混凝土冬期施工技术指南.docx
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混凝土冬期施工技术指南.docx
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混凝土冬期施工技术指南
混凝土冬期施工技术指南
1一般规定
1.1当环境昼夜平均气温(最高和最低气温的平均值或当地时间6时、
14时及21时室外气温的平均值)连续3d低于5℃或最低气温低于
-3℃时,混凝土施工应按有关混凝土冬期施工规定进行。
1.2冬期施工期间,当用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制混凝土且
其抗压强度达到设计强度的30%前、或混凝土抗压强度未达到5MPa
前,混凝土均不得受冻。
浸水冻融条件下的混凝土开始受冻时,其强
度不得小于设计强度的75%。
1.3进入冬期施工前,应预先作好下列准备工作:
1根据年度计划和施工组织设计,施工单位应将确定拟进行冬期
施工的工程项目及其所需的混凝土强度等级提前通报商品混凝土搅
拌站或混凝土集中搅拌站。
2收集工地气象台(站)历年气象资料,设置工地气象观测点,
建立观测制度,及时掌握气象变化情况。
3落实有关工程材料、防寒物资、能源和机具设备。
4编制冬期施工方案及技术措施,对有关人员进行技术交底或培
训。
1.4冬期施工应根据工程类别、气象资料、材料来源和工期等要求,
通过热工计算及经济分析,选择下列两类施工方法:
1在养护期间不需对混凝土加热的蓄热法、掺外加剂法和综合
1
法。
2在养护期间需利用外部热源对混凝土加热的暖棚法、蒸汽加热
法、电热法和热综合法。
2混凝土的配制、搅拌和运输
2.1搅拌混凝土前,应先经过热工计算,并经试拌确定水和骨料需要
预热的最高温度,尽可能保证混凝土的入模温度不低于5℃。
水泥、
矿物掺和料、外加剂等可在使用前运入暖棚进行自然预热,但不得直
接加热。
2.2混凝土宜选用较小的水胶比和较小的坍落度。
当需要对水进行加热处理时,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,但搅拌时应先投入骨料和已加
热的水,拌匀后再投入水泥。
当加热水尚不能满足要求时,可将骨料均匀加热,其加热温度不
应高于60℃。
当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时,应重新调整
拌和料的加热温度。
混凝土搅拌时间宜较常温施工延长50%左右。
2.3骨料中不得混有冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质。
2.4搅拌设备宜安装在气温不低于10℃的厂房或暖棚内。
搅拌混凝土
前及停止搅拌后,应用热水冲洗搅拌机鼓筒。
2.5混凝土的运输容器应有保温设施。
运输时间应缩短,并尽量减少
中间倒运环节。
2
3混凝土的浇筑
3.1混凝土浇筑前,应清除模板及钢筋上的冰雪和圬垢。
当环境气温
低于-10℃时,应将直径大于或等于25mm的钢筋和金属预埋件加热
至正温。
3.2新、旧混凝土施工缝的清理工作一般应符合下列规定:
1应凿除旧混凝土表面的水泥砂浆和松弱层,但凿除时,旧混凝
土须达到下列强度:
(1)用水冲洗凿毛时,须达到0.5MPa;
(2)用人工凿除时,须达到2.5MPa;
(3)用风动机凿毛时,须达到10MPa。
2经凿毛处理后的旧混凝土面应用水冲洗干净,且不得存有积
水。
在浇筑新混凝土前,对垂直施工缝宜在旧混凝土面上刷一层水泥
净浆,对水平施工缝宜在旧混凝土面上铺一层厚10~20mm、水胶比
较混凝土水胶比略小的1:
2水泥砂浆,或铺一层厚约30mm的混凝
土,其粗骨料宜较新浇筑混凝土减少10%。
3对于混凝土结构或钢筋稀疏的钢筋混凝土结构,应在施工缝处
补插锚固钢筋。
钢筋直径不小于16mm,间距不大于20cm。
有抗渗
要求的混凝土结构,施工缝宜做成凹形、凸形或设置止水带。
4施工缝为斜面时,旧混凝土应浇筑成或凿成台阶状。
5施工缝处理后,须待旧混凝土达到1.2MPa后才能继续浇筑混
凝土。
当结构物为钢筋混凝土时,旧混凝土强度不得低于2.5MPa。
旧混凝土达到上述抗压强度的时间宜通过试验确定。
3
6新、旧混凝土施工缝在新混凝土浇筑前,旧混凝土面应满足
下列要求:
(1)当旧混凝土面和外露钢筋(预埋件)暴露在冷空气中时,应
对距离混凝土施工缝1.5m范围内的旧混凝土和外露长度在1.0m范围
内的钢筋(预埋件)进行防寒保温。
(2)当新浇混凝土不需加热养护、且在规定的养护期内不致冻结
时,对于非冻胀性地基或旧混凝土面,可直接浇筑混凝土。
(3)当新浇混凝土需加热养护时,旧混凝土面或地基接触面的温
度不得低于2℃。
(4)当浇筑负温早强混凝土时,对于用冻结法开挖的地基,或在
冻结线以上且气温低于-5℃的地基应作隔热层。
3.3混凝土浇筑应采用分层连续的方法浇筑,分层厚度不得小于
20cm。
3.4采用加热养护的整体结构,当混凝土的养护温度高于40℃时,应
预先安排混凝土的浇筑顺序和施工缝的位置。
3.5喷射混凝土作业区的环境气温和进入喷射机的材料温度不应低
于5℃。
已喷射混凝土的强度未达到5MPa前不得受冻。
3.6预应力混凝土的孔道灌浆应在正温下进行,其强度达到25MPa
前,不得受冻。
4混凝土的养护与拆模
4.1混凝土开始养护时的温度应按施工方案通过热工计算确定,但不
得低于5℃,细薄截面结构不宜低于10℃。
4
4.2当室外最低气温高于-15℃时,地下工程或表面系数(冷却面积
和体积的比值)不大于15m-1的工程应优先采用蓄热法养护,并符合
下列规定:
1所采用的保温措施应使混凝土的温度下降到0℃以前达到本指
南第1.2条规定的强度。
2混凝土浇筑成型后,应立即防寒保温。
保温材料应按施工方案
设置,并保持干燥。
应对结构的边棱隅角加强覆盖保温,迎风面应采
取防风措施。
3位于基坑中的混凝土,当地下水位较高时,可待顶面混凝土初
凝后,采用放水淹没的方法养护;但当基坑地下水位超出混凝土顶面
的高度小于冰层厚度时,不得放水养护。
4.3当用蓄热法养护不能达到要求时,可采用外部热源加热法养护,
养护制度应通过试验确定,并应符合下列规定:
1整体浇筑表面系数等于或大于6m-1的结构,升温速度不得大
于15℃/h;浇筑表面系数小于6m-1的结构,升温速度不得大于10℃
/h。
2用蒸汽加热法养护的混凝土,当采用快硬硅酸盐水泥、硅酸盐
水泥和普通硅酸盐水泥时,养护温度不得高于60℃。
-1时,3采用电热法养护的混凝土,当结构的表面系数小于15m
-1时,养护温度养护温度不宜高于40℃;当结构的表面系数大于15m
不宜高于35℃。
4恒温养护结束后,表面系数等于或大于6m-1的结构,降温速
5
度不得大于15℃/h;表面系数小于6m-1的结构,降温速度不得大于5℃
/h。
4.4当采用电热法养护混凝土时,应符合下列规定:
1所有混凝土外露面覆盖后,方可通电加热。
2必须采用交流电源,电极的布置应保证混凝土的温度均匀。
当
达到设计强度的50%时,应停止通电加热。
3工作电压宜采用50V~110V。
当每立方米混凝土内钢筋用量不
大于50kg时,工作电压也可采用120V~220V,严禁采用工作电压大
于380V的电源。
4养护过程中应观察混凝土表面变化。
当表面开始干燥时,应暂
停通电,并以温水湿润混凝土表面。
5掺用减水剂的混凝土,应经试验确认电热法养护对其强度无影
响后,方可采用。
4.5当采用暖棚法养护混凝土时,棚内底部温度不得低于5℃,且混
凝土表面应保持湿润;采用燃煤加热时,应将烟气排出棚外。
4.6拆除模板和保温层时,混凝土强度应满足本指南第1.2条要求,
并应符合下列规定:
1混凝土与环境的温差不得大于15℃。
当温差在10℃以上,但
低于15℃时,拆除模板后的混凝土表面宜采取临时覆盖措施。
2采用外部热源加热养护的混凝土,当养护完毕后的环境气温仍
在0℃以下时,应待混凝土冷却至5℃以下且混凝土与环境之间的温
差不大于15℃后,方可拆除模板。
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3侧模应在混凝土强度达到2.5MPa以上,且其表面及棱角不因拆
模而受损时,方可拆除。
4芯模或预留孔洞的内模应在混凝土强度能保证构件和孔洞表
面不发生裂缝和塌陷时,方可拆除。
5底模应在混凝土强度符合表4.6的规定后,方可拆除。
表4.6拆除底模时所需混凝土强度
结构类型结构跨度达到混凝土设计强度的百分率(%)
≤250
2~875板、拱
>8100
≤875梁>8100
≤275悬臂梁(板)>2100
5混凝土的质量检验
5.1定期检测水、外加剂及骨料加入搅拌机时的温度以及混凝土搅
拌、浇筑时的环境温度,每一工作班至少检测4次(即每两小时一次)。
5.2混凝土养护温度的检测次数,应符合下列规定:
1当采用蓄热法养护时,在养护期间至少每6h检测1次。
2当采用蒸汽或电热法养护时,在升、降温期间每1h检测1次,
在恒温期间每2h检测1次。
3室外气温及施工环境温度应每昼夜定时、定点观测4次(一般
即指每日的0:
00、6:
00、12:
00、18:
00、)。
5.3混凝土养护温度的检测方法应符合下列规定:
1在结构隅角、突出、迎风和细薄部位应均匀留置测温孔,孔深
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可根据养护方法及结构尺寸确定。
测温孔应编号并绘图。
2当采用蓄热法养护时,测温孔应设在易于散热的部位;当采用
外部热源加热养护时,测温孔应在离热源不同的位置分别设置;大体
积结构的测温孔应在表面及内部分别设置。
3检测混凝土温度时,测温计不应受外界气温的影响,并应在测
温孔内至少留置3min。
根据工地条件,可采用热电偶、热敏电阻等
预埋式温度计检测混凝土的温度。
5.4冬期施工的混凝土除应按规定制作混凝土标准养护检查试件外,
尚应根据养护、拆模和承受荷载的需要,增加与结构同条件养护的施
工试件不少于2组。
此种试件应在解冻后方可试压。
5.5以上检测均应作记录。
6混凝土热工计算
6.1冬期施工混凝土拌和物的温度主要由混凝土拌和物出机温度控
制。
而混凝土拌和物的出机温度则应根据环境气温和施工的热损失及
满足入模温度要求等进行综合考虑,并通过热工计算予以确定。
6.2由于混凝土拌和物的热量系由拌制混凝土用的各项材料提供,各
项材料的热量则可按材料的质量、比热及温度的乘积求得,因而混凝
土拌和物的温度可按下式计算:
T=〔0.9(Ctc+Sts+Gtg)+4.2tw(W-PsS-PgG)+b(PsSts+
PgGtg)-B(PsS+PgG)〕/〔4.2W+0.9(C+S+G)〕
式中T—拌和时混凝土拌和物的温度(℃);
W、C、S、G—拌和时水、水泥、砂、石的质量(㎏);
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tw、tc、ts、tg—拌和时水、水泥、砂、石的温度(℃);
Ps、Pg—拌和时砂石的含水率(%);
b、B—比热及融解热(J/㎏·K)。
当骨料的温度低于0℃时,
所含的水处于冻结状态,考虑到将冰的温度提高到0℃并变成水所需
要的热量,故:
当骨料温度>0℃时,取b=4.2,B=0;
当骨料温度<0℃时,取b=2.1,B=335。
6.3混凝土拌和物出机温度计算。
混凝土在搅拌过程中,混凝土拌和物与搅拌棚环境温度差会对混
凝土拌和物产生热量损失,故混凝土拌和物的出机温度可按下式计
算:
T0=T-0.16(T-Tα)
式中T0—混凝土拌和物的出机温度(℃);
T—混凝土拌和物的温度(℃);
Tα—混凝土搅拌棚内温度(℃)。
6.4混凝土拌和物出机至运输到浇筑地点时的温度计算。
混凝土拌和物由出机至运输到浇筑地点过程中的温度损失值,因
运输工具、倒运次数、运输次数、出机温度和环境温度的变化而异,
故混凝土拌和物出机至运输到浇筑地点时的温度可按下式计算:
Ts=T0-(αt+0.032n)(T0-Td)
式中Ts———混凝土拌和物出机至运输到浇筑地点时的温度(℃);
T0———混凝土拌和物出机温度(℃);
t———混凝土拌和物出机后至运输到浇筑地点所需时间(h);
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n———混凝土拌和物转运次数;
Td———运输时的环境气温(℃);
α———温度损失系数(h-1),其与运输工具和保温情况有关:
当用流动式搅拌车,α=0.25;
当用开敞式自卸汽车,α=0.20;
当用封闭式自卸汽车,α=0.10;
当用人力手推车,α=0.50。
6.5混凝土拌和物浇筑成型完成时的混凝土温度计算。
混凝土拌和物浇筑成型时,应考虑模板和钢筋的吸热影响,混凝
土拌和物浇筑成型完成时的混凝土温度可按下式计算:
Tz=(ccQcTs+ctQtTt+cgQgTg)/(ccQc+ctQt+cgQg)
式中Tz—混凝土拌和物浇筑成型完成时的混凝土温度(℃);
cc、ct、cg—混凝土、模板、钢筋的比热(KJ/㎏·K);
Qc—每立方米混凝土的质量(㎏);
Qt、Qg—与每立方米混凝土相接触的模板、钢筋的质量(㎏);
Ts—混凝土拌和物出机至运输到浇筑地点时的温度(℃);
Tt、Tg—模板、钢筋的温度,未预热者可采用当时环境气温(℃)。
6.6水的加热温度计算。
根据冬期施工混凝土拌和物入模温度不宜低于5℃的规定,一般
宜优先考虑对水加热,只有当仅对水加热尚不能满足要求时,可再考
虑将骨料均匀加热。
为保证冬期施工混凝土拌和物入模温度不低于
5℃,混凝土拌和物的出机温度应综合考虑混凝土的搅拌、运输及浇
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筑环境气温对混凝土拌和物所造成的热损失,故水的加热温度可按下
式计算:
tw=【〔4.2W+0.9(C+S+G)〕{T5(ccQc+ctQt+cgQg)-ccQc〔0.16Tα
(1-αt-0.032n)+Td(αt+0.032n)〕-ctQtTt-cgQgTg-〔0.84ccQc
(1-αt-0.032n)〕〔0.9(Ctc+Sts+Gtg)+b(PsSts+PgGtg)-B(PsS
+PgG)〕}】/〔3.528ccQc(1-αt-0.032n)(W-PsS-PgG)〕
式中tw—水的加热温度(℃);
tc、ts、tg—拌和时水泥、砂、石的温度(℃);
b、B—比热及融解热(J/㎏·K)。
当骨料的温度低于0℃时,
所含的水处于冻结状态,考虑到将冰的温度提高到
0℃并变成水所需要的热量,故:
当骨料温度>0℃时,取b=4.2,B=0;
当骨料温度<0℃时,取b=2.1,B=335。
Ps、Pg—拌和时砂、石的含水率(%);
W、C、S、G—拌和时水、水泥、砂、石的用量(㎏);
Tα—混凝土搅拌棚内温度(℃);
T5—混凝土拌和物入模温度最低值,5℃;
cc、ct、cg—混凝土、模板、钢筋的比热(KJ/㎏·K);
Qc—每立方米混凝土的质量(㎏);
Qt、Qg—与每立方米混凝土相接触的模板、钢筋的质量(㎏);
Ts—混凝土拌和物出机至运输到浇筑地点时的温度(℃);
Tt、Tg—模板、钢筋的温度,未预热者可采用当时环境气温(℃)。
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6.7混凝土拌和物与搅拌棚、运输、浇筑等环境温度差均影响着混凝
土拌和物的热量损失,其值见表6.7。
可供热工计算时参考使用。
表6.7混凝土在搅拌、运输、浇筑时混凝土拌和物的温度损失值(℃)
拌和物温度与环境温度差15202530354045505560657075拌和物的温度降低值3.03.54.04.55.06.07.08.09.010.5———一次转运的温度降低值0.520.650.750.901.001.251.501.752.002.252.502.753.00浇筑时的温度降低值2.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.07.58.0
从表6.7中混凝土拌和物的温度降低值可以看出,温差越大、混凝土
拌和物的温度降低值越大,因此在拌制混凝土时,一要提高搅拌棚棚
内温度,二要根据环境气温条件加热原材料。
当气温较低时,不宜露
天搅拌,应尽量搭设暖棚。
郑西客运专线中铁三局工程指挥部
二零零六年十一月十四日
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