田 伟 陶国英
(河北建设集团有限公司一分公司,保定101300)
摘 要 通过对有关规范、标准及技术资料的学习及工程实践,将冬施混凝土与温度有关的部分集于本文,并浅谈冬施混凝土的温差控制技术。 概述:
在工程主体结构的冬季施工中,混凝土的浇注和养护关系到整体工程的质量。因此,必须引起高度重视,要有极其负责的精神,加强对混凝土冬期施工的质量管理。国内外有关专家、学者对混凝土的冬施进行了大量的科学研究,并将研究成果形成标准、规范,指导我们施工单位执行,确保冬施混凝土满足结构要求。
混凝土强度的增长,混凝土的质量等,无不与温度、湿度有关。 1 气温等级划分及冬期施工期限
1.1气温是指大气的温度,表示大气冷热的程度。气温等级的划分为:极寒:等于或小于-40℃;严寒:-20℃至-29.9℃;大寒:-10℃至-14.9℃;小寒:-5℃至-9.9℃多媒体操作系统;温暖:18℃至19.9℃;热:22℃至24.9℃;暑热:28℃至29.9℃;极热:等于或大于40℃豆渣搅拌机。混凝土冬期施工规定:寒冬地区系指最冷月份平均气温在-5℃至-15℃,严寒地区系指最冷月份平均气温低于-15℃。
1.2我国混凝土冬期施工期限规定为:当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃,即进入冬期施工,当室外日平均气温连续5d高于5℃时,解除冬期施工。内蒙地区冬期施工时间,一般自10月20日至翌年4月10日,最近几年最低气温在-25℃至-29℃,平均日温差13℃。
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陶国英,1963.2出生,工程师
1.3混凝土冬期施工使用温度系指掺防冻剂混凝土的浇筑现场5-7d内的最低气温;规定温度系指防冻剂5-7d内混凝土内部最低温度。混凝土冬施规定温度为-5℃、-10℃、-15℃;使用温度为-10℃、-15℃、-20℃;冬施采取覆盖保温时,一般混凝土内部温度比气温高5℃;施工时可按月平均气温掌握,也可按日最低气温掌握。
1.4当日平均气温低于5℃时,混凝土养护不得浇水,可用塑料布覆盖保温,保湿、保养,混凝土养护温度低于5℃时,强度增长缓慢;试验得知:在5℃条件下养护28d,混凝土强度只达标养强度50-60%,当温度降到性引诱0℃以下时,特别是降到混凝土液相冰点温度以下时,混凝土中的水开始结冰,其体积膨胀约9%,使未达到临界强度的混凝土结构造成破坏,这是混凝土冬期施工采取所有技术措施的关键所在,千方百计防止混凝土遭到冻害。
2 冬施外加剂的选择
2.1混凝土冬期施工,一般都选择掺防冻剂及其复合剂的办法。防冻剂配方设计,一般是在恒定负温下实验所得,在实际施工时如按日最低气温掌握是偏于安全的,因一天中有正负温,或高低温交替循环。
2.2掺防冻剂的混凝土预养很重要,预养温度规定:当规定温度为-5℃时,试件预养时间为6h或180℃·h;为-10℃时预养时间为4h或120℃·h;为-15高压喷雾器℃时,预养时间为2H或60℃·h,试验知:掺防冻剂混凝土,在规定温度-10℃养护3d强度达到0.7Mpa,再放到-20℃下受冻,后期强度损失达32%,如在-10℃预养7d达到3.5mpa后,再在-20℃下受冻,则后期强度不损失,所以说冬施混凝土预养很重要。
2.3掺防冻剂混凝土临界强度规定:当日最低气温不低于-10℃时为>3.5mpa;当最低气温不低于-15℃时为>4.0mpa;当日最低气温不低于-30℃时为>5.0mpa。拆模后混凝土的表面温度与环境温度温差不能大于20℃,如大于20℃应采取保温材料覆盖养护,使其缓慢冷却。
2.4冬施混凝土日最低气温为0至5℃时,混凝土采用塑料薄膜和保温材料覆盖养护时,不要单独使用减水剂,可采用早强剂或早强减水剂或防冻剂,混凝土不会受到冻害,当温转正温后能较快的提高温度;在日最低气温-5℃至-10℃、-10℃至-15℃、-15℃至-20℃时,采用上述措施后,应分别采用规定温度为-5℃、-10℃、-15℃的防冻剂。
2.5冬施混凝土掺高效减水剂后,虽然混凝土强度也随着温度降低而降低,但在5℃左右条
件下养护最适宜,因此,高效减水剂可用于日最低气温0℃以上施工混凝土。
冬施掺缓凝剂,缓凝减水剂及缓凝高效减水剂的混凝土,随着气温降低早期强度也降低,因此,它不适宜用于5℃以下的混凝土,但很适宜冬期大体积混凝土施工。
3 冬期施工混凝土温度信息
3.1冬施原材料加热温度,气温低于5℃时,可用热水搅拌混凝土,水温高于65℃时,应改变投料顺序;气温低于-10℃时,骨料可以入暖棚或采取加热措施,骨料冻结成块时,须加热后使用;冬施混凝土拌合水及骨料加热温度限制:水泥等级小于Po42.5、ps42.5级时,拌合水加热不大于80℃,骨料不大于60℃;水泥等级高于或等于pi、pii42.5级或po42.5、ps42.5级时,拌合水加热不大于60℃,骨料不大于40℃。
冬施商品混凝土气温在0-5℃时,水温控制在20℃至30℃;气温在-5℃至-10℃时,水温控制在30℃至40℃,当水温大于40℃时,应先投骨料后投水泥。
3.2led球泡灯罩混凝土出机温度控制:严寒地区不低于15℃,寒冷地区不低于10℃;
混凝土入模温度控制:严寒地区不低于10℃,寒冷低于不低于5℃;
混凝土出机温度可参考以下经验公式计算:
y=3.3+0.16x1+0.32x2
式中:y=混凝土出机温度(15℃),x1=水加热温度(15℃),x2=砂加热温度(15℃)。
3.3混凝土冬期施工常规方法是混凝土表面覆盖一层塑料薄膜再覆盖1-2层毛毡,以利挡风,保温,保湿,实测覆盖一层薄膜能提高混凝土温度1-2℃,覆盖两层毛毡,可提高混凝土温度3-7℃。
3.4混凝土冬期施工采取“外围,上盖,内加热”的立体保温措施,特适宜框架结构工程的冬期施工;既施工层立面用毛毡一层,彩条布一层封闭,使整个施工层形成一个封闭的暖室,混凝土时室内生炉火加热,混凝土表面用塑料布覆盖。该法可在较低气温下施工,可提高施工层内温度6-18℃。
3.5当采用负温养护法施工时,应选用硅酸盐或普通水泥,混凝土浇筑后起始养护温度不低于5℃,并应以浇筑后5d内的预计日最低气温选用防冻剂。
3.6冬季混凝土模板和保温层应在混凝土达到强度并冷却到5℃后,方可拆除。
4 冬施大体积混凝土温差控制
混凝土冬期施工和温度相关,而混凝土无论常温施工,还是冬期施工,更和温度相关。
冬期混凝土与普通混凝土有其不同的技术要求,其技术要求关键是控制中心温度与表面温度温差不能大于25℃,混凝土表面温度和气温(环境温度)的温差也不能大于20℃。施工所采用的一系列技术措施都是围绕这一中心服务的,温差小于25℃是关键。因此,我认为混凝土配合比设计是前提,选用材料是基础,施工措施是保证,保湿、保温养护是关键。
4.1呼和浩特白塔机场航站楼基础框架柱及3.835米夹层梁板共3022m2进行冬期施工,其中夹层梁板于2005年12月19日至2005年12月24日采用暖棚法施工。2006年3月21日至2006年4月11日4个主拱拱脚大体积混凝土施工,总混凝土量5100m3;2006年4月4日至2006年4月18日7.035米梁板混凝土施工,总混凝土量6327m3,梁板超长为膨胀无缝混凝土施工一次连续浇筑成型。
施工期完全处于冬期施工,浇筑梁板(本工程B段17-36轴3.835顶板)时最低气温-8℃,最高气温1℃,为确保混凝土工程质量,严格控制温差不大于25℃,采取了一系列技术措施。施工单位购买商品混凝土,要求商品混凝土生产单位要优选原材料和配合比。
4.2根据混凝土技术要求,保证混凝土强度情况下,水泥用量用到低限,(呼市质监部门规定:冬施工程混凝土标号提高一级),和选择降低水泥水化热的掺合料,搅拌水温度不要太高,尽量降低混凝土出机温度-入模温度,以降低混凝土中心温度。
4.3商品混凝土生产单位选用了呼市42.5#水泥,掺入磨细复合粉,以增强混凝土和易性,粗细骨料选用符合标准中的中沙和连续粒级5-31.5mm的机碎石,选用缓凝型泵送剂及低减uea膨胀剂。
4.4经试验优选了商品混凝土最佳配合比:
c40 水泥 砂 石 水 防冻剂 膨胀剂 复合粉
KG/m3 452 650 974 195 28 50 53
塌落度控制在140-170mm范围内,泵送施工。
4.5此段梁板施工时间是2005年11月24日,正值冬季,考虑天气情况为降低混凝土入模温度,原材料不加热,只将水加热到60-80℃,保证出厂混凝土在10℃左右,实测12℃。
4.6施工时采取了“外围,上盖,内加热”的立体保温措施,用毛毡及彩条布将施工层围护封闭,防止风吹。混凝土浇筑完成表面处理后,立即用一层塑料薄膜覆盖,上面再盖两层毛毡,施工层下面生炉火加温,以保证混凝土表面温度和中心温度温差不大于25℃(实测12℃),表面温度和环境温度温差不大于20℃(暖棚内实测15℃)。
混凝土浇筑的混凝土时,按测温图要求布置测量孔,共计18个,分别测定混凝土梁、板的温度。
4.7商品混凝土厂家实测28d共计12组试块平均强度达56.638Mpa,达到设计强度的142%,现场同条件养护试块平均强度51.23mpa,达到设计强度128%,确保了工程质量,未出现温差裂缝,这和采取了一系列确实可行的有力措施分不开。
该工程质量受到了质监站、建设单位、监理单位的一致好评。
关于混凝土冬期施工的温度信息仍有很多,尚需今后通过实践,实验和总结来发现,以服
务于混凝土科技的发展。
至此,为保证冬期混凝土质量,在施工中要有谨慎敬业的工作作风;行之有效的技术组织;科学合理的管理方法;安全可靠的保温措施。