混凝土冬期施工的一些问题

混凝土冬期施工的一些问题一砼冬施的关注点1.低温或负温下,砼强度发展缓慢;2.早期受冻,砼性能将严重受损;3.要同时满足施工性能,抗冻融、耐腐蚀等耐久性和经济性的要求;4.容易产生温度裂缝;5.不同的冬施方法:适用性,优缺点.6.对原材料,配合比,温控,保温,养护和拆模的特殊要求.二砼冬施基本原理1.温度下降,水泥的水化速度迅速减慢.硅酸盐水泥在-10℃以下,基本停止水化;2.砼在临界抗冻强度前受冻,将使砼的力学性能和耐久性严重受损.3.提高砼和环境温度,降低水胶比,掺加外加剂〔减水剂,早强剂,引气剂及合格的抗冻剂〕都可以提高砼早期强度和抗冻性.有利于冬季施工.4.不同水泥矿物,其水化速度和水化热高低次序为硫铝酸钙＞铝酸三钙＞硅酸三钙＞钙铝酸四钙＞硅酸二钙,矿物掺和料中:硅灰＞矿渣粉＞粉煤灰.提高水泥细度也有利早强.5.砼硬化后的抗冻融性与砼水胶比,含气量,砼饱水度及环境的冻融次数密切相关,与砼早期是否受冻也有很大关系.6.砼内外温差过大,环境急剧降温和干燥收缩过大都可能造成砼的开裂.在冬施中要特别关注,必须采取措施预防.三砼的早期受冻1.冬期:砼结构环境昼夜平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃.2.砼成型后立即受冻,抗压强度将损失25-50%;在受冻临界强度前受冻,将损失10%以上;如经多次冻融,强度损失更大.砼早期受冻,对钢筋粘结强度,弯拉强度,抗冻性和抗渗性都有很大损失.3.砼受冻临界强度:一般砼为设计强度的30%;4.浸水冻融砼为设计强度的75%.掺矿渣和粉煤灰的砼为设计强度的40%.四满足耐久性要求（1）碳化环境*T1T2T3（2）氯盐环境L1L2L3（3）化学侵蚀环境H1H2H3H4（4）冻融破坏环境D1D2D3D4

1.砼抗冻性

环境温度正温负温交替频繁,累进破坏;

砼饱和含水率大于90%;

华北地区属寒冷地区,对于水位交界区的砼对抗冻要求很高,56d砼抗冻等级≧300.2.提高抗冻性的措措施1.降低水胶比可明显提高抗抗冻性.在水胶比大于0.4时,矿物掺和料对抗抗冻性有不利的的影响,要控制掺量.2.掺加引气减水剂或或引气剂.砼拌和物的含气气量应根据抗冻冻等级的要求经经试验确定。抗抗冻等级F300以上,砼含气量一般要要大于5%，气泡间距系数数宜<250微米.3.选用抗冻性好的的粗骨料.吸水严重的砂岩岩粗骨料在冻结结过程中产生膨膨胀并破坏水泥泥石,不能采用.3.冬施与耐久性京沪高铁北段〔部分区段的部分分砼结构〕冻融破坏:水位交界区.低水胶比;引气化学侵蚀:水位区以下.水泥,掺合料,低水胶比钢筋锈蚀〔氯盐〕:低水胶比,保护层厚度冬施措施与提高高耐久性基本是是一致的,如低水胶比,引气.但也有矛盾的,如掺合料,影响早强,对耐蚀有利.可调正掺合料品种种、掺量.五砼冬施主主要方法1.蓄热法和综合蓄蓄热法利用加热水、砂砂石的热量和水水泥的水化热,采用适当的保温温措施使砼不受受冻和缓慢降温温,在规定的正温条条件下,使砼达到预期强强度.适用于环境最低低温度不低于-15℃,地面以以下的的工程程,或表面面系数数M＜15m-1〔M=散热表表面/体积〕的结构构.对易冻冻部位位应加加强保保温.1蓄热法法和综综合蓄蓄热法法蓄热法法主要要措施施1.水加热热,宜＜80℃℃;砂石加加热应应＜60℃℃.砂石不不加热热时,水温可可＞80℃℃,但搅拌拌时先先投砂砂石水水,拌匀后后投水水泥.延长搅搅拌时时问50%左右.砼入模模温度度不＜＜5℃℃,细薄结结构不不＜10℃℃.2.原材料料宜在暖棚棚预热热,搅拌设设备的的环境境温度度宜＞＞10℃℃,运输设设备应应良好好保温温.3.砼配合合比宜宜用较较低水水胶比比和较较小坍坍落度度.水泥和和矿物物掺合合料的的种类类和掺掺量从从冬施施和耐耐久性性综合合考虑虑.适量引引气对对抗冻冻有利利,早强剂应应不降降低耐耐久性性.2加热法法1.暖棚法法:棚底温温度不不得＜＜5℃,砼表面面要湿湿润.2.蒸汽加加热法法:养护温温度不不得＞＞60℃℃3.电热法法:远红外外辐射射,电热毯毯,电极电电热,电磁感感应等等用加热热法或或蓄热热加热热综合合法,对适用用范围围〔结构表表面系系数〕,升温速速度,养护温温度及及有关关设备备与人人身安安全都都有规规定,且要通通过试试验.3掺外加加剂法法1.减水剂剂,包括早早强减减水剂剂,引气减减水剂剂,高效减减水剂剂.---减少用用水量量,降低水水胶比比,早强,耐久.2.早强剂剂主意意负面面作用用,如氯盐盐对锈锈蚀影影响,硫酸钠钠对碱碱-骨料反反应影影响.三乙醇醇胺的的复合合物.3.防冻剂剂:降低液液相冰冰点,掺量较较大,对耐久久性往往往不不利,限制使使用.主要组组分为为氯盐盐,亚硝酸酸盐等等.4.硫铝酸酸盐水水泥+亚硝酸酸盐:负温早早强,适用于于负温温条件件下接接头锚锚固等等小体积积砼或或砂浆浆.六避避免免砼开开裂砼开裂裂机理理砼受到到的拉拉应变变〔拉应力力〕超过其其极极限拉伸率〔抗拉强强度〕,砼就会会开裂裂.砼抗拉拉强度度约为为1/10~1/12的抗压压强度度,砼极限限拉伸伸率为为0.4~1.5/万,即40~150微应变变,而砼的的干缩缩率达达300~600微应变变,温度变变化20℃℃产生200微应变变,抗裂性性很差差,很易开开裂.应变产产生的的主要要原因因有:砼由于于各种种收缩缩和温温差引引起的的变形形;砼由于于钢筋筋锈蚀蚀,硫酸盐盐腐蚀蚀,碱骨料料反应应引起起的局局部膨膨胀;外部荷荷载或或基础础不均均匀沉沉降产产生的的变形形.冬施主主要关关注温温差和和干缩缩造成成的开开裂.砼温度度控制制混凝土土入模模温度度,冷天不不低于于5度,热天不不高于于30度新混凝凝土与与岩土土或旧旧混凝凝土间间温差差不大大于20度蒸养混混凝土土静停停温度度不低低于5度,4~6h且终凝凝后升升温,升温和和降温温速度度不宜宜大于于10度/时,恒温温温度不不宜超超过60度,最高为为65度.养护水水温不不得低低于混混凝土土表面面温度度15度.养护期期间混混凝土土中心心与表表层,表层与与环境境间温温差不不超过过20度,桥粱不不超过过15度.例1温差变变形引引起开开裂砼热膨膨胀系系数约约为10微应变变/℃,砼温度度变化化20℃℃,就产生生200微应变变,如果砼砼的拉变形受受到限限制〔内外约约束〕,砼内产产生拉拉应力力,拉应力力大于于砼抗抗拉强度时时,砼就会会开裂裂.但实际拉拉应变与约束度度有关关,与有效弹弹模与与徐变变有关关,实际拉拉应力力比计计算拉拉应力力少许许多.实际拉应力力σ1=实际拉拉应变×有效弹弹模=约束度度×自由约束应应变×弹性模模量/〔1+徐变系系数〕σ1=R×ε×E/〔〔1+Ф〕约束度度R=0~1,一般取取0.5.徐变系系数ф=1左右.桥墩砼砼的温温度和和应力力变化化砼温升升和应应力曲曲线上部分分是典典型的的桥墩墩砼的的温升升曲线线.第1阶段为为升温温段,根据现现场测测试,约40h左右,砼中心心温度度达到最最高温温48.8℃℃;随后降温,进入第第2阶段;当砼温温度降降至环环境平平均气气温时时〔砼内外温温度接接近,约10d左右〕,进入降降温的的后期期,即第3阶段.下部分分是与与温升升曲线线对应应的应力曲曲线,在砼升升温时时,砼内部的的膨胀胀潜应应变受受到周周边砼砼的约约束,产生压应力力并逐渐增增加,这是第第1阶段〔β1〕;第2阶段〔β2〕是降温的的前期期,压应力力逐渐渐减少少;第3阶段〔β3〕进入降降温后后期,砼内产生拉应力力并且逐逐渐增加.桥墩砼砼的温温度和和应力力分布布日本某某桥墩墩温度度应力力测试试温度曲曲线和和应力力曲线线墩台砼砼温度度和应应力测测试〔日本〕砼浇筑后约40h,中心温温度达达到55℃℃,表层温度约约为32℃℃.以后,砼内部温度和和表层温度都都逐渐渐下降降,10多天后后与环境境平均均温度度30℃℃接近.养护约2个月后后拆模模.桥墩砼砼的应应力曲曲线也是现场场实测测的,与温度度曲线线对应应.第1阶段为为升温温段,内部温度升升高,砼压应应力增增加,最大压压应力力为2MPa,同时,周边砼砼产生生拉应应力,最大拉拉应力力1.5MPa.2周后,砼温度度降到到30℃℃以下,进入第第3阶段,即降温温的后后期,内部砼产生生拉应应力,最大可可达2.5MPa,而周边边砼产产生较小的的压应力力.例2表面干干缩引引起开开裂温差和和干缩缩引起起的表表面裂裂缝1.砼表层层砼干干缩比比内层层严重重,砼自由由干缩缩率达达300-600微应变变.由于层层间约约束,表层砼砼收缩缩拉应应力大大于砼砼抗拉拉强度度时,砼就会会开裂裂.2.砼在收收缩同同时又又迂降降温,收缩应应变和和降温温应变变将叠叠加.收缩应应变量量可换换算为为当量量温度度,如干缩缩率250微应变变当量量温度度为25℃℃.若同时时遭受受20℃℃降温,将有25+20=55℃℃当量温温度,产生55××10=550微应变变.3.砼的降降温速速度和和干燥燥速度度直接接影响响开裂裂,一般砼砼的向向阳面面和迎迎风面面开裂裂严重重,而湿养养保温温保湿良好的砼可可有效减少裂缝.因为砼在快快速受拉应应力时,承受能力差差.减少砼的温温差和干缩缩裂缝1.水泥细度不宜过过细,C3A含量少,不宜用早强强水泥;必要时可采采取补偿收缩减减少自收缩缩;骨料含泥料料少,减少粗骨料粒径径;选用干缩率率较少的减减水剂,如聚羧酸盐盐类.硅灰增加自自缩,而粉煤灰自自缩少,又降低水化化热,可多掺.2.降低水胶比,减少单方用用水量,减少水泥和胶材材用量,降低干缩率率.但水胶比过过低,自缩大,早期弹模高高,徐变少,抗裂性变差差.要综合考虑虑.3.加强砼湿养养护,及时保温,复盖防风,减少干缩率和砼温温差.采取措施,热天降低砼砼入模温度度,控制砼最高高温升和降降温速度.