《混凝土冬期施工及质量控制作业指导书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土冬期施工及质量控制作业指导书（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、混凝土冬期施工及质量控制作业指导书冬期施工是指当环境昼夜平均气温（最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值）连续3d 低于5或最低气温低于-3时进行的混凝土施工。一、冬期施工基础知识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（水）。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，
2、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。水变成冰后，体积约增大9%，同时产生约2500千克每平方厘米的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值，使混凝土受到不同程度的破坏（即旱期受冻破坏）而降低强度。此外，当水变成冰后，还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力，从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后，又会在混凝土内部形成各种各样的空隙，而降低混凝土的密实性及耐久性。由此可见，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。国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研究结
3、果表明，新浇混凝土在冻结前有一段预养期，可以增加其内部液相，减少固相，加速水泥的水化作用。试验研究还表明，混凝土受冻前预养期愈长，强度损失愈小。混凝土化冻后（即处在正常温度条件下）继续养护，其强度还会增长，不过增长的幅度大小不一。对于预养期长，获得初期强度较高（如达到R28的35%）的混凝土受冻后，后期强度几乎没有损失。而对于安全预养期短，获得初期强度比较低的混凝土受冻后，后期强度都有不同程度的损失。由此可见，混凝土冻结前，要使其在正常温度下有一段预养期，以加速水泥的水化作用，使混凝土获得不遭受冻害的最低强度，一般称临界强度，即可达到预期效果。对于临界强度，各国规定取值不等，我国规定为不低于设
4、计标号的30%，也不得低于3.5MPa。混凝土冬季施工方法的选择：从上述分析可以知道，在冬季混凝土施工中，主要解决三个问题：一是如何确定混凝土最短的养护龄期，二是如何防止混凝土早期冻害，三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。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、减少剂、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。一般来说，对于同一个工程，可以有若干个不同的冬季施工方案。一个理想的方案，应当用最短的工期、最低的施工费用，来获得最优良的工程质量，也就是工期、费用、质量最佳
5、化。目前，基本上采用以下4种方法。1调整配合比方法主要适用于在0左右的混凝土施工。具体做法：选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期放出强度最高，一般3天抗压强度大约相当于普通硅水泥7天的强度，效果较明显。尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从而增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆的体积，提高拌和物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性。掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。应用较普遍的有
6、硫酸钠（掺用水泥用量的2%）和MSF复合早强试水剂（掺水泥用量的5%）。选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。2蓄热法主要用于气温10左右，结构比较厚大的工程。做法是：对原材料（水、砂、石）进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有相当的热量，以使水泥水化放热较快，并加强对混凝土的保温，以保证在温度降到0以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。此法工艺简单，施工费用不多，但要注意内部保温，避免角部与外露表面受冻，且要延长养护龄期。3外部加热法主要用于气温10以上，而构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气，将热量传给混凝土，或直接对混凝土加热，使混凝土
7、处于正温条件下能正常硬化。火炉加热。一般在较小的工地使用，方法简单，但室内温度不高，比较干燥，且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化，影响质量。蒸气加热。用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化。此法较易控制，加热温度均匀。但因其需专门的锅炉设备，费用较高。且热损失较大，劳动条件亦不理想。电加热。将钢筋作为电极，或将电热器贴在混凝土表面，便电能变为热能，以提高混凝土的温度。此法简单方便，热损失较少，易控制，不足之处是电能消耗量大。红外线加热。以高温电加热器或气体红外线发生器，对混凝土进行密封幅射加热。4抗冻外加剂在-10以上的气温中，对混凝土拌和物掺加一种能降低水的冰点的化学剂，使混凝土在负温下仍处于液
8、相状态，水化作用能继续进行，从而使混凝土强度继续增长。目前常用有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。上述4种冬季施工方法都有利有弊，其适用范围都受一定条件的制约。应根据工地现有条件，采用一种或两种以上施工方法结合作用。二、冬期混凝土施工的基本要求1冬期施工期间，当用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制混凝土，且其抗压强度达到设计强度的30前，混凝土均不得受冻。当混凝土抗压强度未达到5MPa前，也不得受冻。浸水冻融条件下的混凝土开始受冻时，其强度不得小于设计强度的75。2冬期施工应根据工程类别、气象资料、材料来源和工期等要求，通过热工计算及经济分析，选择下列两类施工方法：（1）在养护
9、期间不需对混凝土加热的蓄热法、掺外加剂法和综合法；（2）在养护期间需利用外部热源对混凝土加热的暖棚法、蒸汽加热法、电热法和热综合法。三、冬期混凝土施工试验控制1混凝土配制、搅拌和运输（1）搅拌混凝土前，应先经过热工计算，并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度，尽可能保证混凝土的人模温度不低于5。水泥、矿物掺和料、外加剂等可在使用前运人暖棚进行自然预热，但不得直接加热。（2）混凝土宜选用较小的水胶比和较小的坍落度。当需要对水进行加热处理时，水的加热温度不宜高于80。当骨料不加热时，水可加热至80以上，但搅拌时应先投人骨料和已加热的水，拌匀后再投人水泥。当加热水尚不能满足要求时，可将骨料均匀加热，
10、其加热温度不应高于60。当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时，应重新调整拌和料的加热温度。混凝土搅拌时间宜较常温施工延长50左右。（3）骨料中不得混有冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质。（4）混凝土运输应采取保温措施。2混凝土的浇筑（1）混凝土浇筑前，环境气温低于-10时应将直径大于或等于25 mm 的钢筋和金属预埋件加热至正温。（2）采用加热养护的整体结构，当混凝土的养护温度高于40时，应预先安排混凝土的浇筑顺序和施工缝的位置。（3）喷射混凝土作业区的环境气温和进人喷射机的材料温度不应低于5。已喷射混凝土的强度未达到5MPa前不得受冻。（4）预应力混凝土的孔道灌浆应在正温下进行，其强度达到
11、25MPa前不得受冻。3混凝土的养护与拆模（1）混凝土开始养护时的温度应按施工方案通过热工计算确定，但不得低于5，细薄截面结构不宜低于10。（2）当室外最低气温高于-15时，地下工程或表面系数（冷却面积和体积的比值）不大于15m-1的工程应优先采用蓄热法养护，并符合下列规定：所采用的保温措施应使混凝土的温度下降到0以前达到1.1条规定的强度。混凝土浇筑成型后，应立即防寒保温。保温材料应按施工方案设置，并保持干燥。应对结构的边棱隅角加强覆盖保温，迎风面应采取防风措施。位于基坑中的混凝土，当地下水位较高时，可待顶面混凝土初凝后，采用放水淹没的方法养护。但当基坑地下水位超出混凝土顶面的高度小于冰层厚
12、度时，不得放水养护。当用蓄热法养护不能达到要求时，可采用外部热源加热法养护，养护制度应通过试验确定：整体浇筑表面系数等于或大于6m-1的结构，升温速度不得大于15/h；浇筑表面系数小于6m-1的结构，升温速度不得大于10/h。用蒸汽加热法养护的混凝土，当采用快硬硅酸盐水泥、硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥时，养护温度不得高于60。采用电热法养护的混凝土，当结构的表面系数小于15m-1时，养护温度不宜高于40；当结构的表面系数大于15m -1时，养护温度不宜高于35。恒温养护结束后，表面系数等于或大于6m-1的结构，降温速度不得大于15/h；表面系数小于6m-1的结构，降温速度不得大于5/h。当采用暖
13、棚法养护混凝土时，棚内底部温度不得低于5，且混凝土表面应保持湿润；采用燃煤加热时，应将烟气排出棚外。（3)混凝土拆模时，混凝土强度应满足设计及规范要求，同时混凝土芯部与表面、表面与环境的温差不得大于15。当温差在10以上但低于15时，拆除模板后的混凝土表面宜采取临时覆盖措施。（4）采用外部热源加热养护的混凝土，当养护完毕后的环境气温仍在0以下时，应待混凝土冷却至5以下且混凝土与环境之间的温差不大于15后，方可拆除模板。四、冬期施工混凝土的质量检验1定期检测水、外加剂及骨料加入搅拌机时的温度，以及混凝土搅拌、浇筑时的环境温度，每一工作班至少检测4 次。2混凝土养护温度的检测次数应符合下列规定：（
14、1）当采用蓄热法养护时，在养护期间至少每6h 检测1 次。（2）当采用蒸汽或电热法养护时，在升、降温期间每lh检测1次，在恒温期间每2h 检测1次。（3）室外气温及施工环境温度应每昼夜定时、定点观测4 次。3混凝土养护温度的检测方法应符合下列规定：（1）在结构隅角、突出、迎风和细薄部位应均匀留置测温孔，孔深可根据养护方法及结构尺寸确定。测温孔应编号并绘图。（2）当采用蓄热法养护时，测温孔应设在易于散热的部位；当采用外部热源加热养护时，测温孔应在离热源不同的位置分别设置；大体积结构的测温孔应在表面及内部分别设置。（3）检测混凝土温度时，测温计不应受外界气温的影响，并应在测温孔内至少留置3min
15、。根据工地条件，可采用热电偶、热敏电阻等预埋式温度计检测混凝土的温度。4冬期施工的混凝土除应按制作标准养护混凝土试件外，尚应根据养护、拆模和承受荷载的需要，增加与结构同条件养护的施工试件不少于2 组。此种试件应在解冻后方可试压。五、混凝土冬季施工的热工计算1混凝土拌合物温度计算（1）混凝土搅拌、运输、浇注温度计算混凝土拌合温度按下式计算T0=0.92(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(mwsamsagmg)+c1(samsaTsa+gmgTg)c2(sams a+gmg)4.2mw+0.9(mce+msa+mg)式中：T0混凝土拌合物温度（）；mw水用量（kg）；mce水泥用量（kg）；msa砂用量（kg）；mg石子用量（kg）；Tw水的温度（）；Tce水泥的温度（）；Tsa砂子的温度（）；Tg石子的温度（）；sa砂子的含水率（%）；g石子的含水率（%）；c1水的比热容（kJ/kg.K）c2冰的溶解热（kJ/kg）。当骨料温度大于0时，c1=4.2，c2=0; 当骨料温度小于或等于0时，c1=2.1，c2=335。（2） 混凝土拌合物出机温度计算：T1=T0-0.16(T0-Ti)式中：T1
