9%,產(chǎn)生冰脹應(yīng)力,這個(gè)應(yīng)力值常常大于水泥石內(nèi)部形成的初期應(yīng)力值;此外,水結(jié)冰后,還會在骨料和鋼筋表面產(chǎn)生冰凌,削弱水泥漿和骨料及鋼筋的粘結(jié)力;冰凌融化后,又會在混凝土內(nèi)部形成空隙,所有這些因素都將導(dǎo)致混
3、凝土強(qiáng)度以及耐久性能的降低。因此,在混凝土冬季施工中,水的形態(tài)變化是影響混凝土強(qiáng)度增長的關(guān)鍵,新澆混凝土在凍結(jié)前若有一段預(yù)養(yǎng)期,可以增加內(nèi)部液相,減少固相,加速水化作用?;炷潦軆銮邦A(yù)養(yǎng)期長,獲得初期強(qiáng)度較高,則化凍后繼續(xù)養(yǎng)護(hù),強(qiáng)度還會增長,后期強(qiáng)度幾乎沒有損失;反之,后期強(qiáng)度會有不同程度的損失。混凝土凍結(jié)前,要使其在正常溫度下有一段預(yù)養(yǎng)期,以加速水泥的水化作用,使混凝土獲得不遭受凍害的最低強(qiáng)度,一般成為臨界強(qiáng)度。《建筑工程冬期施工規(guī)程》(JGJ104—1997)規(guī)定,普通混凝土采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制時(shí),臨界強(qiáng)度不低于
4、設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的30%,摻用防凍劑的混凝土,當(dāng)室外最低氣溫不低于一15℃時(shí)不得小于4.0N/mm2。1.3冬季施工應(yīng)解決的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。1.4混凝土冬季施工具體措施在實(shí)際工程中,要根據(jù)施工時(shí)的氣溫情況、工程結(jié)構(gòu)狀況、構(gòu)件厚薄與外露情況、工期緊迫程度、水泥及外加劑性能、保溫材料性能、熱源的條件等,來選擇合理的施工方法。一般來說,冬季施工對于同一個(gè)工程,在不同的時(shí)段可以有若干個(gè)不同的方案。一個(gè)理想的方案,應(yīng)當(dāng)用最短的工期,最低的施工
5、費(fèi)用,來獲得最優(yōu)良的工程質(zhì)量,也就是工期、費(fèi)用、質(zhì)量最佳化。當(dāng)混凝土工程進(jìn)入冬季施工時(shí),只要采用適當(dāng)?shù)氖┕し椒?,避免新澆筑混凝土早期浸凍,使外露混凝土與冬季氣溫保持較小溫差,也會取得象在天暖施工時(shí)的效果。1.4.1混凝土冬季施工的材料儲備保溫和加溫(1)為避免入冬以后進(jìn)料困難、砂石料在料場或運(yùn)輸過程中受凍,砂石料應(yīng)在入冬前組織進(jìn)場;砂石料應(yīng)在入冬前蓋上草袋以及棉氈或采取其他措施,必須保證砂石料不受凍、溫度在0℃以上,同時(shí)防止出現(xiàn)冰雪、凍塊進(jìn)入攪拌機(jī)內(nèi),給混凝土溫度帶來損失;防止過大的凍塊堵塞砂石料輸送帶;防止部分凍塊進(jìn)入攪拌機(jī)內(nèi)會
6、很難被粉碎、溶化,嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量;水泥、外加劑應(yīng)在庫房或暖棚內(nèi)進(jìn)行保溫,禁止對其進(jìn)行直接加溫;冬季溫度過低,應(yīng)提前做好水源儲備并防止污染。(2)在對攪拌站進(jìn)行搭設(shè)溫棚保溫、砂石料保持正溫的情況下,混凝土拌合料要加溫,拌合水加熱溫度根據(jù)混凝土拌合物混合溫度和計(jì)算控制。水的加熱溫度不宜高于80℃。當(dāng)骨料不加熱時(shí),水可加熱至80℃以上,但此時(shí)要先投入骨料和已加熱的水進(jìn)行攪拌均勻,再加水泥,以免水泥與熱水直接接觸。當(dāng)加熱水不能滿足要求時(shí),可將骨料均勻加熱,其加熱溫度不應(yīng)高于60℃。片石混凝土摻用的片石可預(yù)熱。水泥不得直接加熱,可以在使
7、用前轉(zhuǎn)運(yùn)入暖棚內(nèi)預(yù)熱。1.4.2混凝土的配合比設(shè)計(jì)及拌和(1)混凝土配合比設(shè)計(jì)采取高效減水劑盡量降低水灰比并經(jīng)過充分水化,就有可能做出實(shí)際上不包含可凍水的飽和混凝土構(gòu)件。(2)選用巖石吸水率較低(如吸水重量在0.5%以下的巖石),可凍水極少,骨料表現(xiàn)安全,不受冰凍傷害,同時(shí)使用小顆粒石??梢缘玫捷^大抗凍性保證。(3)混凝土卸出拌合機(jī)時(shí)的最高允許溫度為40℃,低溫早強(qiáng)混凝土的拌合溫度不高于30℃。1.4.3混凝土的運(yùn)輸(1)正確選擇拌合機(jī)擺放位置,盡量縮短運(yùn)輸距離,選擇最佳運(yùn)輸路線,縮短運(yùn)輸時(shí)間。(2)正確選擇運(yùn)輸容器的形式、大小和
8、保溫材料。對長距離的運(yùn)輸,采用混凝土輸送車,容量根據(jù)混凝土施工用量和澆筑時(shí)間選擇。距離較小時(shí)可采用敞開式運(yùn)輸車,但必須加蓋隔熱材料。(3)盡量減少裝卸次數(shù)并合理組織裝入、運(yùn)輸和卸出混凝土工作。1.4.4混凝土的澆筑(1)混凝土澆筑前,清除干凈模板和