4.4 特殊条件下混凝土施工1

1土木工程施工第四节特殊条件下混凝土施工大体积混凝土施工水下混凝土施工冬季混凝土施工等其施工方法除满足普通混凝土施工工艺要求外，还应满足一些特殊工艺要求。特殊条件下混凝土施工包括问题：混凝土浇筑、硬化需要满足哪些主要条件？这些条件不太理想时可以采取什么措施解决？2土木工程施工一、大体积混凝土施工第四节特殊条件下混凝土施工大体积混凝土是指厚度大于或等于1.5m，长宽较大，施工时水化热引起的砼内外温差不低于25摄氏度的混凝土结构。如大型设备基础、大型桥梁墩台、水电站大坝、建筑物基础底板等。大体积混凝土施工存在的主要问题如下：上下层浇筑间隔时间长，整体性不易保证；水化热导致内外温差大，使混凝土容易产生温度裂缝；砼尺寸大，因为收缩变形受到约束而开裂3土木工程施工1、整体性不易保证的原因分层浇筑时间长，难以连续浇筑，使上层混凝土应在下层混凝土初凝前浇筑这一条件难以保证第四节特殊条件下混凝土施工全面分层法分段分层法斜面分层法整体性浇筑方法每小时浇筑量：用于计算搅拌机、运输机具、振动器的数量。4土木工程施工第四节特殊条件下混凝土施工*全面分层法在整个结构内全面分层浇筑混凝土，在第一层浇筑完毕后，初凝之前浇筑第二层，如此逐层浇筑，直至全部浇筑完成采用此方案，结构平面尺寸不宜太大全面分层示意图1-模板；2-新浇注混凝土5土木工程施工*分段分层法当不满足全面分层条件时，可以考虑分段分层浇筑，分段分层浇筑时，根据整体性（即连续性的要求）分段长度应满足一定条件。适用于厚度不太大而面积或长度较大的结构（此时全面分层浇筑难于保证连续性）第四节特殊条件下混凝土施工分段分层示意图1-模板；2-新浇注混凝土6土木工程施工*斜面分层法长、厚，窄的结构（长度超过厚度的3倍），如条形基础，采用全面分层不满足，采用分段分层，分段宽度又很短，这时可以考虑用斜面分层，斜面坡度1：3，但也应满足整体性的要求。第四节特殊条件下混凝土施工斜面分层示意图1-模板；2-新浇注混凝土7土木工程施工2、温度和收缩裂缝的原因大体积混凝土浇筑时，内部水化热大且不能及时散发，导致内部温度升高，形成较大内外温差，砼内部产生压应力，表面产生拉应力，从而形成初期的表面裂纹养护后期，混凝土随着散热而收缩，加上砼失水引起的体积收缩变形，由于受到基底的约束，从底部开始混凝土内部受拉，产生内部裂纹，向上发展，贯穿整个截面，其危害更大第四节特殊条件下混凝土施工8土木工程施工*温度裂缝的防治措施实质：控制混凝土内外温差＜25℃具体措施（1）选用水化热低的水泥，如矿渣水泥等；（2）掺缓凝剂延缓水泥放热速度；（3）投入大粒径骨料，如毛石等；掺粉煤灰；掺减水剂减少水泥用量；（4）循环水内部冷却；（5）减少分层厚度；（6）冬季覆盖保温；（7）夏季使用冷水或冰水拌和以降低入模温度；砂石堆场和运输设备遮阳以降低入模温度；骨料喷冷水雾或冷气预冷（8）放松约束：设后浇带第四节特殊条件下混凝土施工9土木工程施工*后浇带的设置作用：放松约束，减少每次浇筑长度的水化热，减少温度应力后浇带的构造：平接式、企口式、台阶式钢筋连续，砼后浇后浇带的设置距离：20~30m后浇带的宽度：70~100cm后浇带的填充：在保留至少28d以后，用比原结构强度提高一级的补偿收缩砼浇筑，并保持不少于15d的湿润养护第四节特殊条件下混凝土施工10土木工程施工二、水下混凝土施工水下浇筑:桩基础、水域桥基施工容易产生的问题是:水和泥浆混入混凝土内，形成夹层或吊脚桩，影响混凝土质量。施工方法：导管法第四节特殊条件下混凝土施工11土木工程施工*水下浇筑方法——导管法应用时注意：导管的埋入深度：0.8~5m导管提升速度：与砼上升速相适应，不太快，亦不太慢导管提升方向：只上下移动，不得横向移动第四节特殊条件下混凝土施工31254水中浇筑混凝土1-漏斗；2-导管；3-支架；4-滑轮组；5-绞车用数根导管同时浇筑混凝土12土木工程施工第四节特殊条件下混凝土施工问题：水结成冰以后，体积如何变化？气温对水泥硬化作用有什么影响？你认为混凝土冬期施工需要解决什么问题？你认为应该如何解决这些问题？你认为怎样的解决方法是最好的？三、混凝土冬期施工13土木工程施工混凝土冬期施工中容易产生的问题：1、混凝土前期受冻引起后期最终强度损失混凝土受冻后，水泥的水化反应停止，混凝土强度不再增加；继续受冻，产生冻胀应力；冻胀应力大于当时混凝土强度，在混凝土内部产生不可逆的微裂纹；混凝土解冻后，水泥水化反应可以继续进行，混凝土强度继续增长，但由于受冻期间产生了微裂纹，从而使混凝土的最终强度降低简单说：冻胀应力＞混凝土的强度（粘结应力)第四节特殊条件下混凝土施工14土木工程施工混凝土冬期施工中容易产生的问题：2、混凝土前期受冻引起混凝土耐久性严重劣化混凝土受冻后，冻胀应力大于当时混凝土强度，在混凝土内部产生不可逆的微裂纹，从而使混凝土的密实度降低，耐久性得不到改善影响因素：水泥种类、水灰比、混凝土受冻时间的早晚返回第四节特殊条件下混凝土施工15土木工程施工第四节特殊条件下混凝土施工混凝土冬期施工方法宗旨：混凝土受冻前的强度＞冻胀应力尽可能降低水灰比问题：什么时候要采取冬期施工方法？※室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时混凝土受冻临界强度：冬期仍能进行混凝土工程施工的重要条件方法：1、蓄热法2、外部加热法3、掺外加剂法16土木工程施工第四节特殊条件下混凝土施工1、蓄热法什么是蓄热法（或实质、或特点）利用加热原材料（避免假凝）所获得的热量及水泥水化热，用保温材料覆盖保温，延缓混凝土的冷却，使混凝土在正温度条件下增长强度以保证冷却至0℃时混凝土的强度大于受冻临界强度。优点：造价低、施工简单应用条件：室外最低气温不低于-15℃的地面以下工程；表面系数（结构的冷却面积与总体积之比）不大于15的结构，热工计算：上述条件只是定性条件，是否可行还要进行热工计算，热工计算的根据是热量平衡原理。混凝土冬期施工方法17土木工程施工2、外部加热法方法：蒸汽加热；电加热等等缺点：造价高、施工复杂应用条件：当蓄热法施工不可行时第四节特殊条件下混凝土施工3、掺外加剂法防冻剂：降低冰点减水剂：减少用水量，以减少冻胀应力加气剂：缓冲冻胀应力早强剂：提高混凝土早期强度，抵抗冻胀应力需要说明：上述三种方法，不是彼此孤立，经常互相结合使用混凝土冬期施工方法18土木工程施工关于砼冬期施工的其它问题第四节特殊条件下混凝土施工选择混凝土冬期施工方法，要兼顾工期要求、工程质量要求和施工费用最低混凝土冬期施工中还要考虑诸如原材料品种及其配比、运输方式、浇筑成型方式的合理选择等问题冬期施工中，需要运用计算的方法对砼强度进行预估，以确定是否已达到受冻临界强度成熟度：温度和时间的乘积原理：相同配合比的砼，在不同的温度-时间下养护，只要成熟度相等，其强度大致相同19土木工程施工第四节特殊条件下混凝土施工思考题：防冻剂的组分中除了防冻和早强组分以外，还有哪一种？使用外加剂需要注意什么问题？20土木工程施工第四节特殊条件下混凝土施工几个重要概念：使最终的抗压强度损失小于混凝土设计强度5%时混凝土受冻前至少应达到的强度值混凝土养护温度过高时，水泥颗粒表面迅速水化，结成外壳，阻止内部继续水化的现象。在规定温度下，能显著降低混凝土的冰点，使混凝土的液相不冻结或仅部分冻结，以保证水泥的水化作用，并在一定的时间内获得预期强度的外加剂混凝土受冻临界强度：防冻剂：假凝：