建筑施工技术课件 单元8季节性施工.ppt

1 主编 郭晓霞李明 单元8季节性施工 JIANZHUSHITU 2 8 1概述 单元8季节性施工 目录 8 2混凝土结构工程的冬期施工 8 3土方工程的冬期施工 8 4砌体工程冬期施工规范的相关规定 3 8 5雨期施工 目录 8 6建筑工程冬期施工应注意的问题 单元8季节性施工 4 单元8季节性施工 季节性施工是指雨季 冬季的施工 常规的施工方法已经不能适应其要求 必须根据具体情况选择合理的方法 制定相应的措施来确保施工质量 5 单元8季节性施工 本单元围绕地基基础与主体结构工程的冬期施工和雨期施工开展讨论 阐述其施工特点 基本要求 施工过程和注意事项 学生应结合本地气候条件 了解季节性施工的基本概念 从具体情况出发掌握不同的季节施工要点 6 8 1概述 7 8 1 1 1冬期施工的特点 1 冬期施工期是质量事故的多发期 2 冬期施工发现质量事故呈滞后性 3 冬期施工技术要求高 能源消耗多 施工费用增加 8 1 1冬期施工的特点和原则 8 1概述 8 8 1 1 2冬期施工的原则冬期施工的原则是 保证质量 节约能源 降低费用 确保工期 冬期施工必须做好组织 技术 材料等方面的准备工作 9 8 1 2 1雨期施工的特点 1 具有突然性 2 带有突击性 3 雨期往往持续时间较长 从而影响工期 对这一点要有充分的估计并做好合理安排 8 1 2雨期施工的特点和要求 10 8 1 2 2雨期施工的要求 1 在编制施工组织设计时 要根据雨期施工的特点 将不宜在雨期施工的分项工程避开雨期施工 对于必须在雨期施工的分项工程 做好充分的准备工作和防范措施 2 合理进行施工安排 3 做好材料的防雨 防潮和施工现场的排水等准备工作 11 8 2混凝土结构工程的冬期施工 12 根据 建筑工程冬期施工规程 JGJ104 2010 规定 冬期施工期限的划分原则是 根据当地多年气温资料统计 当室外日平均气温连续5天稳定低于5 即进入冬期施工 当室外日平均气温连续5天高于5 时解除冬期施工 8 2 1冬期施工期限的划分原则 8 2混凝土结构工程的冬期施工 13 新浇混凝土在养护初期遭受冻结 当气温恢复到正温后 即使正温养护至一定龄期 也不能达到其设计强度 这就是混凝土的早期冻害 混凝土能凝结硬化并获得强度 是水泥水化反应的结果 水和温度是水泥水化反应能够进行的必要条件 8 2 2混凝土早期冻害及受冻临界强度 14 当温度降到5 时 水化反应速度缓慢 当温度降到0 时 水化反应基本停止 当温度降到 4 2 时 混凝土内部的游离水开始结冰 游离水结冰后体积增大约9 在混凝土内部产生冰胀应力 使强度尚低的混凝土内部产生微裂缝和孔隙 同时损害混凝土和钢筋的黏结力 导致结构强度降低 混凝土的早期冻害是由于混凝土内部的水结冰所致 15 冬期施工的混凝土 其受冻临界强度应符合下列规定 普通混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制时 应为设计的混凝土强度标准值的30 采用矿渣硅酸盐水泥配制时 应为设计的混凝土强度标准值的40 但混凝土强度等级为C10及以下时 受冻临界强度不得小于5N mm2 掺用防冻剂的混凝土 当室外最低气温不低于 15 时 受冻临界强度不得小于4 0N mm2 当室外最低气温不低于 30 时 不得小于5 0N mm2 16 1 对材料和材料加热的要求 冬期施工混凝土用的水泥 应优先使用活性高 水化热大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥 不宜用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥 蒸汽养护时用的水泥品种经试验确定 水泥的强度等级不应低于42 5MPa 最小水泥用量不宜少于300kg m3 水灰比不应大于0 6 水泥不得直接加热 使用前1 2天运往暖棚存放 注意保暖和防潮 8 2 3混凝土冬期施工的工艺要求 17 骨料要在冬期施工前清洗和贮备 并覆盖防雨雪材料 适当采取保温措施 防止骨料内夹有冰碴和雪团 水的比热容大 是砂石骨料的5倍左右 所以 冬期施工拌制混凝土应优先采用加热水的方法 当加热水达不到要求时 才考虑加热砂和石子 砂石可采用蒸汽直接通入骨料中来加热 18 加热水时 应考虑加热的最高温度 以免水泥直接接触过热的水而产生 假凝 现象 水泥假凝是指水泥颗粒遇到温度较高的热水时 颗粒表面很快形成薄而硬的壳 阻止水泥与水的水化作用的进行 使水泥水化不充分 新拌混凝土拌合物的和易性下降 导致混凝土强度下降 19 混凝土拌合物及组成材料的加热最高允许温度按表8 1采用 钢筋焊接和冷拉施工 气温不宜低于 20 预应力钢筋张拉温度不宜低于 15 表8 1拌合水及骨料的最高温度 20 2 混凝土的搅拌 运输 浇筑冬期施工中外界气温低 由于空气和容器的热传导 混凝土在搅拌 运输和浇筑过程中应加强保温 防止热量损失过大 混凝土的搅拌 混凝土的运输 混凝土的浇筑 21 混凝土冬期施工方法是指保证混凝土在硬化过程中不受早期冻害 在正温度养护条件下达到临界强度的各种措施 混凝土冬期施工常用的方法有 蓄热法 掺外加剂 早强水泥法 外部加热法 综合蓄热法等 8 2 4混凝土冬期施工方法 22 8 2 4 1蓄热保温法蓄热保温法是将混凝土的原材料 水 砂 石 预先加热 经过搅拌 运输 浇筑成型后的混凝土仍能保持一定的正温度 以适当材料覆盖保温 防止热量散失过快 充分利用水泥的水化热 使混凝土在正温度条件下增长强度 混凝土在冷却到0 以前达到允许受冻临界强度 常采用的保温材料是保温效果好 价格低廉 来源广的地方材料 23 保温材料施工贮存中应防雨防潮 保持干燥 以免降低保温性能 蓄热法养护具有施工工艺简单 节约设备 冬期施工费用低及适应性强的优点 为冬期施工普遍采用 但需要的养护期较长 24 冬期施工的热工计算如下 1 混凝土拌合物的温度式中T0 混凝土拌合物的温度 mw mce msa mg 水 水泥 砂 石的用量 kg Tw Tce Tsa Tg 水 水泥 砂 石的温度 wsa wg 砂 石的含水率 c1 水的比热容 kJ kg K c2 水的溶解热 kJ kg 当骨料温度大于0 时 c1 4 2kJ kg K c2 0kJ kg 当骨料温度小于等于0 时 c1 2 1kJ kg K c2 335kJ kg T0 0 9 mceTce msaTsa mgTg 4 2Tw mw wsamsa wgmg c1 wsaTsa wgmgTg c2 wsamsa wgmg 4 2mw 0 9 mce msa mg 8 1 25 2 混凝土拌合物的出机温度式中T0 混凝土拌合物的温度 T1 混凝土拌合物的出机温度 Ti 搅拌机棚内温度 T1 T0 0 16 T0 Ti 8 2 26 3 混凝土拌合物经运输至成型完成时的温度式中T2 混凝土拌合物经运输至成型完成时的温度 tt 混凝土自运输至浇筑成型完成的时间 h n 混凝土转运次数 Ta 运输时的环境温度 温度损失系数 当用混凝土搅拌输送车时 0 25 当用开敞式大型自卸汽车时 0 20 当用开敞式小型自卸汽车时 0 30 当用封闭式自卸汽车时 1 0 当用手推车时 0 50 T2 T1 tt 0 032n T1 Ta 8 3 27 4 考虑模板和钢筋吸热影响 混凝土成型完成时的温度式中T3 考虑模板和钢筋吸热影响 混凝土成型完成时的温度 cc cf cs 混凝土 模板材料 钢筋的比热容 kJ kg K mc 每立方米混凝土的质量 kg mf ms 与每立方米混凝土相接触的模板 钢筋的质量 kg Tf Ts 模板 钢筋的温度 未预热者可采用当时环境温度 8 4 28 8 2 4 2综合蓄热法综合蓄热法是在蓄热保温法基础上 在配制混凝土时采用快硬早强水泥 或掺用早强外加剂 在养护混凝土时采用早期短时加热 或采用棚罩加强围护保温 以延长正温养护期 加快混凝土强度的增长 综合蓄热法可分为低蓄热养护和高蓄热养护两种方式 低蓄热养护主要以使用早强水泥或掺低温早强剂 防冻剂为主 使混凝土缓慢冷却至冰点前达到允许受冻临界前强度 29 当日平均气温不低于 15 表面系数为6 12 选用高效保温材料时 宜采用低蓄热养护 高蓄热养护除掺用外加剂外 还以采用短时加热为主 使混凝土在养护期内达到要求的受荷强度 当日平均气温低于 15 表面系数大于13时 宜采用短时加热的高蓄热养护 也常用于抢险工程 采用综合蓄热法时应进行热工计算 原材料应进行加热 提高混凝土入模温度 一般控制温度为20 左右 外加剂要慎重选择 经试验确定其掺入量 合理地选择干燥高效的保温材料 30 8 2 4 3掺外加剂的混凝土冬季施工方法外加剂的作用是使混凝土产生早强 减水防冻的效果 在负温下 加速凝结硬化 掺外加剂法可使混凝土冬期施工工艺简化 节约能源 降低冬期施工费用 是冬期施工有发展前途的施工方法 31 1 掺氯盐混凝土 不得掺用氯盐的情况在下列情况下 不得在钢筋混凝土中掺用氯盐 a 在高湿度空气环境中使用的结构 如排出大量蒸汽的车间 澡堂 洗衣房和经常处于空气相对湿度大于80 的房间以及有顶盖的钢筋混凝土蓄水池 b 处于水位升降部位的结构 c 露天结构或经常受水淋的结构 d 有镀锌钢材或铝铁相接触部位的结构 以及有外露钢筋 预埋件但无防护措施的结构 32 e 与含有酸 碱和硫酸盐等侵蚀性介质相接触的结构 f 使用过程中经常处于环境温度为60 以上的结构 g 使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝的结构 h 薄壁结构 中级或重级工作制吊车梁 屋架 落锤及锻锤基础等结构 i 电解车间和直接靠近直流电源的结构 j 直接靠近高压 发电站 变电所 的结构 预应力混凝土结构 33 施工注意事项a 应选用强度等级大于42 5MPa的普通硅酸盐水泥 水泥用量不得少于300kg m3 水灰比不应大于0 6 b 氯盐应配制成一定浓度的水溶液 严格计量加入 搅拌要均匀 搅拌时间应比普通混凝土搅拌时间增加50 34 c 混凝土浇筑必须在搅拌出机后40min内浇筑完毕 以防凝结 混凝土振捣要密实 d 掺氯盐混凝土不宜采用蒸汽养护 e 由于氯盐对钢筋有锈蚀作用 应用时加入水泥质量2 的亚硝酸钠阻锈剂 钢筋保护层不小于30mm 35 2 负温混凝土负温混凝土是指采用复合型外加剂配制的混凝土 在施工过程中 按实际情况选择对原材料加热 保温或蓄热养护等措施 可以起到减水 增强及阻止钢筋锈蚀等作用 使混凝土在负温条件下短期养护达到允许受冻临界强度 36 负温防冻复合外加剂一般由防冻剂 早强剂 减水剂 引气剂和阻锈剂等复合而成 其成分组合有三种情况 防冻组分 早强组分 减水组分 防冻组分 早强组分 引气组分 减水组分 防冻组分 早强组分 减水组分 引气组分 阻锈组分 早强剂能加速水泥硬化速度 提高早期强度 且对后期强度无显著影响 如氯化钙 氯化钠 硫酸钠 硫酸钾 三乙醇胺 甲醇 乙醇等 37 防冻剂在一定负温条件下 能显著降低混凝土中液相的冰点 使其游离态的水不冻结 保证混凝土不遭受冻害 效果较好的防冻剂有氯化钠 亚硝酸钠 减水剂在不影响混凝土和易性条件下 具有减水增强特性 可以降低用水量 减小水灰比 常用的减水剂有 木质素磺酸盐类 多环芳香族磺酸盐类 38 引气剂经搅拌能引入大量分布均匀的微小气泡 改善混凝土的和易性 在混凝土硬化后 仍能保持微小气泡 改善混凝土的和易性 抗冻性和耐久性 常用的有松香树脂类 阻锈剂为可以减缓或阻止混凝土中钢筋及金属预埋件锈蚀作用的外加剂 常用的有 亚硝酸钠 亚硝酸钙 铬酸钾等 亚硝酸钠与氯盐同时使用 阻锈效果最佳 39 负温混凝土施工a 宜优选水泥强度等级不低于42 5MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥 不宜采用火山灰水泥 禁止使用高铝水泥 b 防冻复合剂的掺量应根据混凝土的使用温度而定 指掺防冻剂混凝土施工现场5 7天内的最低温度 其掺量按表8 2中规定 40 注 规定温度是指掺防冻剂混凝土内部的最低温度 表8 2防冻剂的常用掺量 41 c 防冻剂应配制成规定浓度溶液使用 配制时应注意 氯化钙 硝酸钙 亚硝酸钙等溶液不可与硫酸溶液混合 减水剂和引气剂不可与氯化钙混合 钙盐与硫酸钠复合使用时 先加入钙盐溶液搅拌一定时间 再投入硫酸钠溶液 并延长搅拌时间拌和均匀 对于氯化钙与引气剂 减水剂复合配方 投料时应先加入氯化钙溶液搅拌 出料前加入引气剂和减水剂 d 在钢筋混凝土和预应力混凝土工程中 应掺用无氯盐的防冻复合外加剂 42 e 必须设专人配制 保管防冻复合剂 严格执行规定掺量 搅拌时间比正常时间延长50 混凝土出机的温度不应低于7 f 混凝土入模温度应控制在5 以上 浇筑与振捣要衔接紧密 连续作业 初期养护要严防受冻 温度不得低于防冻剂的规定温度 在负温条件养护时 必须覆盖严密 不允许浇水 43 8 2 4 4混凝土人工加热养护若在一定龄期内采用蓄热法达不到要求时 可采用蒸汽 暖棚 电热等人工加热养护 为混凝土硬化创造条件 人工加热需要设备且费用也较高 采用人工加热与保温蓄热或掺外加剂结合 常能获得较好效果 44 1 蒸汽加热养护法 蒸汽加热养护法分类a 内热法b 蒸汽室法c 蒸汽套法 45 采用蒸汽加热养护法时应注意的问题a 采用蒸汽养护时 普通硅酸盐水泥混凝土养护的最高温度不宜超过80 矿渣硅酸盐水泥混凝土可达90 95 b 应制定合理的蒸汽制度 包括预养 升温 恒温 降温等几个阶段 46 预养是指混凝土从浇筑完毕到升温前的一段养护时间 使混凝土达到一定的强度 能承受因升温热膨胀而对混凝土结构产生的破坏作用 升温是指混凝土由养护初始温度升到恒温养护温度的一段时间 降温是指停止蒸汽养护到降至常温的一段时间 47 在降温阶段 混凝土失水干缩 内外温差会使混凝土表面产生裂缝 混凝土的升温 降温速度不得超过表8 3规定 表8 3加热养护混凝土的升降温速度 48 c 蒸汽应采用低压 不大于0 07MPa 饱和蒸汽 加热时应使混凝土构件受热均匀 并注意排除冷却水和防止结冰 d 拆模必须待混凝土冷却到 5 以后进行 如果混凝土与外界温度相差大于20 时 拆模后的混凝土表面应用保温材料覆盖 使混凝土表面冷却缓慢进行 49 蒸汽加热法的热工计算蒸汽加热法的热工计算包括确定升温 恒温 降温养护时间和计算蒸汽用量 a 升温时间式中X1 升温时间 h t 恒温养护温度 tq 混凝土养护时的初温 tv 升温速度 h 根据表8 3确定 恒温养护温度根据设计规定要求达到的强度和养护时间确定 8 5 50 b 恒温时间式中X2 恒温时间 h X0 在15 条件下 混凝土达到要求强度时所需时间 h P1 P2 P3 升温 恒温 降温阶段的当量系数 X3 降温时间 h 8 6 51 c 降温时间式中X3 降温时间 h t 混凝土恒温养护时的温度 tc 混凝土降温终了时的温度 tp 规定降温速度 h 8 7 52 d 蒸汽需要量计算式中Q 总热量 kJ W 混凝土养护蒸汽总需要量 kg i 蒸汽发热量 取2500kJ kg 损失系数 取0 2 0 3 8 8 53 2 电热法电热法是在混凝土结构的内部或外表设置电极 通以低电压电流 由于混凝土的电阻作用 使电能变为热能加热养护混凝土 电热法设备简单 施工方便 热量损失小 易于控制 但耗电量大 目前多用于局部混凝土养护 电热法分类电热法可分为内部加热和表面加热两种形式 54 电热法施工的注意事项a 电热法施工宜选用强度等级不大于42 5MPa的普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸