冬季施工 混凝土工程

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1、 混凝土工程 基本要求 1．混凝土工程的冬期施工，要從施工期間的氣溫情況、工程特點和施工條件出發(fā)，在保證質(zhì)量、加快進度、節(jié)約能源、降低成本的前提下，選擇適宜的冬期施工措施。 混凝土的拌制 1.混凝土原材料加熱應(yīng)優(yōu)先采用加熱水的方法，當(dāng)加熱水仍不能滿足要求時，再對骨料進行加熱。水、骨料加熱的溫度一般不得超過表22-29的規(guī)定。若達到規(guī)定溫度后仍不能滿足要求時，水的加熱溫度可提高到100℃，但水泥不得與80℃以上熱水直接接觸。投料時應(yīng)先投入骨料和水，最后才投入水泥。 拌合水及骨料最高溫度 表22-29 水泥種類 拌合水（℃） 骨料（℃） 強度等級小于52.5的普通硅酸鹽水泥、

2、礦渣硅酸鹽水泥 80 60 強度等級等于及大于52.5的硅酸鹽水泥，普通硅酸鹽水泥 60 40 2.水和骨料可根據(jù)工地具體情況選擇加熱方法，但骨料不得在鋼板上灼炒。水泥應(yīng)儲存在暖棚內(nèi)，不得直接加熱。 3.骨料必須清潔，不得含有冰雪和凍塊，以及易凍裂的物質(zhì)。在摻有含鉀、鈉離子的外加劑時，不得使用活性骨料或混有活性材料的骨料。 4.拌制摻外加劑的混凝土?xí)r，如外加劑為粉劑，可按要求摻量直接撒在水泥上面和水泥同時投入。如外加劑為液體，使用時應(yīng)先配制成規(guī)定濃度溶液，然后根據(jù)使用要求，用規(guī)定濃度溶液再配制成施工溶液。各溶液要分別置于有明顯標(biāo)志的容器內(nèi)，不得混淆。每班使用的外加劑溶液應(yīng)一次配

3、成。 5.嚴格控制混凝土水灰比，由骨料帶入的水分及外加劑溶液中的水分均應(yīng)從拌合水中扣除。 6.拌制摻有外加劑的混凝土?xí)r，攪拌時間應(yīng)取常溫攪拌時間的1.5倍。 7.混凝土拌合物的出機溫度不宜低于10℃，入模溫度不得低于5℃。 8.混凝土拌合物的理論溫度，可按下式計算： T0＝[0.9（mceTce＋msaTsa＋mgTg）＋4.2Tw（mw－wsamsa－wgmg） ＋c1（wsamsaTsa＋wgmgTg）－c2（wmmsa＋wgmg）」 ÷[4.2mw＋0.9（mce＋msa＋mg）] （22-10） 式中 T0——混凝土拌合物溫度（℃）； mw、m

4、ce、msa、mg——水、水泥、砂、石的用量（kg）； Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石的溫度（℃）； wsa、wg——砂、石的含水率（％）； c1、c2——水的比熱容[kJ/（kg·K）]及冰的溶解熱（kJ/kg）。 當(dāng)骨料溫度＞0℃時，c1＝4.2，c2＝0； ≤0℃時，c1＝2.1，c2＝335。 9.混凝土拌合物的出機溫度，可按下式計算： T1＝T0－0.16（T0－Ti） （22-11） 式中 T1——混凝土拌合物出機溫度（℃）； Ti——攪拌機棚內(nèi)溫度（℃）。 混凝土的運輸和澆筑 1．冬期施工運輸混凝土拌合物，應(yīng)使熱量損失盡量減少，可采取

5、下列措施： （1）正確選擇放置攪拌機的地點，盡量縮短運距，選擇最佳的運輸路線； （2）正確選擇運輸容器的形式、大小和保溫材料； （3）盡量減少裝卸次數(shù)并合理組織裝入、運輸和卸出混凝土的工作。 2.混凝土在澆筑前，應(yīng)清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢，裝運拌合物的容器應(yīng)有保溫措施。 負溫混凝土 1．工藝特點 將拌合水預(yù)先加熱，必要時砂子也加熱，使經(jīng)過攪拌后的混凝土于出機時具有一定的零上溫度。在拌合物中加入防凍劑，混凝土澆筑后不再加熱，僅做保護性覆蓋以防止風(fēng)雪侵襲。混凝土終凝前，其本身溫度即已降至0℃，并迅速與環(huán)境氣溫相平衡?；炷辆驮谪摐刂杏不?。 2．適用范圍 可用于零星的、不易蓄熱

6、保溫也不易采取加熱措施，并對強度增長速度要求不高的結(jié)構(gòu)，如圈梁、過梁、挑檐、雨篷、地面和梁柱接頭等。硬化時混凝土本身的溫度在0～-10℃之間。 3．作用機理 根據(jù)拉烏爾定律，當(dāng)水中溶入了不揮發(fā)的物質(zhì)后成為溶液，水的蒸汽壓下降造成溶液的冰點降低。當(dāng)溫度降至該溶液的冰點時，溶液中開始有冰析出，此時溶液的濃度升高，冰點相應(yīng)降低，當(dāng)溫度繼續(xù)下降時，溶液的冰點就更低，溫度下降至該溶液的最低共熔點時，溶液中的水才全部成固態(tài)隨溶劑晶體一道析出。由于溶液具有這種性質(zhì)，因此在混凝土中加入適當(dāng)?shù)姆纼鰟┖螅谝欢ǖ呢摐貤l件下，可以使含冰率控制在10%以內(nèi)，而大部分拌合水仍為液相，可以與水泥起水化反應(yīng)，使混凝土的

7、強度逐漸增長。 4．防凍劑的組成 防凍劑通常由防凍組分、早強組分和減水組分復(fù)合而成。 防凍組分是防凍劑的核心成分，由它來保證混凝土中液相水的存在，常用的種類見表22-48。 防凍組分 表22-48 名稱 化學(xué)式 析出固相共熔體時 附注 濃度（g/100g水） 溫度（℃） 食鹽 NaCl 30.1 -21.2 致銹 氯化鈣 CaCl2 42.7 -55 致銹 亞硝酸鈉 NaNO2 61.3 -19.6 硝酸鈉 NaNO3 58.4 -18.5 硝酸鈣 Ca（NO3）2 78.6 -28 乙酸鈉 CH3COONa

8、 -17.5 碳酸鉀 K2CO3 56.5 -36.5 尿素 （NH2）2CO 78 -17.6 氨水 NH4OH 161 -84 甲醇 CH3OH 212 -96 早強組分用來促進水泥的硬化，常用的種類見表22-49。 早強組分 表22-49 名稱 化學(xué)式 摻量占水泥（%） 相對早強效果（％） f1 f3 f7 （空白） 100 100 100 硫酸鈉 Na2SO4 2 138 143 122 三乙醇胺 C6H15O3N 0.04 147 136 125 硫代硫酸鈉

9、Na2S2O3 2 147 128 98 注：相對早強效果，均以空白標(biāo)養(yǎng)試件為基準的標(biāo)準養(yǎng)護下的齡期分別為1、3、7d的抗壓強度之比。 減水組分用來減少拌合水量，從而降低混凝土中的含冰量，提高混凝土的密實度和抗凍害能力。減水組分宜選用萘系高效減水劑，如FDN。 防凍劑的參考配方如表22-50。在選擇防凍劑配方時，可以取混凝土自澆筑之時起5晝夜內(nèi)的預(yù)計平均氣溫作為硬化溫度（防凍劑的規(guī)定溫度）來選擇防凍劑配方。 防凍劑參考配方 表22-50 水泥品種 硬化溫度（℃） 配方（％） 普通水泥 -10 亞硝酸鈉（13.4）＋硫酸鈉2＋FDN 0.75 亞硝酸鈉（6.1

10、）＋硝酸鈉（9.7）＋硫酸鈉2＋FDN 0.75 尿素（7.3）＋硝酸鈉（8.5）＋硫酸鈉2＋FDN 0.75 -5 亞硝酸鈉（6.9）＋硫酸鈉2＋FDN 0.75 亞硝酸鈉（3.4）＋硝酸鈉（5.7）＋硫酸鈉2＋FDN 0.75 尿素（4.5）＋硝酸鈉（5.7）＋硫酸鈉2＋FDN 0.75 0 亞硝酸鈉（3.2）＋硫酸鈉2＋木鈣0.25 尿素（4.4）＋硫酸鈉2＋木鈣0.25 食鹽（4.4）＋硫酸鈉2＋木鈣0.25 礦渣水泥 -5 亞硝酸鈉（9.0）＋硫酸鈉2＋FDN 0.75 亞硝酸鈉（4.4）＋硝酸鈉（6.6）＋硫酸鈉2＋FDN 0.75 尿素（6.6）＋硝酸

11、鈉（6.6）＋硫酸鈉2＋FDN 0.75 0 亞硝酸鈉（3.1）＋硫酸鈉2＋木鈣0.25 尿素（4.1）＋硫酸鈉2＋木鈣0.25 食鹽（4.1）＋硫酸鈉2＋木鈣0.25 注：1.配方中括號內(nèi)數(shù)字為占拌合水量的百分數(shù)，其余為占水泥用量的百分數(shù)。 2.食鹽配方僅用于無筋混凝土，其余均可用于鋼筋混凝土。 5．商品防凍劑的選擇 （1）外加劑廠生產(chǎn)的防凍劑，必須符合行業(yè)標(biāo)準《混凝土防凍劑》（JC475）的要求。防凍劑按規(guī)定溫度分為-5℃、-10℃和-15℃三種。規(guī)定溫度是指摻有防凍劑的混凝土拌和物，成型后在恒定的負溫條件下的硬化溫度。 （2）工地應(yīng)根據(jù)混凝土澆筑后5d內(nèi)的預(yù)計日

12、最低氣溫來選用防凍劑。當(dāng)預(yù)計日最低氣溫為-5～-10℃、-10～-15℃和-15～-20℃時，宜分別采用規(guī)定溫度為-5℃、-10℃和-15℃的防凍劑。當(dāng)預(yù)計日最低氣溫為0～-5℃時，可采用早強減水劑并用保溫材料覆蓋。 6．負溫混凝土的物理力學(xué)性能 表22-51是一組負溫混凝土各項性能的試驗結(jié)果，從表中可以看出，在混凝土中加入適當(dāng)?shù)姆纼鰟┖?，雖經(jīng)冷凍，其各項物理力學(xué)性能均不低于同樣配合比的空白標(biāo)準養(yǎng)護的混凝土。不加防凍劑的混凝土，即使將混凝土強度等級從C20提高到C30，經(jīng)過冷凍以后，盡管抗壓強度可以達到C20的要求，但抗?jié)B、粘結(jié)力等性能仍相當(dāng)?shù)土?，彈性模量也有所下降。因此在施工中單純采取?/p>

13、高強度等級的辦法，用混凝土遭凍后的殘余強度來滿足設(shè)計要求，是不能保證工程質(zhì)量的。 負溫混凝土性能 表22-51 注：編號1～3，空白標(biāo)準養(yǎng)護28d抗壓強度為21.5MPa；編號4空白標(biāo)準養(yǎng)護28d抗壓強度為33.7MPa。 7．施工方法 （1）負溫混凝土應(yīng)優(yōu)先選用42.5級或42.5級以上的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，尤其應(yīng)優(yōu)先選用早強快硬水泥，嚴禁使用高鋁水泥。 （2）砂石材料必須清潔。不得含有冰雪和凍塊，也不得含有活性骨料和能凍裂的物質(zhì)。 （3）防凍劑應(yīng)先溶解于水，配制成溶液，然后投入攪拌。配制硫酸鈉溶液的水溫應(yīng)保持30～50℃，濃度不宜大于20％。如溫度降低

14、而發(fā)生結(jié)晶沉淀時，應(yīng)再加熱攪拌待完全溶解后方可使用。 （4）防凍劑如以干粉狀態(tài)直接投入攪拌時，應(yīng)在事先與較多量的載體（如粉煤灰）混拌均勻，方可使用。如受潮結(jié)塊，應(yīng)磨碎并通過0.63mm的篩后方可使用。 （5）負溫混凝土的坍落度，應(yīng)嚴格控制在1～3cm之間。 （6）混凝土拌合物的出機溫度不宜低于10℃，澆筑成型后的溫度不宜低于5℃。在有條件時，應(yīng)盡量提高混凝土的溫度，并盡量延長混凝土在成型后保持正溫的時間。 （7）混凝土澆筑后，其裸露表面應(yīng)立即用塑料薄膜覆蓋保護以防止脫水。如構(gòu)件的表面系數(shù)大于18，而硬化溫度又在-8℃以下時，構(gòu)件澆筑后還須用保溫材料圍護1d，以延長其保持正溫的時間。

15、（8）摻有防凍劑的混凝土，當(dāng)環(huán)境溫度降至預(yù)計溫度以下前，混凝土必須達到抗凍臨界強度：當(dāng)最低氣溫不低于-10℃時，混凝土抗壓強度不得小于3.5MPa；當(dāng)最低氣溫不低于-15℃時，混凝土抗壓強度不得小于4.0MPa；當(dāng)最低氣溫不低于-20℃時，混凝土抗壓強度不得小于5.0MPa。 （9）防凍劑在使用前，應(yīng)對照質(zhì)量標(biāo)準進行系統(tǒng)檢驗。防凍劑的配方確定以后，在施工過程中仍要對外加劑進行抽樣檢查。用于鋼筋混凝土中的外加劑，更應(yīng)經(jīng)常抽查其氯離子含量，某些化工產(chǎn)品有時含有大量氯化物，應(yīng)嚴加防范以免引起鋼筋銹蝕。 （10）各種外加劑要分別包裝堆放，避免混淆和散失。有毒物品（如亞硝酸鈉）更應(yīng)加強保管，以免發(fā)生

16、意外事故。 22-5-13 混凝土質(zhì)量檢查 1．混凝土工程的冬期施工，除按常溫施工的要求進行質(zhì)量檢查外，尚應(yīng)檢查以下項目： （1）外加劑的質(zhì)量和摻量； （2）水和骨料的加熱溫度； （3）混凝土在出機時、澆筑后和硬化過程中的溫度； （4）混凝土溫度降至0℃時的強度（負溫混凝土則為溫度低于外加劑規(guī)定溫度時的強度）。 2．水、骨料及混凝土出機時的溫度，每工作班至少測量4次。 3．混凝土溫度的測量： （1）采用蓄熱法養(yǎng)護混凝土?xí)r，養(yǎng)護期間每晝夜測量4次； （2）負溫混凝土，強度達到抗凍臨界強度以前，每隔2h測量1次；以后每晝夜測量2次； （3）采用加熱法養(yǎng)護混凝土?xí)r，升、降溫

17、期間每1h測量1次，恒溫期間每2h測量1次； （4）采用綜合養(yǎng)護的混凝土，每晝夜測量4次； （5）室外空氣溫度及周圍環(huán)境溫度，每晝夜測量4次。 4．混凝土的溫度測量，應(yīng)按下列規(guī)定進行： （1）全部測溫孔、點均應(yīng)編號，繪制布置圖，測量結(jié)果要寫入正式記錄； （2）測溫孔、點應(yīng)設(shè)在有代表性的結(jié)構(gòu)部位和溫度變化大、易冷卻部位，測溫孔的深度一般為10～15cm，或板、墻厚度的1/2。 （3）測溫時，應(yīng)將溫度計與外界氣溫做妥善隔離，可在孔口四周用保溫材料塞住，溫度計在測溫孔內(nèi)應(yīng)留置3min以上，方可讀數(shù)。 5．測量讀數(shù)時，應(yīng)使視線和溫度計的水銀柱頂點保持在同一水平高度上，以避免視差。讀數(shù)時，

18、要迅速準確，勿使頭、手或燈頭接近溫度計下端。找到溫度計水銀柱頂點后，先讀小數(shù)，后讀大數(shù)，記錄后再復(fù)驗一次，以免誤讀。 6．測溫人員應(yīng)同時檢查覆蓋保溫情況，并應(yīng)了解結(jié)構(gòu)物的澆筑日期、要求溫度、養(yǎng)護期限等。若發(fā)現(xiàn)混凝土溫度有過高或過低現(xiàn)象，應(yīng)立即通知有關(guān)人員，及時采取有效措施。 7．在混凝土施工過程中，要在澆筑地點隨機取樣制作試件，每次取樣應(yīng)同時制作3組試件。1組在20℃標(biāo)準條件下養(yǎng)護至28d試壓，得強度f28；1組與構(gòu)件在同條件下養(yǎng)護，在混凝土溫度降至0℃時（負溫混凝土為溫度降至防凍劑的規(guī)定溫度以下時）試壓，用以檢查混凝土是否達到抗凍臨界強度；1組與構(gòu)件在同條件下養(yǎng)護至14d，然后轉(zhuǎn)入20℃標(biāo)準條件下繼續(xù)養(yǎng)護21d，在總齡期為35d時試壓，得強度f14'+21。如果f14'+21≥f28，則可證明混凝土未遭凍害，可以將f28作為強度評定的依據(jù)。