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1、本科生毕业论文（设计） 混凝土冬季施工探讨学生姓名 专业 土木工程 指导教师 职称 副教授 成绩 本科生毕业论文（设计）摘 要本文主要从冬季生产的角度分析影响混凝土冬季施工质量的各种因素，并提出了合理可行的建议与预防措施，保证混凝土质量与结构安全耐久、经济合理。文章从原材料、配合比、搅拌、运输、浇筑及养生等方面论述了混凝土冬季施工的注意事项。混凝土在现代工程建设中占有重要地位，在建筑工程施工中，混凝土质量控制关系到整个建筑的整体质量。然而，影响混凝土施工质量的因素很多，尤其在冬季施工中，混凝土温度控制把握不好，会严重影响混凝土施工质量。文章阐述了建筑工程混凝土冬季施工过程中存在的问题，并提出了
2、控制措施。高层大型钢筋混凝土结构建筑，由于其荷载大但又需要较小结构断面，就必须采用高强度混凝土来解决；另一方面，由于高层建筑师一般都具有较大的体量，施工周期长，其结构施工都需跨年度施工。在北方地区由于夏季施工时间短，必然发生结构冬期问题。保证高强度混凝土冬期施工质量，加快施工进度就是一个必须要解决的问题。关键词：高强度混凝土 混凝土 冬季施工 运输养护浇筑预防措施目 录前言1第一章 浅析高强度混凝土冬季施工采取的方法与措施21.1 保温层法31.2 工频涡流综合养护法3第二章 混凝土冬季施工探讨52.1 原材料52.2 配合比52.3 搅拌72.4 运输72.5 浇筑及养生7第三章 防止混凝土
3、冬季施工早期冻害的措施93.1混凝土早期冻害93.2防止混凝土早期冻害的方法93.3砼早期受冻的危害10第四章 关于混凝土冬季施工质量控制与范围134.1混凝土冬期施工特点134.2 混凝土冬季施工准备134.3 混凝土冬期施工测温134.4 冬季施工措施14结束语16结论17参考文献18致谢19前 言混凝土是构成建筑物主体的重要组成部分，它是一种应用极其广泛的建筑材料。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。混凝土施工与温度有着密不可分的关系，温度是除了混凝土组成材料及配合比之外影响混凝土水化作用速度的最主要的因素，而水泥与水之间的水化作用是最终决定混凝土强度的主要因素之一。
4、所以说，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。第一章 高强度混凝土冬季施工采取的方法与措施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。再者，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，给后期问题的解决带来了极大地困难，一旦发现问题必须要进行及时的修补，若问题无法修补解决就必须返工，带来不可估量的经济损失。采用高强度混凝土和普通混凝土形成的构件
5、的主要区别是：一是高强度混凝土构件用于主要结构件，构件断面小却承受较大的内压，其重要程度大于普通混凝土构件，因此要求施工质量在冬期也必须得到保证。二是混凝土所用水泥标号高，水泥用量大。三是要求混凝土的水灰比小，但混凝土的流动性，和易性却高于普通混凝土。因此，就不能用普通混凝土冬期施工方法照搬到高强度混凝土冬期施工中来，必须采取适用于高强度混凝土冬期施工的养护方法有蓄热法，蒸气加热法，电极加热法，远红外养护法和掺防冻加剂法等，对于高层建筑来说，采用以上方法均有这样和那样的不足。通过对冬期高层建筑混凝土施工方法的研究，认为采用二频涡流综合养护法更适合于高强度混凝土的施工。工频涡流综合养护法是在混凝
6、土搅拌过程中近设计加入复合高效减水剂、缩聚物、防冻剂，在施工使用的钢模板上设置涡流钢管，内通交变电流螺旋电阻导线，根据电磁感应原理，交变电流在通过导体流动时，在螺施状电阻导线四周产生交变磁场，作用在导线外侧的钢管上，由于钢管具有一定厚度就感应产生电动热和电流，这种在管壁中无规则流动的电流即为涡流。由于钢管电阻的存在，无规则流动的涡流在管壁内产生热效应，与螺施状电阻导线产生的热疚发生迭加，实现了电能向热能的转换，在电能向热能转换过程中加热了焊接在钢模板上的钢管，将热量传导给钢模板，使模板内的混凝土补加热，直到混凝土达到设计强度。加入高效缩聚物的高等级混凝土获得高强度的重要环节。加入少量防冻剂，主
7、要是解决混凝土在运输，施工操作阶段及浇筑后升温养护前间隙时间内在混凝土内部形成冰冻水的问题，提高养护前混凝土的抗冻性并可节省部分养护能源，根据实验结果，加入少量防冻剂混凝土强度比不加防冻剂混凝土同条件养时间，前都明显优于后者，在组合式钢模板或大型钢模板上设置涡流钢管的直径及数量是根据混凝土表面系数，电流输出功率及混凝土，混凝土养护时间进行设计。1.1 保温层法在钢模板的涡流管外侧加设40米原苯板保温层，用胶带固定，可以防止养护热量损失和提高钢模板保温层周转次数。采用这种施工方法和其它方法比较具有以下优点：第一，加热方法简单，维护安全方便，辅助设备少。第二，电热转换利用率较高，可达60%，是远红
8、外养护电能消耗的60%，是电极法养护电能消耗的50%。第三，加热均匀，控制方便，容易实现自动控制。第四，技术经济指标优越，其成本均低于其它混凝土冬期养护方法的成本。第五，质量可靠性高于其它养护方法，由于热源在钢板上，所以施工方便，操作简单，加热温度均匀，养护周期短，可缩短施工周期。第六，负温适用范围大，可用10-20摄氏度之间。第七，施工方法和暖期施工方法相似，特别适用于高层建筑。1.2 工频涡流综合养护法工频涡流综合养护法的施工管理是非常严格的，必须建立相应的管理制度与操作规程。对重要的工序建立质量控制点，通过对施工全过程的控制，才可以确保高等级混凝土冬期施工的质量，缩短施工工期，降低施工成
9、本，保证管理目标的实现。具体管理措施是：搅拌过程：对混凝土所用砂，石子和水加温，最高水温不能超过施工规范要求，以防止水泥发生假凝，高效减水剂，高效缩聚物，防冻剂严格按设计要求控制水灰比。模板放工：采用大型钢模板或组合式钢模板支撑，模板外侧设置涡流管，采用焊接或穿管均可，钢管为DN20或DN25，设置原则是：柱梁均匀对称设，墙和板为边部双面设，中间部分两个对应面交叉设，混凝土露出部分仍平放保温加热钢模。混凝土运输浇筑：搅拌站搅拌的混凝土要求采用混凝土运输车，边运输边搅拌，混凝土浇筑时间尽量短，混凝土振捣要密实。浇筑后对于外露面要尽快覆盖带涡流管模板，尽量养活混凝土中的初始热量的损失。为减少涡流养
10、护设备，降低设备投资，混凝土一次浇筑长度应小于20米为宜。加热养热，根据室内外气温，混凝土浇筑时内部温度，养护周期，首先设计出电能输出功率及调控功率，设计出送电养护方式及养护时间，为确保混凝土养护质量，应对设计先进行试验，试验结果满足设计要求，可以进行正式加热养护。如不满足设计要求，应进行调整输出电流，养护温度或升温方式，直到满足要求为止。第二章 混凝土冬季施工探讨2.1 原材料2.1.1 水泥冬季施工，优先选用普通硅酸盐水泥，可以采用矿渣硅酸盐水泥，不允许采用火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥；水泥强度等级不应低于32.5MPa，水泥用量不低于300kg/m3。2.1.2 砂冬季施工，优先
11、选用含泥量小于3%的中砂，砂中云母含量不大于1%；其余指标符合常温条件即可。2.1.3 碎石、卵石冬季施工，优先使用质地坚硬、级配良好，不含石粉且含泥量不大于1%的碎石、卵石；同时应做坚固性试验，冻融循环后质量损失8%；其余指标符合常温条件。2.1.4 水优先采用饮用水，如没有饮用水，可采用不含有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐类、有机物等的水也可。2.1.5 外加剂冬季施工，常用外加剂如硫酸钠复合早强剂、亚硝酸钠三乙醇胺复合早强剂、抗冻剂、减水剂等。2.2 配合比混凝土配合比是指混凝土中水泥、砂、石、水、外加剂5种材料之间用量的比例关系。此关系通常用4个参数表示：水与水泥的关系，以水灰比W/C
12、表示；砂与石子的关系，以砂率表示；水泥浆与骨料的关系，以单位用水量表示；外加剂掺量，以外加剂占水泥质量 比表示。2.2.1 水灰比水灰比和水泥标号是决定混凝土强度的主要因素。当水灰比不变时，水泥标号越高，组成的混凝土强度越高；当水泥标号一定时，混凝土强度主要取决于水灰比，水灰比越大，混凝土强度越低。水泥水化所需结合水一般为水泥量的25%，但在实际施工过程中，为了达到施工中的流动性，加水量一般达到水泥量的40%80%。所以说硬化后的混凝土，由于多余水分蒸发，混凝土中会形成毛细孔，这会使成型的混凝土密实度、强度降低；如水灰比过小，又会影响混合料的流动性，施工中不易振捣密实，也会影响混凝土强度、耐久
13、性。综合以上原因，施工中可采用如下公式进行计算：R28=ARC（C/WB）式中：R28：混凝土28d抗压强度，MPa；RC: 水泥实际强度，MPa；C/W：灰水比；B:经验值 碎石混凝土：A=0.46，B=0.52；卵石混凝土：A=0.48，B=0.61；综合考虑以上原因，规范中一般规定，冬季施工时水灰比不宜大于0.6。2.2.2 砂率砂率是指砂的含量占砂石集料总量的百分率。砂率的大小对混凝土拌和物的流动性、粘聚性及保水性影响很大。砂在混凝土中的作用是为了填满石子间的空隙略有盈余为原则。其目的是使石子颗粒分开，使混合料具有良好的工作性。如砂率过小，会降低混合料流动性；砂率过大，总表面积增大，水
14、泥浆就少了，也会降低混合料流动性，影响混凝土质量。因此，合理选择砂率的原则是确保混凝土混合料工作性情况下，尽量选择较小的砂率。2.2.3 用水量混凝土用水量是表示水泥浆与骨料之间的关系，在保证混凝土质量和便于施工的条件下，在拌和混合料时，应用最低用水量。确定用水量原则应以混凝土拌和物达到要求流动性为准。2.2.4 外加剂为了满足冬季施工对混凝土性能的要求，常在混凝土中加入不大于水泥2%5%的用以改善混凝土性能的物质，即外加剂。外加剂可改善混凝土工作性、调节凝结硬化时间、节约水泥、提高混凝土强度及耐久性。外加剂具体掺量由于各生产厂家不同，性能差异很大，施工中要仔细阅读相关说明。2.3 搅拌冬季施
15、工时，室外气温往往在0以下，此时水、集料必须加温。一般规定水加热温度以6080为宜；砂石料应采用间接加热法，如采用保暖储仓、热空气加热、在集料堆内设蒸汽管等。不允许用炒烧法直接加热集料，也不允许直接用热蒸汽喷洒集料。砂石料加热温度以4060为宜；水泥不允许加热且水泥不允许直接与80以上热水直接接触，以免假凝现象发生。冬季施工，优先采用机械拌和。可将水与集料先拌和，然后加入水泥。拌和不能过长，过长 会使骨料破碎、级配好的骨料会发生变化混凝土影响强度；拌和时间常温一般为1.5min2.5min之间，冬季可延长50%左右。同时出料温度不应低于10。2.4 运输冬季施工，运输会造成热量损失，因此运距不能过长且要采用保温棉被裹覆运输车辆。2.5 浇筑及养生水泥的水化程度决定着混凝土的强度，水化速度也就是混凝土强度的增长速度。而水化有两个必要条件即必须有液相水和一定的温度环境。水化速度同温度成正比，所以冬季施工，强度增长缓慢、养生期延长，增加施工困难和费用。冬季施工
