混凝土冬季施工措施.

冬期施工的定义我国现行《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104—87）规定：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高于5°C时解除冬期施工。长龙山地区有较长的寒冷季节，由于受到工期的制约，这些地区混凝土的冬季施工是必不可少的。从多年的施工实践及研究的结果认识到，当环境温度降至5℃再不回升连续5天以上时就只要采取适当的施工方法，避免新施工的混凝土早期受冻。使施工后的外露混凝土与冬季气温保持较小的温差，就会使工程取得和其它季节一样的效果。混凝土冬季施工的一般原理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，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计标号的30%，也不得低于35千克每平方厘米。混凝土冬季施工方法及措施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、质量最佳化。目前，基本上采用以下4种方法。一、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：①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。②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。③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。④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%）。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。二、蓄热法主要适用于气温≥-15℃且结构较厚大的现浇混凝土工程对原材料砂石和水进行加热使混凝土在搅拌、运输和浇筑完成后就还储备有相当的热量以使水化放热加快并加强对混凝土的保温以保持在温度降至0℃以前具有一定的抗冻能力。使用蓄热法应是结构体积厚大外露面积越小通过表面散热损失也会少蓄有热量则较多。因此要注意内部少量降温且应注意保护外露及角边以防受冻。此法工艺简单费用又少而可以有足够的养护期限。三、外加热法适用于气温在-15℃以下环境施工而构件并不厚大的工程。通过加热施工现场周围的空气保持混凝土的环境温度或者直接对构件加热使混凝土处在正温下正常硬化。使用热源有火炉、蒸气、暖棚、电及红外线等工艺。火炉加热在较小的工地上应用。方法简单但室温不会很高且较干燥特别是炉子里明火和聚集烟放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面易碳化影响表面光洁。是一种较原始的方法。蒸气加热是采用蒸气的温度和湿度养护混凝土。此法比较简单且易控制使得温度均匀，广泛应用在大型预制构件厂，一般小型工地施工不易办到。但需要专门锅炉设备和场地。热损失大费用高，工作环境也差。暖棚法即在现场搭设工棚，使构件或基础在棚内正常温度下施工。费用较高，因需建棚和加温常用于一些重点项目冬季混凝土施工的防护措施。电加热法是将钢筋作为电极，将电热器贴在混凝上表面，使电能变为热能，以提高混凝土温度。这种方法简单方便，热损失较少也容易控制。当构件较远时采用电加热比蒸气加热要方便灵活但耗电量大费用高。四、抗冻外加剂法目前生产的防冻剂可应用在-10℃及其以下气温中施工。它是采用降低冰点使混凝上中的水在负温下仍处于液相状态使水化作用能继续进行从而改善孔结构达到强度增长不受影响的目的。防冻法分为早强、负温防冻和结构法等，常用防冻剂是亚硝酸钠，它不但可以降低冰点，而且是极好的防锈剂，费用低大小工地皆可使用。上述各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。混凝土的现场拌制搅拌应严格按照试验室发出的配合比通知单进行生产，不得擅自修改配合比。搅拌前先用热水冲洗搅拌机10min，搅拌时间为常温搅拌时间的1.5倍。搅拌时投料顺序为石→砂→水→水泥和掺合料→外加剂。生产期间，派专职人员负责骨料仓的下料，以清除砂石冻块。保证水灰比不大于0.6，从拌合水中扣除由骨料及防冻剂溶液中带入的水分，严格控制粉煤灰最大取代量。搅拌站要与气象单位保持密切联系，对预报气温仔细分析取保险值，分别按-5℃、-10℃和-15℃对防冻剂试验，严格控制其掺量。必须随时测量拌合水的温度，水温控制在50±10°C，砂子温度控制在20～40°C，保证水泥不与温度≥80°C的水直接接触。保证混凝土的坍落度不超过200mm。混凝土出机（车）温度保证混凝土出搅拌机（车）温度不低于10°C。混凝土的运输保证混凝土在运输中，不得有表层冻结、混凝土离析、水泥砂浆流失、坍落度损失等现象。保证运输中混凝土降温度速度不得超过5°C／h，保证混凝土的入模温度不得低于5°C。严禁使用有冻结现象的混凝土。罐车必须装上保温套，接料前用热水湿润后倒净余水，以减少混凝土的热损失。入模温度的控制：浇筑时每车测一次温度；用小桶在吊斗下、泵管端部接混凝土测温。测定数据填入冬期施工入模温度统计表，要与车号对上。浇筑时混凝土的升温速度不得超过5°C／h，可通过测温查出。混凝土的养护养护措施十分关键，正确的养护能避免混凝土产生不必要的温度收缩裂缝和受冻。在冬施条件下必须采取冬施测温，监测混凝土表面和内部温差不超过25°C。混凝土养护可以采取多种措施，如蓄热法养护和综合蓄热法养护等方法。可采用塑料薄膜加盖保温草帘养护，防止受冻并控制混凝土表面和内部温差。综合蓄热法即采用少量防冻剂与蓄热保温相结合的方法。养护时注意事项：测量放线必须掀开保温材料（5°C以上）时，放完线要立即覆盖；在新浇筑混凝土表面先铺一层黑色塑料薄膜，再严密加盖阻燃草帘被。对墙、柱上口保温最薄弱部位先覆盖一层塑料布，再加盖两层小块草帘被压紧填实、周圈封好。拆模后混凝土采用刷养护液养护。混凝土初期养护温度，不得低于-15°C，不能满足该温度条件时，必须立即增加覆盖草帘被保温。拆模后混凝土表面温度与外界温差不大于15°C时，在混凝土表面，必须继续覆盖草帘被；在边角等薄弱部位，必须加盖草帘被并密封严实。混凝土拆模工程现浇混凝土的拆模应由同条件养护试块强度检验满足拆模条件的原则确定拆模时间。当混凝土未达到受冻临界强度均不得拆除保温加热设备。混凝土冷却到5°C，且超过临界强度并满足常温混凝土拆模要求时方可拆模。混凝土温度通过温度计来测定；可通过3d同条件试验与4MPa比较来确定混凝土是否超过临界强度（4MPa）。防冻剂的认识误区鉴于目前施工队伍的素质参差不齐，有部分施工技术人员认为，既然《混凝土防冻剂》（JC475-2004）规定了“规定温度”为-5℃、-10℃、-15℃的防冻剂，则只要在该负温条件下在新拌混凝土中掺用了该规定温度的防冻剂，施工混凝土就可以不进行蓄热养护了。显然，这是对于钢筋混凝土结构工程冬期施工认识的一个误区。大量试验研究表明，新拌混凝土在未达到抗冻临界强度之前受冻，由于冰晶破坏了水泥石开始形成的结构，混凝土强度就会受到无法恢复的损失。混凝土浇筑后的温度控制混凝土浇筑后的2d～3d内，是混凝土强度发展较快的时段，必须加强混凝土的保温，保证在混凝土的温度降至0℃前，其抗压强度不得低于抗冻临界强度。抗冻临界强度规定如下：硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝土，为设计的混凝土强度标准值的30%；矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，为设计的混凝土强度标准值的40%，但C10及C10以下的混凝土，不得低于5.0N/mm2。质量控制措施重点控制好原材料的加热温度，浇注砂浆和砼所用砂、石料和水，要及时清扫覆盖于其上的冰雪。在施工过程中，要确定原材料的加热温度，做好加热措施。要求砂浆及砼搅拌时间宜较常温施工时延长50％，做到随拌、随运、随时浇筑，未浇筑前要不停的进行搅拌，砼运输车应采用棉布覆裹罐体，同时控制好喷砼温度，一般不应低于5℃。冬季施工的混凝土宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥标号不宜低于42.5，每立方米混凝土中的水泥用量不宜少于300kg，水灰比不应大于设计配合比或0.5，选用较低的坍落度，并加入早强剂、防冻剂。砼强度未达到抗压强度的40％前，不得使其受冻。水泥砂浆强度未达到设计强度的70％前，不得受冻。在喷砼施工之前，若周围温度在-10℃以下，则要选择暖棚法把网片钢筋加热到正常温度，同时要把钢筋上的杂质清理干净，保证喷砼时温度在5℃以上方可进行施工。要求及时进行养护，采取棉被、麻袋、草帘等覆盖保温，同时在覆盖物与砼之间垫一层厚的塑料薄膜，以防止覆盖物被水浸湿，严禁洒水养护。混凝土冬季施工，由于温度的影响对混凝土性能产生了诸多影响，只有严格的按照客观规律制定冬季施工方案并严格执行，才会使混凝土强度等后期性能得到良好的发展。加强对混凝土的保温材料的保护，各施工班组积极配合认真负责，人员到位，避免材料和用工的重复，严格按照冬期施工方案施工，加强混凝土的保温工作，就一定能够确保混凝土的质量。