冬季进行混凝土施工要采取一些特殊的措施进行,否则可能会导致混凝土冻裂乃至影响整个工程的品质,本文就介绍了几种混凝土冬季施工的具体办法。
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本文阐述了混凝土冬季施工的施工准备,介绍了混凝土冬季施工的四种方法及选择依据,仅供冬季混凝土施工技术做些参考。
一、水泥混凝土冬季低温施工准备及要点
1.为减少、防止混凝土冻害,选用较小的水灰比和较低的坍落度,以减少拌合用水量,此时可适当提高水泥标号,水泥标号不低于P42.5级的早强硅酸盐水泥,而且水泥用量不低于300kg/m3。对于细骨料我们要采用级配良好的硬质、洁净的中砂,不得含有冰块、雪团,含泥量不大于3%,粗骨料强度要高,要有抗冻融的特性,含泥量不大于1%。C15及以下的混凝土其抗压强度未达到5Mpa前,不能受冻。在充水冻融条件下使用的砼,开始受冻时的强度不低于设计标号的70%。当混凝土掺用防冻剂(外加剂)时,其试配强度较设计强度提高一个等级。
2.搅拌机等拌合设备要进行防寒处理,最好时将拌和机放置在温度不低于10℃暖棚内。在拌制砼前以及停止拌制后用热水洗刷搅拌机滚筒。拌制混凝土时,确保砂石骨料的温度保持在0℃以上,拌合用水温度不低于5℃。必要时,先将拌合需要将水加热。特殊情况下当加热水不能满足拌合温度时,可再将骨料均匀加热。水及骨料确定满足混凝土浇注需要的加热温度。水的加热温度不宜高于80℃。当骨料不加热时,水可加热至80℃。以上,此时要先投入骨料和已加热的水进行搅拌均匀,再加水泥,以免水泥与热水直接接触。当加热水不能满足要求时,可将骨料均匀加热,其加热温度不应高于60℃。片石混凝土掺用的片石可预热。水泥不得直接加热,可以在使用前转运入暖棚内预热。
3.砼的运输过程快装快卸,不得中途转运或受阻,运送中覆盖保温防寒。当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时,应进行重新调整拌和料堤的加热温度。混凝土拌合时间较常温施工延长50%左右,对于掺有外加剂的混凝土拌制时间应取常温拌制时间的1.5倍。砼卸出拌合机时的最高允许温度为40℃,低温早强砼的拌合温度不高于30℃。
4.骨料不得带有冰雪和冻块以及易冻裂的物质,严格控制混凝土的配合比和坍落度,由骨料带入的水分以及外加剂溶液中的水分均应从拌合水中扣除。拌制掺用外加剂的混凝土时,当外加剂为粉剂时,可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。当外加剂为液体,使用前按要求配置成规定溶液,然后根据使用要求,用规定浓度溶液再配置成施工溶液。各溶液分别放置于有明显标志的容器内,不得混淆。冬季施工运输混凝土拌和物时,尽量减少混凝土拌和物热量损失措施,我们在此可以采取以下措施:
(1)正确选择拌和机摆放位置,尽量缩短运输距离,选择最佳运输路线,缩短运输时间。
(2)正确选择运输容器的形式、大小和保温材料。对长距离的运输,采用混凝土输送车,容量根据混凝土施工用量和浇注时间选择。
(3)尽量减少装卸次数并合理组织装入、运输和卸出混凝土工作。做好机械的调度和现场的管理,使混凝土的温度不能下降太多。
二、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3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及其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:
1.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:①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3d抗压强度大约相当于普通硅水泥7d的强度,效果较明显。②尽量降低水灰比,稍增水泥用量,从而增加水化热量,缩短达到临界强度的时间。③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。④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MS-F复合早强试水剂(掺水泥用量的5%)。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。
2.蓄热法
主要用于气温-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。
为了提高混凝土的出机口温度,应优先考虑拌和水加热,如不满足要求才考虑骨料加热;水泥不能直接加热。
对拌和水加热时,水温不宜超过60℃,如超过60℃,应改变加料顺序:将骨料与水先拌和、然后再加入水泥,以免造成水泥假凝,影响混凝土质量。
对砂石骨料加热一般是采用排管通热水或通蒸汽加热。骨料加热的最高温度不宜超过60℃。采用蒸汽加热时,粗骨料可直接加热,但不能影响混凝土的水灰比。
混凝土拌和前应用热水或蒸汽将拌和机冲洗,拌和时间应比一般季节延长50%左右。冬季的混凝土运输应尽可能减少转运次数,最好采取一次直接运送。运输设备要有可靠的防风措施,并尽可能加以保温。各种运输设备在工作结束时,必须立即用蒸汽或热水冲洗干净;恢复工作时要首先加热。
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。
3.外部加热法
主要用于气温-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。
(1)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。大棚搭建的质量对火炉加热的效果有明显影响。同时要注意保持大棚内的湿度、温度及温差(理想温度为13℃到17℃),防止加热温度过高导致混凝土收缩剧烈而出现纵向裂缝;防止火炉加热不均导致混凝土出现裂缝;大棚在养护期后不加热的状态下保留3天,防止拆大棚混凝土温差过大出现裂缝。(2)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。(3)电加热。将钢筋作为电极,或将电热器贴在混凝土表面,使电能变为热能,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。(4)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。
4.掺抗冻外加剂
在-10~-15 ℃之间的气温中,对混凝土拌和物掺加一种能降低水的冰点的外加剂,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。目前常用的有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。
三、结束语
上述几种冬季施工方法都有利有弊,其适用范围都受一定条件的制约。应根据工地现有条件,采用1种或2种以上施工方法结合使用,提高工程质量。
参考文献:
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