混凝土冬季施工技术

混凝土冬期施工技术二O一三年十二月主讲人：甘延青混凝土冬期施工技术•1.混凝土冬期施工的重要性•2.混凝土冬期施工的相关标准•3.建筑工程冬期施工规程（JGJ104-2011）•4.冬期施工期限划分原则•5.混凝土受冻的危害•6.混凝土受冻临界强度•7.混凝土原材料和配合比要求•8.混凝土运输和浇筑•9.混凝土冬施方法•10.冬期施工混凝土质量检查及控制•11.其它1.混凝土冬期施工的必要性和重要性•冬期施工有其特殊及复杂性，加之建筑施工队伍技术水平高低不一，据多年经验，在这个季节进行施工，也是工程质量问题出现的多发季节。•选好施工方法，制订合适的质量保证措施，是确保工程质量，加快工程进度，并减少能耗及材料消耗的关键。2.混凝土冬期施工的相关标准•2.1《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002•2.2《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-2011•2.3《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009•2.4《混凝土外加剂》GB/T8076-20093.建筑工程冬期施工规程（JGJ104-2011）中华人民共和国行业标准.建筑工程冬期施工规程主要内容•7.屋面保温及防水工程•8.建筑装饰装修工程•9.钢结构工程•10.混凝土构件安装工程•11.越冬工程维护•12.附录。•1.总则•2.术语•3.地基与基础工程•4.砌体工程•5.钢筋工程•6.混凝土工程•入冬：根据当地多年气象资料统计，当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即进入冬期施工；•解除：当室外日平均气温连续5d高于5℃即解除冬期施工。•注意：实际施工中还应紧密结合当年气候趋势。4.冬期施工期限划分原则（一）•冬期施工界定为什么不能简单地考虑气温出现0℃？•我国的气候属于大陆性季风型气候。其特点是，在秋冬和冬春交替季节，时常有西伯利亚寒流袭击，短时间内可能降温到0℃，但寒流过后气温可能又恢复一段正温时间，所以，冬期施工界定还不能只考虑气温出现0℃。4.冬期施工期限划分原则（二）•在建筑工程冬期施工中冬期的界定是一个重要问题，各国规范都规定有界定原则。•我国建筑工程施工规范中有相应规定，但尚不统一，如：1）地基基础规范规定为0℃，2）砖石工程施工规范规定连续10天内的平均气温低于5℃或当日最低气温为-3℃，3）混凝土及钢筋混凝土施工验收规范规定，室外日平均气温连续5天稳定低于5℃。•由于规定不一致，执行起来不方便。4.冬期施工期限划分原则（三）1、混凝土冻结温度：－1.5～－2℃开始冻结（游离水——占1/2～2/3）－2℃～－4℃全部冻结（吸附水）。2、混凝土受冻后造成最终强度损失：原因----冰胀应力使混凝土内部产生微裂纹（受冻越早则裂纹越多、越大）；钢筋和粗骨料表面形成冰膜而影响粘结力。特点----冻结越早、水灰比越大，则强度损失越多。5.混凝土受冻的危害（一）•3、混凝土强度增长缓慢，制约工期：当混凝土、砂浆浇筑后，如果气温很低，强度增长也变的缓慢。例如，当混凝土在5℃条件下养护28d，其强度仅达标养28d强度的60%左右。欲使混凝土强度有较快的增长，必须采取特殊措施方能满足施工进度的要求。5.混凝土受冻的危害（二）原理：受冻临界强度是负温混凝土冬期施工中的重要技术指标，在达到此强度之后，混凝土即使受冻也不会对后期强度及性能指标产生影响。当混凝土未达允许受冻临界强度受冻,则解冻后标养至28d，其最终强度损失≯5%。6.混凝土受冻临界强度（一）•6.1.1冬期浇筑的混凝土，其受冻临界强度应符合下列规定：1.采用蓄热法、暖棚法、加热法等施工的普通混凝土，采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥配制时，不应小于设计混凝土强度等级值的30%；采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥时，不应小于设计混凝土强度等级值的40%；2.当室外最低气温不低于-15℃时，采用综合蓄热法、负温养护法施工的混凝土受冻临界强度不应小于4.0MPa；当室外最低气温不低于-30℃时，采用负温养护法施工的混凝土受冻临界强度不应小于5.0MPa；3.对强度等级等于或高于C50的混凝土，不宜小于设计混凝土强度等级值的30%；6.混凝土受冻临界强度（二）4.对有抗渗要求的混凝土，不宜小于设计混凝土强度等级值的50%；5.对有抗冻耐久性要求的混凝土，不宜小于设计混凝土强度等级值的70%；6.当采用暖棚法施工的混凝土中掺入早强剂时，可按综合蓄热法受冻临界强度取值；7.当施工需要提高混凝土强度等级时，应按提高后的强度等级确定受冻临界强度。6.混凝土受冻临界强度（三）水泥冬期施工宜选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。蒸汽养护可选矿渣水泥。掺防冻剂严禁用高铝水泥最小水泥用量不宜低于280kg/m3。水灰比或水胶比应小于0.55或0.5。•注：•1大体积混凝土的最少水泥用量，应根椐实际情况决定；•2强度等级不大于C15的混凝土，其最大水灰比和最少水泥用量可不受以上限制；•3本规程所称的水胶比，普通混凝土系指水与水泥(包括掺合料）重量之比；轻骨料混凝土系指水泥的净水灰比（水不包括轻骨料1h吸水量，水泥不包括掺加的混合料）。7.混凝土原材料要求（一）骨料拌制混凝土所用骨料应清洁，不得含有冰、雪、冻块及其他易冻裂物质。掺用含有钾、钠离子的防冻剂混凝土，不得采用活性骨料或在骨料中混有这类物质的材料外加剂非加热养护法混凝土施工所选用的外加剂应含有引气组分，含气量宜控制在3%～5%。基本组成：减水组分+防冻组分+早强组分+引气组分+其它助剂防冻早强剂作用预应力禁止使用含亚硝酸盐类的外加剂（管道灌浆）7.混凝土原材料要求（二）材料加热温度应据热工计算确定；混凝土原材料加热宜采用加热水的方法，当加热水仍不能满足要求时，再对骨料进行加热。水、骨料加热的最高温度应符合下表的规定。水泥强度等级水温骨料温度＜42.5水泥80℃60℃≥42.5水泥60℃40℃注：水可加热到100℃，但水泥不得与80℃以上水接触，防止“假凝”；水泥不加热，在暖棚内存放。7.混凝土原材料要求（三）混凝土运输：缩短运距，容器保温。混凝土浇筑：①清除模板、钢筋上的冰雪、污垢；②不得在强冻胀性的地基上浇筑；③大体积混凝土浇上层时，下层温度≮2℃；④采用加热养护的整体结构，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℃时，应进行温度应力核算。（原标准40℃）⑤型钢混凝土组合结构，浇筑混凝土前应对型钢进行预热，预热温度宜大于混凝土入模温度。（原标准：装配式结构接头应先预热，再浇筑，在≯45℃条件下养护至75%设计强度。）8.混凝土运输和浇筑（一）蓄热法：混凝土浇筑后，利用原材料加热及水泥水化热的热量，通过适当保温延缓混凝土冷却，使混凝土冷却到0℃以前达到预期要求强度的施工方法。原理：（1）水与骨料加热＋水化热＋保温覆盖（2）混凝土在冻结前达到受冻临界强度。适用于：室外最低温度≮－15℃时的地下工程；表面系数（冷却面积/全部体积）≯5m-1的结构9.混凝土冬施方法——混凝土蓄热法综合蓄热法：掺早强剂或早强型外加剂的混凝土浇筑后，利用原材料加热及水泥水化热的热量，通过适当保温，延缓混凝土冷却，使混凝土温度降到0℃或设计规定温度前达到预期要求强度的施工方法。综合蓄热法施工应选用具有减水、引气等性能的早强型复合外加剂混凝土浇筑后应采用塑料布等防水材料对裸露表面覆盖并保温。对边、棱角部位的保温层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。混凝土冬施方法的选择9.混凝土冬施方法——综合蓄热法（一）模板宜采用整装整拆方案。当混凝土强度达到1MPa后，可使侧模板轻轻脱离混凝土后，再合上继续养护到拆模。采用综合蓄热法养护的混凝土，起始养护温度应满足热工计算的要求，且不得低于5℃。•注：1完全由保温模板封闭的构件（如立柱等），其起始养护温度为：在混凝土搅拌、运输、浇筑等完成后（包括模板及钢筋吸热）的温度；2混凝土浇筑后需要保温覆盖的构件(如梁、板等)，其起始养护温度为：在混凝土搅拌、运输、浇筑等完成（包括模板及钢筋吸热）并覆盖保温材料后的温度。9.混凝土冬施方法——综合蓄热法（二）保温养护作法适用范围混凝土蒸汽养护法的适用范围应符合下表的规定9.混凝土冬施方法——蒸汽养护法方法简述特点适用范围棚罩法用帆布或其他罩子扣罩，内部通蒸汽养护混凝土设施灵活，施工简便，费用较小，但耗汽量大，温度不宜均匀预制梁、板、地下基础、沟道等蒸汽套法制作密封保温外套，分段送汽养护混凝土温度能适当控制，加热效果取决于保温构造，设施复杂现浇梁、板、框架结构，墙、柱等热模法模板外侧配置蒸汽管，加热模板养护加热均匀、温度易控制，养护时间短，设备费用大墙、柱及框架架构内部通汽法结构内部留孔道，通蒸汽加热养护节省蒸汽，费用较低，入汽端易过热，需处理冷凝水预制梁、柱、桁架，现浇梁、柱、框架单梁适用范围：搭棚围护，棚内加热至≥5℃，适用于地下结构工程和混凝土构件比较集中的工程。特点：同常温操作；费资耗能大。要求：•1当采用暖棚法施工时，棚内各测点温度不得低于5℃，并应设专人检测混凝土及棚内温度。暖棚内测温点应选择具有代表性位置进行布置，在离地面500mm高度处必须设点，每昼夜测温不应少于4次。•2养护期间应测量棚内湿度，混凝土不得有失水现象，否则应及时采取增湿措施或在混凝土表面洒水养护。•3暖棚的出入口应设专人管理，并应采取防止棚内温度下降或引起风口处混凝土受冻的措施。•4在混凝土养护期间应将烟或燃烧气体排至棚外，并应采取防止烟气中毒和防火措施。9.混凝土冬施方法——暖棚法基坑暖棚基坑暖棚适用范围：适用于表面系数大于15或不易加热保温，且对强度增长要求不高的一般结构工程。要求：负温养护法施工的混凝土，应以浇筑后5d内的预计日最低气温来选用防冻剂，起始养护温度不应低于5℃。初冬、早春。混凝土浇筑后，裸露表面应采取保湿措施，同时根据需要采取相应的保温覆盖措施。负温养护法施工，应加强测温，并用以计算混凝土成熟度；当混凝土内部温度降到防冻剂规定温度之前，混凝土的抗压强度应符合以下规定：（1）采用负温养护法的混凝土，当室外最低气温不低于-10℃时，不得小于3.5MPa；（2）当室外最低温度不低于-15℃时，不得小于4.0MPa；（3）当室外最低温度不低于-30℃时，不得小于5.0Mpa。9.混凝土冬施方法——负温养护法建筑工程冬季施工质量现状调查某工程主体结构混凝土冬季施工质量缺陷统计表序号检查项目不合格频率（%）累计不合频率（%）1混凝土外观质量19.419.42混凝土构件截面尺寸9.729.13混凝土构件轴线位置3.232.34预埋件、预留洞位置3.235.55混凝土强度64.5100.0合计————10.冬期施工凝土质量检查及控制（一）•6.9.1混凝土冬期施工质量检查除应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204以及国家现行有关标准规定外，尚应符合下列规定：•1应检查外加剂质量及掺量。外加剂进入施工现场后应进行抽样检验，合格后方准使用；•2应根据施工方案确定的参数检查水、骨料、外加剂溶液和混凝土出机、浇筑、起始养护时的温度；•3应检查混凝土从入模到拆除保温层或保温模板期间的温度；•4采用预拌混凝土时，原材料、搅拌、运输过程中的温度检查及混凝土质量检查应由预拌混凝土生产企业进行，并应将记录资料提供给施工单位。10.冬期施工凝土质量检查及控制（二）•6.9.3混凝土养护期间的温度测量应符合下列规定：1.采用蓄热法或综合蓄热法时，在达到受冻临界强度之前应每隔4h～6h测量一次；2.采用负温养护法时，在达到受冻临界强度之前应每隔2h测量一次；3.采用加热法时，升温和降温阶段应每隔1h测量一次，恒温阶段每隔2h测量一次；4.混凝土在达到受冻临界强度后，可停止测温；5.大体积混凝土养护期间的温度测量尚应符合现行国家标准《大体积混凝土施工规范》GB50496的相关规定。保留原条文7.9.3内容。并对混凝土的测温停止时间进行了规定，即当混凝土在达