张 坤
浅谈冬季混凝土施工措施
张 坤
在介绍冬季施工定义的基础上说明了冬季施工时温度的重要性,着重从原材料控制、搅拌控制、混凝土运输及浇筑、现场保温养护等方面提出了冬季混凝土施工措施,以取得良好的施工效果。
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我国地域辽阔,冬季大部分地区在 0℃以下,特别是西北地区,温度更是低于-15℃。作为工程施工人员在面临工期紧、任务重的情况下,冬季停工是不现实的。我单位施工工地位于青海省境内,冬季最低温度达 -20℃,且寒冷周期长,冬季施工难度大。作为试验人员结合我拌合站实例谈谈冬期混凝土施工的一些措施。
1 冬季施工的定义及温度的重要性
所谓冬季施工为当工地昼夜平均气温连续 3 d低于 5℃或最低气温低于 -3℃时,应采取冬期施工措施。
混凝土在负温作用下,内部水分冻结成冰,体积膨胀,产生的冻胀应力破坏了混凝土内部结构,使混凝土的物理、力学性能遭受到损害,而引起混凝土的冻害。混凝土强度只有在正温养护条件下才能持续不断的增长,温度越高增长速度越快。新浇筑的混凝土如果受到冻害,其内部将产生大量的微裂纹,会大大影响混凝土的强度和耐久性。因此冬季施工中对混凝土温度的控制是至关重要的。
2 冬季施工措施
除了温度,冬季施工和夏季施工没有太大的区别,可通过控制混凝土入模温度和养护温度而达到常温施工的效果,以保证混凝土质量。
冬季气温低,温度散失快,要得到较好的混凝土入模温度可从两方面着手：1)通过加热原材料提高混凝土出机温度;2)混凝土运输过程中防止温度散失。
合理的养护条件是防止新浇混凝土冻害的主要措施,养护温度不得低于 5℃,细薄截面结构不宜低于 10℃,养护时间最短要保证结构物达到临界受冻强度方可解除加热保温养护。临界受冻强度是指混凝土基本能够抵抗冰胀应力的最低强度(受冻后,最终强度损失不超过 5%的预养强度值)。普通硅酸盐水泥混凝土强度为配制强度的 30%。
2.1 原材料控制
原材料方面通常只针对集料、水、外加剂采取措施,胶凝材料不予考虑。
2.1.1 砂石料保温
建造拌合站时就应依据当地情况,考虑到冬季施工。我拌合站是根据业主要求建造标准料仓棚,四周密封,地下铺设地暖设备,地上采用钢制暖气片制热。
砂石料仓可分暂存仓和使用仓,新进原材料应存放在暂存仓,待材料内外温度一致后移到使用仓,以保证砂石料在使用时达到温度要求。当室外温度为 -20℃时,我拌合站料仓内温度仍能在 10℃以上,材料表面温度在 5℃以上。
2.1.2 水的加热与保温
水温会直接影响到混凝土出机温度,但是也不宜过高,温度不能超过 80℃。拌合用水在电热管不能满足的情况下需要专门锅炉保证,为避免资源浪费,蓄水池可做大小两个,大池为蓄水池,用小池直接提供拌合水,两池相通用阀门控制,根据混凝土量决定需要加热的水量。
我拌合站是采用锅炉加热方法,池内设热水管对拌合水加热,水温准确,并能根据混凝土出机温度随时调整水温。
2.1.3 外加剂的存放
冬季使用外加剂应选择掺防冻剂的复合型外加剂。外加剂掺量小,其温度不会影响混凝土温度,但是外加剂在低温下会结晶,而影响效果。因使用量小,其存储室面积也不大,可用火炉室内加热。也可对存储罐采用电热毯覆盖加热,温度能很容易保证在 20℃以上。
2.2 搅拌控制
冬季施工对搅拌环境的要求是,设备应安装在温度不低于10℃的厂房或暖棚内。根据搅拌室面积大小可放一个～两个火炉保持温度,能很容易达到要求。对于搅拌方法客运专线有统一规定,先骨料和已加热的水再水泥,水泥绝不应与 80℃的水直接接触。温度极低的地区,还应考虑在装载机上料过程中砂石料的温度散失,建议料仓棚与上料斗搭棚连接,必要时可以放自制大火炉以保证温度。
2.3 混凝土运输及浇筑
为防止混凝土在运输途中有大量的温度散失,输送车罐体应采取棉被包裹,尽量缩短运输时间和中间倒运环节。施工过程中调度员应做好工作,调配好车辆并且保证道路畅通,避免施工过程中车辆积压,确保混凝土出机后以最快速度浇筑。如现场为泵送浇筑,还应将泵管采取包裹措施,并保证连续施工。浇筑前还应该先清理模板和钢筋上的冰雪和污垢。浇筑时要及时振捣,振捣时要密实不留死角,保证混凝土能充分填满模板的各个角落。
2.4 现场保温养护
常见的现场保温方法有蒸汽养护法、搭设暖棚法和电热法养护等,我工地根据自身特点采用搭设暖棚保温养护。下面主要介绍蒸汽养护和暖棚搭设两种方法。
2.4.1 蒸汽养护法
蒸汽养护有很多种,根据特点不同也分几种,现总结如下四种方法及适用范围(见表 1)。
蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。静停期间应保持环境温度不低于 5℃,灌注完 4 h～6 h后方可升温,升温速度不得大于 15℃/h,恒温期间混凝土内部温度不宜超过 60℃,最大不得超过 65℃,降温速度不得大于 15℃/h。
2.4.2 搭设暖棚法
暖棚法适用于地面结构和混凝土量比较集中的工程结构如承台、墩柱等,搭设暖棚时,可在结构物四周搭设脚手架,用篷布铺盖密封,内部用火炉加热保温,小火炉不能保证时用自制的大火炉替代。保证混凝土表面温度在 5℃以上,棚内温度在 10℃～20℃。养护期间混凝土表面不能有失水现象,当有失水现象时应及时采取增湿措施或表面洒水养护。暖棚出入口处混凝土容易受冻,这里应加强注意。
表 1 四种蒸汽养护法的特点及适用范围
3 试验工作
3.1 温度记录与控制
试验人员在整个过程中要尽职尽责,做好料仓棚、搅拌室及现场保温棚的温度记录及监控工作。浇筑过程中除其他指标还应测试入模温度。当设计无要求时,混凝土的入模温度宜控制在5℃以上。混凝土浇筑完毕后的前三天加强养护温度测量,以后每昼夜测量不少于 4次,每次测量棚内温度和混凝土表面温度,如发现异常及时向责任人汇报并采取措施。
3.2 试块留置
设专职人员在现场制作试件,除标准养护试件外不超过100m3同配比混凝土取样不少于一次作为同条件养护试件。
4 冬季施工安全要点
1)混凝土浇筑过程中特别是大雪过后高空作业应注意防滑,施工前清扫积雪冰块,重要地方应铺草帘防滑。2)使用火炉加热保温的地方应注意用火安全,密封地方注意适当通风防止煤气中毒。
5 结语
本文结合兰新铁路客运专线,从试验人员的角度分析了混凝土的冬季施工方法,避免新浇混凝土早期侵冻,取得像常温下施工时的效果,保证了工程质量,同时为来年的工程进度打下了坚实的基础。
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On measures of concrete construction in w inter
ZHANG Kun
Based on the introduction of the definition ofwinter construction,the paper indicates the importance of temperature in winter construction,and points out the concrete constructionmeasures in winter from the control of rawmaterials,the control ofmixing,the concrete transportation and grouting,and the field heat reservation and maintenance,so as to achieve better construction effect.
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TU755.8
B
1009-6825(2011)09-0111-02
2010-11-26
张 坤(1983-),男,助理工程师,中铁十八局第三工程有限公司,河北涿州 072750
