混凝土冬季施工(3).ppt

预拌混凝土冬季施工,混凝土工程冬季混凝土特点：凝结时间：04时，比15延长3倍，温度降到0.30.5时，混凝土开始冻结后，反应停止，-10时，水化反应完全停止，混凝土强度不在增长，混凝土中水冻胀体积增加9%，硬化的砼结构遭到破坏，及发生冻坏。,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的选择,从上述分析可以知道，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。,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：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酸盐水泥7天的强度，效果较明显。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。,调整配合比方法,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。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%）。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。,蓄热法,主要用于气温负10左右，结构比较厚大的工程。做法是：对原材料（水、砂、石）进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有相当的热量，以使水泥水化放热较快，并加强对混凝土的保温，以保证在温度降到0以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。此法工艺简单，施工费用不多，但要注意内部保温，避免角部与外露表面受冻，且要延长养护龄期。,外部加热法,主要用于气温负10以上，而构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气，将热量传给混凝土，或直接对混凝土加热，使混凝土处于正温条件下能正常硬化。火炉加热。一般在较小的工地使用，方法简单，但室内温度不高，比较干燥，且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化，影响质量。蒸气加热。用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化。此法较易控制，加热温度均匀。但因其需专门的锅炉设备，费用较高。且热损失较大，劳动条件亦不理想。电加热。将钢筋作为电极，或将电热器贴在混凝土表面，便电能变为热能，以提高混凝土的温度。此法简单方便，热损失较少，易控制，不足之处是电能消耗量大。红外线加热。以高温电加热器或气体红外线发生器，对混凝土进行密封幅射加热。,抗冻外加剂,在负10以上的气温中，对混凝土拌和物掺加一种能降低水的冰点的化学剂，使混凝土在负温下仍处于液相状态，水化作用能继续进行，从而使混凝土强度继续增长。目前常用有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。,混凝土在凝结过程中如受到负温侵袭，水泥的水化作用受到阻碍，其中游离水分开始结冰，体积增大9%,有使混凝土冻裂而严重影响混凝土质量的危险；混凝土初期受冻后再置于常温下养护，其强度虽仍能增长，但已不能恢复到未遭冻害的水平；而且遭冻愈早，后期强度的恢复就愈困难。为了探索新浇混凝土在受冻前达到多大强度才能基本上避免冻害，各国都做过大量试验。中国现行规范规定，这一临界强度值为28天正常养护强度的40%,并不小于5兆帕。混凝土的冬季施工措施就是以此为基点的。,采用妥善的养护方法，防止早期受冻是保证混凝土冬季施工质量的关键。一般应根据气温情况、结构特点和现场能源条件抉择。当最低气温不低于-15C,结构的表面系数（表面积和体积之比）不大于5的地面或地下工程，宜采用蓄热法；结构的表面系数在5以上,要求获得早强,且电力供应条件较好者,可采用电热法；结构的表面系数较大，如柱、梁、板等且有充裕蒸汽可资利用时，可采用蒸汽法。此外，对于预制混凝土构件接头、墙板拼缝以及现浇圈梁等，也可采用远红外线或电磁感应的加热方法取得早强的效果。不论采取何种养护方法，都要注意所用水泥的适应性,进行热工计算,加强保温防风，并控制人工加热的升温、恒温、降温速度，以免混凝土受冻或干裂。,为了防止遭受早期冻害，通常要求开始养护时的混凝土温度不低于5C。由于蓄热法是依靠水泥水化热和混凝土拌合物本身的热量，在保温的条件下达到预定温度的方法，其养护温度需提高到10C以上。为此混凝土在拌制、运输、灌筑、捣实等过程中,必须采取措施,不使热量散发过快。负温下制备混凝土时，可适当将水和砂石加热，但水和砂石混合物的温度应不超过40C，否则投入水泥时易发生假凝。除加热养护外，冬季混凝土也可掺用早强剂、防冻剂等拌制，以降低其冰点，使混凝土在负温下硬化。,混凝土工程冬期施工方法（理论）,负温混凝土(机理)方法。根据混凝土在负温下硬化的基本理论,要保证混凝土在负温下硬化并获得强度,首要条件就在于必须有液相存在。加入抗冻外加剂是使水的冰点下降,促使混凝土在负温下硬化。掺加抗冻外加剂时,其剂量应适宜,当气温降至设计温度以下,允许有30%50%的水变为冰。掺抗冻外加剂生成的冰,不对混凝土产生显著的损害。当水泥水化所需要的水随着水化进程增多时,可由融冰来补充,直到含冰量减少并逐渐消失。,混凝土工程冬期施工方法（理论）,临界强度(理论)方法。受冻临界强度是指混凝土抵抗负温冻害时的最小强度。对于不同负温下冻结或用不同品种水泥拌制的混凝土,或不同等级的混凝土,其受冻临界强度值不同,当采用不同防冻剂时其受冻临界强度值也不同。临界强度,即混凝土受冻模式所需的最低强度,和最短养护龄期(即I临界龄期)。在这过程中必须根据水泥的水化程度、水化生成物的结晶度、孔结构特征等综合考虑,一般来说混凝土的强度是一个重要参数,是判断混凝土中结构形成与破坏过程的标准,所以选用临界强度作为允许受冻的指标。,采用综合蓄热法施工时选用高效能保温围护结构塑料薄膜和阻燃草帘被，在提高混凝土入模温度基础上，利用水泥的水化热及对部分原材料加热，并掺负温外加剂，通过高效能保温材料严密覆盖使混凝土在缓慢冷却至冰点前，达到受冻临界温度。,我们拟采用砼中增加防冻剂的冬期施工的质量控制措施。我方拟采用增加防冻剂一览表如下：,混凝土冬季施工注意事项,1、在冬期施工期间使用预拌混凝土，对预拌混凝土供应单位提出各项技术要求，即混凝土强度等级、塌落度、水泥品种、水泥用量、防冻剂要求、温度要求、初凝时间、终凝时间、出罐温度等。2、水泥用量不得小于300KG/m3，水灰比不大于0.55。3、砂率必须在3545，灰砂比为1：21:2.5.4、混凝土的含碱量必须小于3KG/M3,砼中氯离子含量不超过0.2。,5、根据浇注速度及分层厚度，要求初凝时间在68小时之内。6、混凝土出罐温度必须不小于12，入模温度不得低于7。7、混凝土抗冻温度为-15。8、混凝土输送泵搭棚封严，输送泵管采用草帘被包裹保温，防止砼的热量损失。正确选择布料杆的最佳位置，尽量缩短运距，选择最佳路线，加快砼浇注速度。,9、混凝土浇注：（1）、混凝土浇注前必须将模板和钢筋上的冰、雪清理干净。（2）、墙体混凝土浇注完毕后，采用保温被将墙体上口裸露的部位覆盖保温。（3）、顶板混凝土表面第一次收面后，及时用一层塑料布加一层草帘被覆盖保温，第二次收面时采用随接草帘被、随收面、随覆盖的方法，当气温低于10及天气突然骤变时，再增加一层草帘被覆盖，确保混凝土不受冻。,10、混凝土试块数量,（1）、混凝土工程在砼浇注地点随机取样、分层、分段、分量按常温施工条件制作28天标养试块及结构实体试块。（2）、结构工程冬期施工的混凝土，增设不少于三组与结构同条件养护的试块，分别用于检验受冻前的砼强度、转常温养护28天的砼强度及增加同条件28天后转标养28天（即56天）试块。（3）、根据施工安排，还必须制作用于砼拆模前强度的检验与结构同条件养护的砼试块，以保证拆模时砼强度达到4MPA.,10、混凝土试块数量,（4）、制作砼试块的人员必须专项专人完成，确保试块在不受冻情况下及时送进标养室（养护试块成型后必须在正常温度条件下养护至拆模）。（5）、同条件养护试块要做好标识，覆盖条件必须同结构相同，放在避风处，禁止用传热系数大潮湿的保温材料进行养护，以保证砼试块的强度真实性。,11、砼结构临界受冻强度及拆模强度,（1）、冬期浇注的砼在受冻前混凝土的抗压强度不低于下列规定：临界强度符合规范要求方能撤除保温结构和脱侧模板。混凝土受冻临界强度，采用普通硅酸盐水泥的为设计强度标准值的30%掺用防冻剂的混凝土，当室外最低气温在-15以上时不得小于4N/mm2。（2）、全现浇结构外墙混凝土强度达到7.5Mpa时，方可提升外爬架；墙体混凝土达到4MPA时才准拆模。（3）、现浇楼板的拆模混凝土强度，必须遵守规范规定，并以同条件养护试块的抗压强度值为依据，符合要求时方可拆除。,b)、测温时，测温仪表于外界隔离，并留置在测温孔内的时间不少于3分钟。c)、每次测温要认真填写测温记录，填写的要求内容齐全、数据准确，真实有效，及时打印保留。,混凝土冬期生产和施工要点、主要技术措施,1、原材料采购、储备1.1先采用P.O42.5、P.O32.5水泥，无条件时，选购优质P.S32.5水泥。1.2试验室提前2个月做好泵送防冻剂选型、试验工作。1.3应备好干燥、质地优良的砂石，露天堆场应备好防雨布，以保证砂石尽可能减小含水率，从而减小冬期生产时的冻块。水可提前加热，尽量利用夜间低谷电，降低加热水成本。储水罐宜安放在地下，如设在地上必须保温。,2、设备、车辆、管道防冻、保温等准备,2.1搅拌站应有采暖设施，确保搅拌机、微机室处于正温。2.2各种车辆及时更换防冻液和机油型号，有条件的厂家宜准备好罐车外保温罩。2.3做好液体外加剂储罐和管道加热、保温准备、防止硫酸钠结晶堵塞输液泵及管道。冬期宜采用不结晶或结晶少的泵送防冻剂，如聚羧酸盐系、萘系与氨基复合等。,2、设备、车辆、管道防冻、保温等准备,2.4由于压缩空气中含水易结冰堵塞，影响气路通畅。现介绍几种保障气路通畅措施。2.4.1空压机储气罐内放入一些酒精，以降低冷凝水的冰点。2.4.2空压机储气罐内放入一些木炭，以便吸收储气罐内空气中的水分。2.4.3入冬前，气路管线外缠电热线，外保温保持管线内冷凝水处正温不结冰。2.4.4空压管路直径适当加粗，这样即使管路中有水结冰，仍会有一部分断面可通气。,2、设备、车辆、管道防冻、保温等准备,2.5水路、水泵检查、做好外保温。2.6锅炉及其管线检修，燃煤采购和储备。2.7做好冬期测温仪器准备。目前市场上销售的电子测温仪，可方便测定环境温度和混凝土温度，显示直观，价格适宜，应逐渐淘汰传统玻璃棒温度计。,3、预拌混凝土冬期生产措施,3.1优先采用加热水方法提高混凝土出厂温度，有条件的可对砂石加热。液体泵送防冻剂，寒冷地区确保混凝土出机温度不小于10,人模温度不小于5；严寒地区上述各阶段温度还要提高5。搅拌混凝土时，防止80以上的水直接接触水泥。搅拌站内应设采暖装置，确保环境温度大于+5，设备正常运转。,3.2砂石如有冻块应采取措施，予以消除。皮带廊、地廊宜采暖或适当封闭，保持正温，使电磁气阀正常开启。砂石秤斗内宜衬塑料板，以便下料通畅。3.3冬期生产应延长搅拌时间，并随时监测水温、环境温度、混凝土出机温度、到达