冬期与雨期施工

本章内容：冬期与雨期施工的特点和原则；混凝土结构工程的冬期施工；土方工程的冬期施工；砌体工程的冬期施工及雨期施工等内容。学习要求：掌握冬期施工的特点和原则，雨期施工的特点和要求；9冬期与雨期施工掌握冬期施工期限的划分原则，了解混凝土结构工程的冬期施工原理，掌握混凝土工程冬期施工的工艺要求及冬期施工方法的选择，了解混凝土工程的热工计算方法；了解土方工程的冬期施工，掌握砖石工程冬期施工方法——掺盐砂浆法，了解砖石工程冬期施工的其他施工方法；掌握土方工程的雨期施工及主体工程的雨期施工要求和防雨防雷措施。9.1概述9.2混凝土结构工程的冬期施工9.3土方工程的冬期施工9.4砌体工程冬期施工9.5雨期施工End本章内容冬期施工的特点冬期施工期是质量事故的多发期。冬期施工发现质量事故呈滞后性。冬期施工技术要求高，能源消耗多，施工费用要增加。9.1概述9.1.1冬期施工的特点和原则雨期施工的开始具有突然性。这就要求提前做好雨期施工的准备工作和防范措施。雨期施工带有突击性。因为雨水对建筑结构和地基基础的冲刷或浸泡，有严重的破坏性，必须迅速及时地防护，以免发生质量事故。雨期往往持续时间较长，从而影响工期。9.1.2雨期施工的特点和要求在编制施工组织设计时，要根据雨期施工的特点，将不宜在雨期施工的分项工程避开雨期施工，对于必须在雨期施工的分项工程，做好充分的准备工作和防范措施。合理进行施工安排。做到晴天抓室外工作，雨天做室内工作。做好材料的防雨防潮和施工现场的排水等准备工作。《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104—97)规定，冬期施工期限的划分原则是：根据当地多年气温资料统计，当室外日平均气温连续5d稳定低于5°C即进入冬期施工；当室外日平均气温连续5d高于5°C时解除冬期施工。9.2混凝土结构工程的冬期施工9.2.1冬期施工期限的划分原则新浇混凝土在养护初期遭受冻结，当气温恢复到正温后，即使正温养护至一定龄期，也不能达到其设计强度，这就是混凝土的早期冬害。混凝土的早期冬害是由于混凝土内部的水结冰所致。混凝土受冻临界强度：混凝土允许受冻而不致使其各项性能遭到损害的最低强度称为混凝土受冻临界强度。9.2.2混凝土冬期施工的原理（1）冬期施工混凝土用的水泥，应优先使用活性高、水化大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，不宜用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。蒸汽养护时用的水泥品种经试验确定。骨料要在冬期施工前清洗和贮备，并覆盖防雨雪材料，适当采取保温措施，防止骨料内夹有冰碴和雪团。9.2.3混凝土冬期施工的工艺要求水的比热大，是砂石骨料的5倍左右，所以冬期施工拌制混凝土应优先采用加热水的方法。加热水时，应考虑加热的最高温度，以免水泥直接接触过热的水而产生“假凝”现象。水泥假凝:指水泥颗粒遇到温度较高的热水时，颗粒表面很快形成薄而硬的壳，阻止水泥与水的水化作用的进行，使水泥水化不充分，新拌混凝土拌和物的和易性下降，导致混凝土强度下降。混凝土拌和物及组成材料的加热最高允许温度按表9.1采用。钢筋焊接和冷拉施工，气温不宜低于-20°C。预应力钢筋张拉温度不宜低于-15°C。钢筋焊接应在室内进行，若必须在室外进行时，应有防雨雪和挡风措施。焊接后冷却的接头应避免与冰雪接触。表9.1拌合水及骨料的最高温度项目水泥强度等级拌合水(°C)骨料(°C)1强度等级小于52.5MPa普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥80602强度等级等于和大于52.5MPa普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥6040（2）混凝土的搅拌、运输、浇筑混凝土的搅拌应在搭设的暖棚内进行，应优先采用大容量的搅拌机，以减少混凝土的热量损失。混凝土的运输时间和距离应保证混凝土不离析，不丧失塑性，尽量减少混凝土在运输过程中的热量损失，缩短运输路线，减少装卸和转运次数；使用大容积的运输工具，并经常清理，保持干净；运输的容器四周必须加保温套和保温盖，尽量缩短装卸操作时间。混凝土浇筑前，要对各项保温措施进行一次全面检查；制定浇筑方案时，应考虑集中浇筑，避免分散浇筑；开始浇筑混凝土时，要做好测温工作，从原材料加热直至拆除保温材料为止。蓄热保温法：将混凝土的原材料(水、砂、石)预先加热，经过搅拌、运输、浇筑成型后的混凝土仍能保持一定的正温度，以适当材料覆盖保温，防止热量散失过快，充分利用水泥的水化热，使混凝土在正温度条件下增长强度。冬期施工的热工计算如下：9.2.4混凝土冬期施工方法的选择9.2.4.1蓄热保温法的原理及适用范围混凝土拌和物的温度（式9.1）式中T0－－－混凝土拌和物的温度，°Cmw、mce、msa、mg－－－水、水泥、砂、石的用量，kg;Tw、Tce、Tsa、Tg、－－－水、水泥、砂、石的温度，°Cwsa、wg－－－砂、石的含水率，%；c1－－－水的比热容，kJ/(kg·K)；c2－－－水的溶解热，KJ/kg;当骨料温度＞0°C时，c1＝4.2kJ/(kg·K)，c2＝0KJ/kg;当骨料温度≤0°C时，c1＝2.1kJ/(kg·K)，c2＝335KJ/kg。012[0.9()4.2()()()]/[4.20.9()]cecesasaggwwsasaggsasagggsasaggwcesagTmTmTmTTmwmwmcwTwmTcwmwmmmmm混凝土拌和物的出机温度（式9.2）T1＝T0－0.16（T0－Ti）式中T0－－－混凝土拌和物的温度，°C；T1－－－混凝土拌和物的出机温度，°C；Ti－－－搅拌机棚内温度，°C。混凝土拌和物经运输至成型完成时的温度(式9.3)式中T2－－－混凝土拌和物经运输至成型完成时的温度，°C；tt－－－混凝土自运输至浇筑成型完成的时间，hn——混凝土转运次数；Ta－－－运输时的环境温度，°C；a－－－温度损失系数，h-1；211(0.032)()taTTatnTT考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成时的温度(式9.4）T3－－－考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成时的温度°C；cccfcs－－－混凝土、模板材料、钢筋的比热容，kJ/(kg·K)；mc－－－每立方米混凝土的质量，kg；mfms－－－与每立方米混凝土相接触的模板、钢筋的质量，kg；TfTs－－－模板、钢筋的温度(未预热者可采用当时环境温度)°C。23ccfffsssccffsscmTcmTcmTTcmcmcm综合蓄热法：在蓄热保温法基础上，在配制混凝土时采用快硬早强水泥，或掺用早强外加剂；在养护混凝土时采用早期短时加热，或采用棚罩加强围护保温，以延长正温养护期，加快混凝土强度的增长。综合蓄热法可分为低蓄热养护和高蓄热养护两种方式。9.2.4.2综合蓄热法低蓄热养护：主要以使用早强水泥或掺低温早强剂、防冻剂为主，使混凝土缓慢冷却至冰点前达到允许受冻临界前强度。高蓄热养护;除掺用外加剂外，还以采用短时加热为主，使混凝土在养护期内达到要求的受荷强度。（1）用氯盐(氯化钠、氯化钾)溶液配制的混凝土，具有加速混凝土凝结硬化，提高早期强度，增加混凝土抗冻能力的性能，有利于在负温下硬化，但氯盐对混凝土有腐蚀作用和对钢筋有锈蚀作用。在下列情况下，①在高湿度空气环境中使用的结构，如排出大量蒸汽的车间、澡堂、洗衣房和经常处于空气相对湿度大于80%9.2.4.3掺外加剂的混凝土冬季施工方法②③④有镀锌钢材或铝铁相接触部位的结构，以及有外露钢筋、预埋件但无防护措施的结构；⑤与含有酸、碱和硫酸盐等侵蚀性介质相接触的⑥使用过程中经常处于环境温度为60°C以上的结构；⑦⑧薄壁结构，中级或重级工作制吊车梁、屋架、落⑨⑩直接靠近高压(发电站、变电所)的结构及预应力混凝土结构。掺氯盐混凝土施工注意事项：①应选用强度等级大于42.5MPa的普通硅酸盐水泥，水泥用量不得少于300kg/m3，水灰比不应大于0.6②氯盐应配制成一定浓度的水溶液，严格计量加入，搅拌要均匀，搅拌时间应比普通混凝土搅拌时间增加50%③混凝土浇筑必须在搅拌出机后40min浇筑完毕，④⑤由于氯盐对钢筋有锈蚀作用，应用时加入水泥质量2%的亚硝酸钠阻锈剂，钢筋保护层不小于30mm。（2负温混凝土：采用复合型外加剂配制的混凝土。①负温防冻复合外加剂一般由防冻剂、早强剂、减水剂、引气剂和阻锈剂A.防冻组分+早强组分+B.防冻组分+早强组分+引气组分+C.防冻组分+早强组分+减水组分+引气组分+阻锈组分A.B.C.早期强度高，后期强度无损失。早强剂：能加速水泥硬化速度，提高早期强度，且对后期强度无显著影响。防冻剂：在一定负温条件下，能显著降低混凝土中液相的冰点，使其游离态的水不冻结，保证混凝土不遭受冻害；在一定时间内，使混凝土获得预期强度的外减水剂:在不影响混凝土和易性条件下，具有减水增强特性的外加剂。可以降低用水量，减小水灰比。引气剂:经搅拌能引入大量分布均匀的微小气泡，改善混凝土的和易性；在混凝土硬化后，仍能保持微小气泡，改善混凝土的和易性、抗冻性和耐久性。阻锈剂:可以减缓或阻止混凝土中钢筋及金属预埋件锈蚀作用的外加剂。②负温混凝土施工A.宜优选水泥强度等级不低于42.5MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不宜采用火山灰水泥，禁止使用高铝水泥。B.防冻复合剂的掺量应根据混凝土的使用温度而定(指掺防冻剂混凝土施工现场5~7d内的最低温度)，其掺量按表9.2中规定。规定温度(°C)常用掺量(%)备注-5-10-15-204710151、复合防冻剂掺量包括各组分量之和；2、CaCl2、NaCl单独使用时，可用在-5°C3、NaNO2可用在-10°C4、硝酸盐可用在-10°C5、早强剂、减水剂、引气剂均计算在防冻剂中。表9.2防冻剂的常用掺量注：规定温度是指掺防冻剂混凝土内部的最低温度。C.防冻剂应配制成规定浓度溶液使用，配制时应注意：氯化钙、硝酸钙、亚硝酸钙等溶液不可与硫酸溶液混合；减水剂和引气剂不可与氯化钙混合。D.在钢筋混凝土和预应力混凝土工程中，应掺用无氯盐的防冻复合外加剂。E.必须设专人配制、保管防冻复合剂，严格执行规定掺量，搅拌比正常时间延长50%，混凝土出机的温度不应低于7°C。F.混凝土入模温度应控制在5°C以上，浇筑与振捣要衔接紧密，连续作业。（1）蒸汽加热养护法蒸汽加热养护：利用低压(小于0.07MPa)饱和蒸汽对混凝土结构构件均匀加热，在适当温度和湿度条件下，以促进水化作用，使混凝土加快凝结硬化，可以在较短养护时间内，获得较高强度或达到设计要求的强度。9.2.4.4混凝土人工加热养护①内热法在构件内部预留孔道，让蒸汽通入孔道加热养护混凝土；加热时，混凝土温度宜控制在30～60°C范围内。②蒸汽室法利用坑槽或砌筑的蒸汽室通入蒸汽加热混凝土。③蒸汽套法构件模板外再加一层密封套模，在模板与套模之间留有150mm的孔隙，从下部通入蒸汽养护混凝土，套内温度可达30～40°C。①采用蒸汽养护时，普通硅酸盐水泥混凝土养护的最高温度不宜超过80°C，矿渣硅酸盐水泥混凝土可达到90～95°C。②制订合理的蒸汽制度，包括预养、升温、恒温、降温等几个阶段。混凝土的升温、降温速度不得超过表9.3规定。表9.3加热养护混凝土的升降温速度项次表面系数升温速度（°C/h）降温速度（°C/h）12≥6＜61510105③蒸汽应采用低压(不大于0.07MPa)饱和蒸汽，加热时应使混凝土构件受热均匀，并注意排除冷却水和防止结冰。④拆模必须待混凝土冷却到+5°C以后进行。如果混凝土与外界温度相差大于20°C时，拆模后的混凝土表面应用保温材料覆盖，使混凝土表面冷却缓慢进行。蒸汽加热法的热工计算包括确定升温、恒温、降温养护时间和①升温时间（式9.5）式中X1——升温时间，ht——恒温养护温度，°Ctq——混凝土养护时的初温，°Ctv——升温速度，°C/h恒温养护温度根据设计规定要求达到的强度和养护时间确定。1qvttXt0113322XPXPXXP②恒温时间（式9.6）X2——恒温时间，hX0——在15°C条件下，混凝土达到要求强度时所需时间，h；P1、P