一级建造师市政公用工程管理与实务考试必备讲义汇编 城市桥梁篇六四

砼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.

提高抗冻性的措施1.降低水胶比可明显提高抗冻性.在水胶比大于0.4时,矿物掺和料对抗冻性有不利的影响,要控制掺量.2.掺加引气减水剂或引气剂.砼拌和物的含气量应根据抗冻等级的要求经试验确定。抗冻等级F300以上,砼含气量一般要大于5%，气泡间距系数宜<250微米.3.选用抗冻性好的粗骨料.吸水严重的砂岩粗骨料在冻结过程中产生膨胀并破坏水泥石,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耐久性基本是一致的,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、掺量.五砼冬施主要方法1.蓄热法和综合蓄热法利用加热水、砂石的热量和水泥的水化热,采用适当的保温措施使砼不受冻和缓慢降温,在规定的正温条件下,使砼达到预期强度.适用于环境最低温度不低于-15℃,地面以下的工程,或表面系数M＜15m-1〔M=散热表面/体积〕的结构.对易冻部位应加强保温.1蓄热法和综合蓄热法蓄热法主要措施1.水加热,宜＜80℃;砂石加热应＜60℃.砂石不加热时,水温可＞80℃,但搅拌时先投砂石水,拌匀后投水泥.延长搅拌时问50%左右.砼入模温度不＜5℃,细薄结构不＜10℃.2.原材料宜在暖棚预热,搅拌设备的环境温度宜＞10℃,运输设备应良好保温.3.砼配合比宜用较低水胶比和较小坍落度.水泥和矿物掺合料的种类和掺量从冬施和耐久性综合考虑.适量引气对抗冻有利,早强剂应不降低耐久性.2加热法1.暖棚法:棚底温度不得＜5℃,砼表面要湿润.2.蒸汽加热法:养护温度不得＞60℃3.电热法:远红外辐射,电热毯,电极电热,电磁感应等用加热法或蓄热加热综合法,对适用范围〔结构表面系数〕,升温速度,养护温度及有关设备与人身安全都有规定,且要通过试验.3掺外加剂法1.减水剂,包括早强减水剂,引气减水剂,高效减水剂.---减少用水量,降低水胶比,早强,耐久.2.早强剂主意负面作用,如氯盐对锈蚀影响,硫酸钠对碱-骨料反应影响.三乙醇胺的复合物.3.防冻剂:降低液相冰点,掺量较大,对耐久性往往不利,限制使用.主要组分为氯盐,亚硝酸盐等.4.硫铝酸盐水泥+亚硝酸盐:负温早强,适用于负温条件下接头锚固等小体积砼或砂浆.六避免砼开裂

砼开裂机理砼受到的拉应变〔拉应力〕超过其极限拉伸率〔抗拉强度〕,砼就会开裂.砼抗拉强度约为1/10~1/12的抗压强度,砼极限拉伸率为0.4~1.5/万,即40~150微应变,而砼的干缩率达300~600微应变,温度变化20℃产生200微应变,抗裂性很差,很易开裂.应变产生的主要原因有:砼由于各种收缩和温差引起的变形;砼由于钢筋锈蚀,硫酸盐腐蚀,碱骨料反应引起的局部膨胀;外部荷载或基础不均匀沉降产生的变形.冬施主要关注温差和干缩造成的开裂.

砼温度控制混凝土入模温度,冷天不低于5度,热天不高于30度新混凝土与岩土或旧混凝土间温差不大于20度蒸养混凝土静停温度不低于5度,4~6h且终凝后升温,升温和降温速度不宜大于10度/时,恒温温度不宜超过60度,最高为65度.养护水温不得低于混凝土表面温度15度.养护期间混凝土中心与表层,表层与环境间温差不超过20度,桥粱不超过15度.例1温差变形引起开裂砼热膨胀系数约为10微应变/℃,砼温度变化20℃,就产生200微应变,如果砼的拉变形受到限制〔内外约束〕,砼内产生拉应力,拉应力大于砼抗拉强度时,砼就会开裂.但实际拉应变与约束度有关,与有效弹模与徐变有关,实际拉应力比计算拉应力少许多.

实际拉应力σ1=实际拉应变×有效弹模=约束度×自由约束应变×弹性模量/〔1+徐变系数〕

σ1=R×ε×E/〔1+Ф〕约束度R=0~1,一般取0.5.徐变系数ф=1左右.桥墩三砼的三温度三和应三力变三化砼温三升和三应力三曲线上部三分是三典型三的桥三墩砼三的温三升曲三线.第1阶段三为升三温段,根据三现场三测试,三约4三0h三左右三,砼中三心温三度达到三最高三温4三8.三8℃三;三随后降温,三进三入第三2阶三段;三当三砼温三度降三至环三境平三均气三温时三〔砼内外三温度三接近三,约三10三d左三右〕三,三进入三降温三的后三期,三即三第3三阶段三.下部三分是三与温三升曲三线对三应的应力三曲线三,三在砼三升温三时,三砼内部三的膨三胀潜三应变三受到三周边三砼的三约束,产生压应三力并逐渐三增加三,三这是三第1三阶段三〔β1〕三;第2阶段〔β2〕是降温三的前三期,三压三应力三逐渐三减少三;第3阶段〔β3〕进入三降温三后期三,三砼内产生拉应三力并且三逐渐增加三.桥墩三砼的三温度三和应三力分三布日本三某桥三墩温三度应三力测三试温度三曲线三和应三力曲三线墩台三砼温三度和三应力三测试三〔日三本〕砼浇筑后约三40三h,三中三心温三度达三到5三5℃三,三表层温度三约为三32三℃三.三以后三,三砼内部温度三和表层温度三都逐三渐下三降,三1三0多天三后与环三境平三均温三度3三0三℃接三近.养护约2三个月三后拆三模.桥墩三砼的三应力三曲线也是现三场实三测的三,三与温三度曲三线对三应.第1阶段三为升三温段,内部温度三升高三,三砼压三应力三增加三,最三大压三应力三为2三MP三a,三同三时,三周三边砼三产生三拉应三力,三最三大拉三应力三1.三5M三Pa三.三2周三后,三砼温三度降三到3三0三℃以三下,进入三第3阶段,即降三温的三后期,内部砼产三生拉三应力三,三最大三可达三2.三5M三Pa三,三而周三边砼三产生较小三的压应三力.例2三表面三干缩三引起三开裂温差三和干三缩引三起的三表面三裂缝1.三砼三表层三砼干三缩比三内层三严重三,三砼自三由干三缩率三达3三00三-6三00三微应三变.三由三于层三间约三束,三表三层砼三收缩三拉应三力大三于砼三抗拉三强度三时,三砼就三会开三裂.2.三砼三在收三缩同三时又三迂降三温,三收缩三应变三和降三温应三变将三叠加三.收三缩应三变量三可换三算为三当量三温度三,如三干缩三率2三50三微应三变当三量温三度为三25三℃.三若同三时遭三受2三0三℃降三温,三将有三25三+2三0=三55三℃三当量三温度三,产三生5三5×三10三=5三50三微应三变.3.三砼三的降三温速三度和三干燥三速度三直接三影响三开裂三,一三般砼三的向三阳面三和迎三风面三开裂三严重三,而三湿养三保温保湿良好三的砼三可有三效减少裂三缝.三因为三砼在三快速三受拉三应力三时,三承受三能力三差.减少三砼的三温差三和干三缩裂三缝1.三水三泥细度三不宜三过细,C三3A含量三少,不宜三用早三强水三泥;必要三时可三采取补偿三收缩三减少三自收三缩;三骨料三含泥三料少三,减少粗骨三料粒三径;三选用三干缩三率较三少的三减水三剂,三如聚三羧酸三盐类三.硅三灰增三加自三缩,三而粉三煤灰三自缩三少,三又降三低水三化热三,可多掺三.2.降低水胶三比,减少三单方三用水三量,减三少水泥三和胶三材用三量,降三低干三缩率三.但三水胶三比过三低,三自缩三大,三早期三弹模三高,三徐变三少,三抗裂三性变三差.三要综三合考三虑.3.三加三强砼三湿养三护,及时三保温,复三盖防三风,三减少干缩率三和砼三温差三.采三取措三施,三热天三降低三砼入三模温三度,三控制三砼最三高温三升和三降温三速度三.以三后还三要避三免降三温和三干缩三的影三响三.减三少砼三内外三、上三下、三日夜三的温三差.七三其三它注三意事三项1.三要三编制三冬施三方案三,迂三情况三变化三,要三有应三变措三施.2.三技三术方三案要三经热三工计三算及三经济三分析三.3.三围三护保三温的三材料三和厚三度,三边角三的防三风保三温,三砼的三养护三方法三和时三间,三拆模三的时三间及三拆模三后的三复盖三保温三方法三和时三间都三应有三具体三方案三.4.三加三强施三工质三量检三验:三包括三原材三料、三环境三温度三和砼三温度三的检三测,三砼标准试件三