低温季节混凝土施工专项措施Word格式文档下载.docx
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5.3.2对有见证取样试验要求的材料应及时通知质量部及监理工程师对其进行有见证取样送检。
对非见证取样的材料也应按有关规定索取合格证,进行复试。
6、混凝土低温季节施工的一般原理
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(即早期受冻破坏)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,在低温季节混凝土施工中,水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键。
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。
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,一般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。
7、混凝土冻害的影响因素:
7.1影响道路混凝土冻融破坏的原因比较复杂,大致如下:
⑴、内部因素:
骨料、水泥、外加剂、水灰比、单位用水量、含气量、配合比,即混凝土本身的质量。
⑵、外部因素:
如冻融温度、冻融速度、湿润条件、冻融循环次数,即影响混凝土的工作环境条件。
⑶、构造因素:
如有筋无筋、体积大小、厚薄、排水措施等。
⑷、施工因素:
如配合比、拌合、运输、浇捣、养护条件等。
7.2上述诸因素是互相关联,互相制约的,这些因素综合起来决定着混凝土冻融破坏的程度和速度,主要因素如下:
⑴、混凝土设计抗冻标号偏低:
决定混凝土抗冻能力的重要指标就是混凝土的抗冻标号。
⑵、材料品质对混凝土冻融破坏的影响:
组成混凝土的材料品质与抗冻性决定着混凝土抵抗冻融破坏的能力,另外抗冻性要求较高的混凝土可采用加气剂提高抗冻标号。
⑶、混凝土在施工和养生阶段的主要影响因素:
配合比不严、水灰比过大、人工拌和不均、振捣不密实、不注意湿润养生等等。
尤其在养生初期混凝土受冻,都会降低混凝土抵抗冻融破坏的能力。
7.3混凝土防冻措施:
要提高混凝土的抗冻能力,尤其应特别强调施工和养生阶段的质量控制。
针对以上论述和分析,我们在低温季节混凝土施工中,从混凝土的原材料选择、配合比、拌和、浇筑和养生五个环节着重考虑:
8、低温季节混凝土施工措施
8.1混凝土原材料的选择:
⑴.选用抗冻性高的水泥:
我国各种水泥抗冻性高低次序如下:
硅酸盐水泥>普通硅酸盐水泥>矿渣硅酸盐水泥>火山灰或粉煤灰硅酸盐水泥。
在低温季节混凝土施工时,水泥要优先选用P42.5普通硅酸盐水泥。
⑵、粗骨料选用20~40标准料,并应极配良好、坚硬,无冰块、雪团等。
进行压碎和级配试验,合格后方可投入使用。
⑶.掺入提高抗冻性效果显著的外加剂,如加气剂、减水剂、早强剂、速凝剂、防水剂、发泡剂等。
8.2混凝土的配合比:
8.1.1混凝土配合比调整
⑴、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水泥7天的强度,效果较明显。
⑵、抗冻等级F50及以上的混凝土(简称抗冻混凝土),应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,并不得使用火山灰质硅酸盐水泥。
⑶.粗集料含泥量不得大于1.0%,泥块含量不得大于0.5%,细集料含量不得大于3.0%,泥块含量不得大于1.0%。
⑷.抗冻等级F100及以上的混凝土所用的粗集料和细集料均应进行坚固性试验,其结果应符合本规范表6.2-1、表6.2-2的规定。
砂的坚固性指标表6.2-1
混凝土所处的环境条件
循环后的质量损失(%)
在寒冷地区室外使用,并经常处于潮湿或干燥交替状态下的混凝土
≤8
在其他条件下使用的混凝土
≤12
注:
①寒冷地区系指最寒冷月份的平均温度为0~-10℃且日平均温度≤5℃的天数不超过145d的地区。
②对同一产源的砂,在类似的气候条件下使用已有可靠的经验时,可不做坚固性检验;
③对于有抗疲劳、耐磨、抗冲击要求的混凝土用砂,或有腐蚀介质作用或经常处于水位变化区的地下结构混凝土用砂,其循环后的质量损失率应小于8%。
混凝土最大水灰比、最少水泥用量表6.2-2
混凝土结构所处的环境
素混凝土
钢筋混凝土/预应力混凝土
最大
水灰比
最小水泥用量(kg/m3)
最大水灰比
最少水泥用量(kg/m3)
温暖地区或寒冷地区,无侵蚀物资影响、与土直接接触
0.60
250
0.55
275
严寒地区或使用除冰盐的桥涵
0.50
300
受侵蚀性物质影响
0.45
0.40
325
①本表中的水灰比,系指水与水泥(包括外掺混合材料)用量的比值;
②本表中的最小水泥用量,包括外掺混合材料;
当采用人工捣实混凝土时,水泥用量应增加25kg/m3;
当掺用外加剂且能有效地改善混凝土的和易性时,水泥用量可减少25kg/m3;
③严寒地区系指最冷月份平均气温≤-10℃,且平均气温≤5℃的天数≥145天的地区。
⑸.抗冻混凝土宜采用减水剂,对抗冻等级F100及以上的混凝土掺引气剂,其拌和物的含气量应在表6.2-3范围内选择。
有抗冻要求的混凝土拌和物含气量控制范围表表6.2-3
集料最大粒径(mm)
含气量范围(%)
骨料最大粒径(mm)
10.0
5.0~8.0
40.0
3.0~6.0
20.0
4.0~7.0
63.0
3.0~5.0
31.5
3.5~6.5
⑹.抗冻混凝土最大灰比:
施工时尽量降低水灰比,因为水化反应所需水份只占水泥重量的25~30%,但为了满足施工和易性的要求,常常将水量加大到50~70%,甚至更大。
用水量大大超过水泥水化反应的实际水量.而且是游离态存在于混凝土中,游离水越多,孔隙就越多,密实度就越小,因而就会降低混凝士的抗冻能力,甚至结冰。
所以低温季节进行混凝土施工时,一定要控制好水灰比。
以下为抗冻混凝土最大灰比;
①当抗冻等级F50的混凝土无引气剂时,不应大于0.55;
掺引气剂时,不应大于0.60;
②当抗冻等级F100的混凝土掺引气剂时,不应大于0.55。
③当抗冻等级F150及以上的混凝土掺引气剂时,不应大于0.50。
在控制水灰比的同时,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。
⑺、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。
⑻、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%)。
⑼、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。
⑽、各种外加剂掺量如下:
(以占水泥重量百分比计)
加气剂:
1/10000~1.5/10000
减水剂;
0.2~0.5%
防冻剂:
4~5%
早强剂:
硫酸钠1.5~3%
氯化钠l~2%
三乙醇按0.05%+食盐1%+亚硝酸钠1%
硅酸钠2%+食盐1%
8.3混凝土拌和
8.3.1砼搅拌站严格按照试验室发出的配合比通知单进行生产,不得擅自修改配合比。
搅拌前先用热水冲洗搅拌机10min,搅拌时间较常温时延长50%。
砼拌和物的出机温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃,搅拌时投料顺序为石→砂→水→水泥和掺合料→外加剂。
生产期间,派专职负责骨料仓的下料,以清除砂石冻块。
保证水灰比不大于0.5,从拌和水中扣除由骨料及防冻剂溶液中带入的水分,严格控制粉煤灰最大取代值。
搅拌站要与气象单位保持密切联系,对预报气温仔细分析取保险值,分别按-5℃、-10℃和-15℃对防冻剂试验,严格控制其掺量。
8.3.2当材料原有温度不能满足施工需要时,采取对拌和用水加热的方法来提高拌和物的温度。
水泥只保温,不得加热。
拌和水最高温度不得大于80℃,骨料不得大于60℃(当骨料不加热时,水可以加热到100℃(安装1-2t立式热水锅炉供热水,煤用量可参考200kg/1t锅炉/h进行估算),但水泥不应与80℃以上的水直接接触)。
8.3.3、由于本地区昼夜温差校大,白天温度相对回暖,所以混凝土拌和时选择在白天上午进行。
8.3.4、水泥选用普通硅酸水泥,水泥标号不应低于425号,砼的水泥最小用量不应少于300kg/m3,水灰比不应大于0.5。
同时加强对水泥的保温工作,水泥库尽量建在背风的地方,且尽量密封,同时在房顶及周围覆盖塑料布、蓬布及草毡共三层。
8.3.5、砂石料采用小范围的草毡覆盖保温(通过计算,提前4天将需要用到的砂石料进行覆盖保温)。
8.3.6拌制混凝土内有害骨料必须清洁,不得含有冰雪和冻块,以及易冻裂的物质。
在掺有含钾、钠离子的外加剂时,不得使用活性骨料。
在有条件的时候,砂石筛洗应抢在零上温度时做,并用塑料纸、油布盖好。
8.3.7混凝土拌和物的温度计算
T0=[0.9(WcTc+WsTs+WgTg)+4.2Tw(Wg-Ps*Ws-Pg*Wg)+c1(Ps*Ws*Ts
+PgWgTg)-c2(Ps*Ws+PgWs)]/[4.2Ww+0.9(Wc+Ws+Wg)]
式中:
T0—混凝土拌和物的温度(℃);
Ww、Wc、Ws、Wg—水、水泥、砂、石的用量(㎏);
Tw、Tc、Ts、Tg—水、水泥、砂、石的温度(℃)
Ps、Pg—砂石的含水率(%);
C1、C2—水的比热容(KJ/㎏·
K)及熔解热(KJ/㎏)。
当骨料温度>0℃时,C1=4.2,C2=0
当骨料温度≤0℃时,C1=2.1,C2=335
8.3.8混凝土拌和物出机温度计算
T1=T0-0.16(T0-Tb)
T1混凝土拌和物出机温度(℃)
T0搅拌机棚内的温度
8.4混凝土运输及浇注
8.4.1砼的运输时间应尽可能缩短。
8.4.2混凝土在运输过程中,对罐车进行保温处理,采用双层塑料布对罐车进行包裹。
8.4.3混凝土在运输过程中,对罐车进行保温处理,采用双层塑料布对罐车进行包裹。
8.4.4泵送混凝土时管道采取保温材料包裹,保证混凝土在运输中,不得有表层冻结、砼离析、水泥砂浆流失、坍落度损失等现象。
保证运输中混凝土降温度速度不得超过5℃/h,保证混凝土的入模温度不得低于5℃。
严禁使用有冻结现象的混凝土。
8.4.5砼在浇筑前应清除模板、钢筋上的冰雪和污垢,成型开始养护时的温度不得低于10℃。
8.4.6当采用大型搅拌站生产的混凝土时,在浇筑前,应了解每批次混凝土中掺入抗冻剂的性能,并做好相应的防冻保暖措施以及现场的保温设备的准备。
8.4.7分层浇筑的混凝土时,已浇筑层在未被上一层的混凝土覆盖前,不应低于计算规定的温度也不得低于2℃。
8.4.8.在已硬化的混凝土上继续浇筑混凝土时,接合面的温度至少应有5℃,且在浇筑混凝土过程中仍应维持5℃或以上的温度。
8.4.9混凝土灌注时采用边灌注边覆盖,防止混凝土受冻,确保梁体上层混凝土灌注时,下层混凝土温度不低于5℃
8.4.10在砼施工过程中,要在浇筑地点随机取样制作试件,每次取样应同时制作不少于3组试件。
1组在标准条件下养护至28d试压,得强度f28;
1组与构件在同条件下养护,在砼温度降至0℃时(负温砼为温度降至防冻剂的规定温度以下时)试压,用以检查砼是否达到抗冻临界温度;
1组与构件在同条件下养护至14d,然后转入20℃标准条件下继续养护21d,在总龄期为35d时试压,得强度f14'
21。
如果f14'
21≥f28,则可证明砼未遭冻害,可以将f28作为强度评定的依据。
8.4.11混凝土拌和物经运输至成型完成时的温度计算
T2=T1-(ατ+0.032n)(T1-Ta)
式中T2—混凝土拌和物运输至成型完成时的温度(℃);
τ—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;
α—温度损失系数(h-1m),当混凝土搅拌输送车时,α=0.25;
当用开敞式大型自卸汽车时,α=0.20;
当用开敞式小型自卸汽车时,α=0.30;
当用封闭式自卸汽车时,α=0.10;
当用手推车时,α=0.50;
8.4.12试件留置要求
按规范及施工要求制作、管理、养护、送检混凝土试块。
取样与试件留置应符合下列规定:
每拌制100盘且不超过100m3时同配合比的混凝土,取样不得少于一次。
每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时,取样不得少于一次。
每次取样应至少留置一组标准养护试件,同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定。
⑴、标养试件应在现场养护室或送实验室标准养护;
同条件养护试件应放置在靠近相应结构构件或结构部位的适当位置,应采取相同的养护条件。
试件应防止暴晒、脱水及超期送检。
⑵、同条件养护试件所对应结构构件或结构部位,应有监理(建设)、施工等各方共同选定。
⑶、同一强度等级的同条件养护试件,其留置数量应根据砼工程量和重要性确定,不宜多于10组,且不应少于3组。
⑷、同条件养护试件的等效养护期及相应的试件强度代表值,宜根据当地气候及养护条件确定。
(等效养护龄期可取按日平均温度逐日累计达到600℃·
d时所对应的龄期,0℃及以下的龄期不计入;
等效养护龄期不应小于14d,也不宜大于60d。
同条件养护试件的强度代表值应根据强度试验结果乘以折算系数取用。
)
8.5砼的养护
⑴、砼浇筑时,应加入早强剂及防冻剂,以加速砼硬化速度和降低砼冻结温度。
砼应采用较小的水灰比。
不应往砼和覆盖物上洒水。
⑵、由于此地冬季气温低,混凝土养护采用蓄热法和外部加热法相结合的方式。
蓄热法是对原材料(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。
但当蓄热温度降低过快时,即低温条件下灌注的砼,在遭受冻结之前,采用普通硅酸盐水泥配置的混凝土其临界抗冻强度低于设计标号的40%或小于5Mpa时还必须对混凝土结构进行外部加热进行保温。
⑶、采用的保温材料(草袋、麻袋),应保持干燥。
⑷、在模板外部保温时,除基础可随浇筑随保温外,其它结构必须在设置保温材料后方可浇筑混凝土。
钢模表面可先挂草帘、麻袋等保温材料并扎牢,然后再浇筑混凝土。
⑸、保温材料不宜直接覆盖在刚浇筑完毕的混凝土层上,可先覆盖塑料薄膜,上部再覆草袋、麻袋等保温材料。
保温材料的铺设厚度为:
一般情况下0℃以上铺一层;
0℃以下铺二层或三层。
8.5.1桩基混凝土养护
⑴、钻孔灌注桩混凝土施工,主要是保证混凝土在灌注时不冻结,能顺利灌注,一般情况不需要养护,只有在桩头露出水面及地面或未露出水面、地面,但在冰冻范围之内时,才进行桩头混凝土的覆盖保温养护,覆盖的厚度应当考虑到钢筋导热的影响。
⑵、挖孔灌注桩混凝土施工,主要采用蓄热法养护,即采用100℃的水进行混凝土拌和(拌和配合比参见6.1.1),保证混凝土进入孔中的温度不底于20℃,同时保证砼表面和内部温差不超过25℃。
避免砼产生不必要的温度收缩裂缝和受冻。
8.5.2系梁(承台)混凝土养护
⑴.由于系梁(承台)施工时暴露在空气中,采用蓄热法对混凝土养护时会达不到受冻临界强度时混凝土就会受冻,所以必须对混凝土外部进行加热。
⑵、加热前先用蓬布对其覆盖,在模板两侧加大蓬布覆盖范围并对蓬布进行支撑,系梁两侧各安制3个碘乌灯对模板进行照射加热,必要时在在系梁两侧各安置两个电风扇(吹热风)对蓬布覆盖范围内的空气进行加热,从而达到对混凝土养护的目的。
8.5.3立柱混凝土养护
综合蓄热法是对砼原材料进行加热,以提高砼的入模温度,成型后对其表面进行覆盖保温,同时可利用水泥的水化热和掺外加剂的方法,使砼在受冻前达到抗冻临界强度,转入负温后,强度继续增长。
⑴、模板的保温可采用模板外挂一层石棉被,外脚手架沿四周挂上一层挡风的编织布,将施工完的柱顶用棉被覆盖,提高养护温度。
⑵、砼标号提高一级,水泥宜优先选用硅酸盐水泥或普通水泥,砼中可添加减水剂、早强剂、泵送防冻剂等。
⑶、采用蓄热法施工,均需在砼的外露面进行覆盖保温,并设测温孔,定时进行测温,以观察砼的温度变化。
⑷、采用蓄热法的砼的拆模强度,一般控制在4N/mm2,当气温在-5°
C~-8°
C时约48h,在-8°
C~-12°
C约72h,拆模后应喷刷一层M9养护剂后,继续挂石棉被养护。
墙体砼保温用石棉被应配备3~4层。
⑸、砼采用蓄热法养护,在砼达到抗冻临界强度之前,砼表面应覆盖,具体措施:
柱子可用一层塑料布、二层草垫包裹。
8.5.4盖梁混凝土养护
由于盖梁混凝土体积比较大,养护方式与系梁养护方式相同,只增加碘乌灯电热风扇的数量。
同时增加盖梁底模的宽度以有利与养护的热源设备安放。
8.5.5T梁混凝土养护
T梁施工选择在温度较高的白天进行混凝土施工,同时采用帆布覆盖,采用蒸汽养护;
8.5.5混凝土路面施工
路面施工选择在温度较高的白天进行混凝土施工,同时采用塑料布和棉被进行覆盖。
8.5.5挡墙施工
挡墙施工时采用塑料布进行架空覆盖,在内部安设碘钨灯进行加热。
8.6模板的拆除
⑴、将试块及时送交项目经理部试验室,根据与结构物养护同条件养护试件的试验,证明砼已达到要求的抗冻强度及拆模强度后,模板方可拆除。
⑵、加热养护结构的模板和保温层,在砼冷却至5℃以后方可拆除。
当砼与外界气温相差20℃大于时,拆除模板后的砼表面应加以覆盖,使其缓缓冷却。
8.6.1掺用防冻剂的砼的养护
⑴、在负温度下严禁浇水,外露表面必须覆盖养护。
⑵、养护温度不得低于防冻剂规定的温度,当达不到规定温度,且砼强度小于3.5MPa时采用外部热源加热。
⑶、当拆模后砼的表面温度与环境温度差大于15℃时,砼表面应覆盖保温养护。
9、低温期施工安全教育
⑴、须对全体职工定期进行技术安全教育。
结合工程任务在低温期前做好安全技术交底。
配备好安全防护用品。
⑵、对工人必须进行安全教育和操作规程的教育:
对变换工种及临时参加生产劳动的人员,也要进行安全教育和安全交底。
⑶、采用新设备、新机具。
新工艺应对操作人员进行机械性能、操作方法等安全技术交底。
10、低温季节电气安全管理
⑴、在冬期施工方案和施工组织时间中,必须有现场电器线路及位置平面图。
现场应设电工负责安装、维护和管理用电设备。
严禁非电工人员随意拆改。
⑵、施工现场严禁使用裸线。
电线铺设要防砸、防碾压,防止电线冻结在冰雪之中。
大风雪后,应对供电线路进行检查,防止断线造成触电事故。
⑶、用电设备采用专用电闸箱。
强电源与弱电源的插销要区分开,防止误操作造成事故。
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