南水北调工程冬季保温施工

南水北调东线混凝土工程混凝土冬季保温防冻施工技术山东省南水北调工程质量监督站2009年12月6日目录混凝土冬季保温防冻施工措施1制定冬季施工技术要求2混凝土拌和站技术要求3混凝土养护技术要求4暖棚法施工技术5模板外层保温法6掺加防冻剂法7温度观测建议1冬季施工技术要求：（1）混凝土冬期施工应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥标号不低于42.5MPa。最小水泥用量不应小于300kg/m3。（2）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质。在掺用含有钾、钠离子的防冻剂混凝土中，不得采用活性骨料或在骨料中混有这类物质的材料。（3）.原材料的储存、加热、输送和混凝土的拌和、运输、浇筑仓面，均应根据冬期气候条件通过热工计算，选择适宜的保温措施。（4）采用非加热养护法施工所选用的外加剂，优先选用含引气成分的外加剂，含气量宜控制在4%~6%。（5）在钢筋混凝土结构中，不得掺用氯盐类防冻剂。（6）冬期浇筑混凝土时，基土不得遭冻。（7）混凝土的浇筑温度应不低于5℃。分层浇筑厚大的整体式结构混凝土时，已浇筑层的混凝土温度在未被上一层混凝土覆盖前不应低于2℃。（8）模板外和混凝土表面覆盖的保温层，不应采用潮湿状态的材料，也不应将保温材料直接铺盖在潮湿的混凝土表面，新浇混凝土表面应铺一层塑料薄膜。（9）采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制混凝土，其受冻临界强度应为设计混凝土强度标准值的85%。（10）整体结构如采用加热养护时，浇筑程序和施工缝位置的设置，应采取能防止发生较大温度应力的措施，当加热温度超过45℃，应进行温度应力核算。砼允许受冻临界强度：（1）《水工混凝土施工规范》（SDJ207-82）规定：大体积外部砼和钢筋砼应不低于10MPa;（2）《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）规定：硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的砼，应为设计的砼强度标准值的30%。如C30砼受冻临界强度应为9MPa;（3）《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008规定：冬季施工中砼接触负温时的强度应大于10MPa;（4）《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211-2006）规定：钢筋砼不应低于设计强度级别的85%;(5)《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）规定：钢筋砼不应低于设计强度级别的85%;如设计强度级别C30砼受冻前的强度应不低于25.5MPa。如设计强度级别C25砼受冻前的强度应不低于21.5MPa。2混凝土拌和站技术要求（1）拌制砼应优先采用加热水的方法，当加热水仍不满足要求时，再对骨料进行加热。拌和水的温度一般不宜超过60℃。（2）骨料不得含有冰块，骨料堆放应有足够的高度，并进行覆盖，以防冰雪和冻结。（3）水加热宜采用蒸汽加热、电加热或汽水热交换罐等方法。加热水使用的水箱或水池应予保温，其容积应能使水达到规定的使用温度要求。（4）砂加热应在开盘前进行，并应掌握各处加热均匀。（5）水泥不得直接加热，使用前宜运入暖棚内存放。（6）搅拌混凝土时，骨料中不得带有冰、雪及冻团。拌制混凝土的最短时间90s。（7）混凝土在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢。运输和浇筑混凝土用的容器应有保温措施。（8）冬季搅拌混凝土时，混凝土的出机温度不宜低于10℃，入模温度不宜低于5℃。3混凝土养护技术要求（1）输水暗涵、水闸、泵站、橡胶坝等建筑物，冬期混凝土施工宜优先采用暖棚蓄热法养护。（2）混凝土浇筑后应在裸露混凝土表面采用塑料布等防水材料覆盖并进行保温。保温材料采用一布一膜（无纺布300g，塑膜0.3mm），膜面朝上，或两层塑膜一层毡布。对边、棱角部位的保温厚度应增大到面部位的2~3倍。混凝土在养护期间应防风防失水。（3）模板保温层保温，应结合模板类型、外粘贴50mm厚聚苯乙烯保温板，或贴面帮扎500g无纺布，必要时采用模板内贴保温材料板。保温模板应严密，保温层应搭接牢靠。外挂保温层须牢靠地固定在模板上，内贴保温层的表面应平整。（4）混凝土浇筑后立即将暗涵空腹封闭，两端开口及有孔洞和迎风面的部位，应增设挡风保温设施，所有孔洞缝隙均须填塞封堵。腹腔内可设置自制蒸汽炉保温。（5）冬期施工的混凝土模板，一般在整个低温期间都不宜拆除。如果需要拆除，必须遵守下列规定：a混凝土强度必须大于允许受冻的临界强度。b具体拆模时间和拆模后的要求，应满足温控防裂要求。避免在夜间或气温骤降期间拆模，当预计拆模后混凝土表面温降可能超过6~9℃时，应推迟拆模时间；如必须拆模时，须紧贴外表面贴紧一层塑料薄膜，帮扎500g无纺布进行保湿、保温、防裂。c采用组合钢模板时，宜采用整装整拆方案，当混凝土强度达到1N/mm2，可使侧模板轻轻脱离混凝土后，再合上继续养护至拆模。d箱涵的空腹内墙壁保温：混凝土浇筑后立即将箱涵空腹封闭，内壁保温措施应视空腹内温度情况而定，冬季低温季节可设置自制蒸汽炉保温。4暖棚法施工技术帆布暖棚结构暖棚支架采用脚手钢管DN50mm，与模板脚手架连接，两侧用地龙木固定斜撑。骨架外侧采用帆布覆盖，帆布搭接不小于50cm，搭接处用胶布密封。暖棚搭好后用揽风绳固定。立墙、顶板暖棚结构示意图帆布帆布底板暖棚结构示意图地龙木地龙木地龙木地龙木钢管DN50@2000图1-1图2-2钢管DN50@2000钢管DN50@2000钢管DN50@2000加热方式底板暖棚高度超出砼收仓面为1m，棚内每个洞身安设5盏碘钨灯供热，每盏灯1kw。立墙、顶板暖棚高出砼收仓面1.5～2.2m，根据施工工作面，共安设4台1t蒸汽锅炉，暖棚内每个洞身安设DN50mmU型供热管道（管道布眼，间距0.5m），为提高供热效果，棚外管道长度最长不超过150m，外敷设石棉保温。180001：1.251：1.25底板暖棚结构示意图200003000暖棚支架180001：1.251：1.25墙体暖棚结构示意图2200068004750暖棚支架预留砼下料口预留砼下料口180001：1.251：1.25顶板暖棚结构示意图暗涵2000078006000暖棚支架复合土工膜预留砼下料口复合土工膜复合土工膜钢管DN50@3000钢管DN50@3000钢管DN50@3000图2-1图2-2图2-3一布一膜暖棚结构加热方式暖棚高度超出砼收仓面为1.8~2.05m。根据施工工作面，共安设4台LSF0.5-0.4型蒸汽锅炉，锅炉额定工作压力0.4MPa，蒸汽出口温度为150℃，供热管道采用主管DN80和支管DN50，搭设暖棚后开始供暖，即通过主管将蒸汽送至暖棚用支管连接2个自制暖气片供暖。砼浇筑后拆除暖气片，采用带孔钢管（孔间距0.1m）蒸汽养护，同时暖气片移至待施工段，且支管延伸至待施工段。棚外主管最长150m左右，外敷设石棉保温。暖棚蓄热法保温效果4.1帆布暖棚蓄热法保温效果图1小清河箱涵冬季保温施工温度过程线(5标)-8-6-4-20246810121416182022242628303234363809.1.15-0809.1.15-1609.1.16-0009.1.16-0809.1.16-1609.1.17-0009.1.17-0809.1.17-1609.1.18-0009.1.18-0809.1.18-1609.1.19-0009.1.19-0809.1.19-1609.1.20-0009.1.20-0809.1.20-1609.1.21-0009.1.21-0809.1.21-1609.1.22-0009.1.22-0809.1.22-16温度暖棚内气温混凝土内部温度外界温度入仓温度为12℃，实测棚内温度保持8-20℃，平均14.2℃。混凝土浇筑后大约3d达到水化热最高升温35℃，6d之后混凝土内部温度降至棚内温度。混凝土内部温度的3d积温为61℃，7d积温139℃，与标准养护温度20℃基本相等。但是混凝土的3d和7d抗压强度低于标准养护的混凝土强度。棚内温度受外界气温影响很大，其原因是防雨帆布保温性能较差和四周密封不严密所致。最高升温时段的棚内温度正处在下降势头，因此，混凝土内外温差拉大为21℃。虽然未能超出温控25℃的范围，但在最高升温时段的夜间降温阶段，很可能产生较大的混凝土内外温差而发生混凝土表面裂缝。。采用暖棚供蒸汽的方法进行保温防冻施工的成本（只考虑制造蒸汽费用），大约m3混凝土增加14元。帆布暖棚-养护期强度增长效果部位试块制作日期龄期（天）强度（MPa）底板2008.12.236.3平7.5底板2008.12.2718.9平17.75立墙、顶板2009.12.1937.148%718.075%1424.6平24.2底板2008.12.437.6716.5立墙、顶板2009.12.1838.9标养15717.6标养281423.8混凝土强度增长曲线混凝土强度增长曲线010203040500246810121416182022242628令期强度图3小清河箱涵冬季保温施工温度过程线(6标)-10-50510152025303508.12.29.1808.12.29.2208.12.30.0208.12.30.0608.12.30.1008.12.30.1408.12.30.1808.12.30.2208.12.31.0208.12.31.0608.12.31.1008.12.31.1408.12.31.1808.12.31.2209.01.01.0209.01.01.0609.01.01.1009.01.01.1409.01.01.1809.01.01.2209.01.02.0209.01.02.0609.01.02.1009.01.02.1409.01.02.1809.01.02.2209.01.03.0209.01.03.0609.01.03.1009.01.03.14温度砼内温度棚内棚外暖棚采用两布一膜搭建，四周封闭严密，保温效果很好。混凝土入仓温度为12℃，实测棚内温度25℃左右，浇筑后1.5d就达到水化热最高升温32℃，2d之后内部温度降至棚内温度。1.0d的积温为25.6℃;1.5d积温39.6℃，比标养护高5.6-9.6℃。2d内的强度增长要高于标样试块。4.2两布一膜暖棚蓄热法保温效果两布一膜暖棚7d养护强度增长效果试块制作日期强度（Mpa）试块制作日期强度（Mpa）2008.12.822.72008.12.1423.82009.12.919.02008.12.1423.52008.12.1018.22008.12.1424.72009.12.1226.22008.12.1424.92009.12.1223.92008.12.1523.22009.12.1224.32008.12.1126.62009.12.1225.52008.12.1123.1两布一膜暖棚顶板养护强度洞身编号试块制作日期龄期强度（Mpa）洞身编号试块制作日期龄期强度（Mpa）93#2009.2.6830.188#2009.2.111828.3100#2009.2.181228.491#2009.2.121727.3102#2009.2.21925.890#2009.2.161328.1103#2009.2.161426.196#2009.2.121727.199#2009.2.122335.786#2009.2.151434.489#2009.2.191026.798#2009.2.151427.0109#2009.2.22724.584#2009.2.191026.3由于两布一膜暖棚蓄热温度较高，切稳定，最高升温时段的混凝土内外温差仅为8度，不存在温度裂缝问题。4.3暖棚法养护拆模、拆棚的时间一帆布暖棚养护:底板养护后第4天拆除侧模、继续暖棚养护至第14天；立墙养护后第7天拆除侧模，14天停止供暖，第14天拆除顶板底模；数日后可拆除暖棚。二两布一膜暖棚养护:底板、立墙养护第3天拆除侧模,顶板养护后第8天拆除底模；停止供暖，继续暖棚养护至第8～10天拆除暖棚。三拆除暖棚应具