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冬季混凝土施工的防護措施

時(shí)間:2024-06-05 15:50:09 建筑施工 我要投稿
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冬季混凝土施工的防護措施

  北方廣大地區有較長(cháng)的寒冷季節,這些地區混凝土的冬季施工是必不可少的。從多年的施工實(shí)踐及研究的結果認識到,當環(huán)境溫度降至 5℃再不回升連續 5天以上時(shí),只要采取適當的施工方法,避免新施工的混凝土不要早期受凍。使施工后的外露混凝土降至0℃以下,就會(huì )使工程有其它季節一樣好的效果。

冬季混凝土施工的防護措施

  1 冬季混凝土施工受凍問(wèn)題分析

  1.1 溫度與砼強度的關(guān)系

  混凝土搗拌澆灌后之所以能逐漸凝結和有高的溫度,是由本身水化作用的結果。而水泥水化作用的速度除與混凝土組合材料和配合比有關(guān)外,主要是隨著(zhù)溫度的高低而變化。當溫度升高時(shí),水化作用加快,強度增長(cháng)也快;而當溫度降至 0℃時(shí),存在于混凝土中的游離水有一部分開(kāi)始結冰,逐漸由液相變?yōu)楣滔,這時(shí)水泥水化作用基本停止,強度也不再上升。溫度繼續下降,當混凝土中的水全部結成冰,由液相變?yōu)楣滔鄷r(shí),體積膨脹約9%,同時(shí)產(chǎn)生大約 20kN/m 的側壓力。這個(gè)應力值一般大于混凝土澆筑后內部形成的初期強度值,致使混凝土受到程度不同的早期破壞而降低強度。此外當水結成冰后會(huì )在骨料和鋼筋表面產(chǎn)生顆粒較大的冰凌,這種冰凌會(huì )減弱水泥漿與骨料同鋼筋的粘結力,也會(huì )影響混凝土的抗壓強度。當氣溫回升冰融化后又會(huì )在混凝土內部留下眾多的空隙和孔洞,降低混凝土的密實(shí)性和耐久性。

  1.2 砼應預防早期凍害

  由此可見(jiàn)在冬季混凝土施工中,水的形態(tài)變化是影響混凝土強度增長(cháng)的關(guān)鍵因素。分析國內外關(guān)于水在混凝土中的形態(tài)的一些資料可以看出,新澆灌的混凝土立刻凍結時(shí),有80%以上的水變成冰,液相不足20%,水化反應極其微弱了;當混凝土經(jīng)過(guò) 24h的標準養護后再凍結,只有 60% 的水變成冰;當混凝土強度達到設計標準的50% 以上時(shí),即使溫度降至-40℃以下,而含水量也維持在 60% 以下,還有 40% 的水未轉變?yōu)楣滔,水化作用也能繼續進(jìn)行?梢缘贸鲞@樣一個(gè)結論:混凝土在澆灌后有一段養護期,對加速水化作用極為重要,因而應預防早期凍害。當混凝土在受凍前只有1h的養護期,強度損失會(huì )超過(guò)50%;在受凍前得到6h的養護期,強度損失不超過(guò)20。

  混凝土在正溫氣候條件下繼續養護,其強度增長(cháng)幅度是不相同的。對于預養期長(cháng)初期強度達到 R28的 28% ~35% 的混凝土受凍后,后期強度基本不受影響;而于預養期較短,強度達到R28的 15% ~17% 時(shí)的混凝土受凍后,后期強度會(huì )受到一定影響,只能達到設計強度的 85% ~90% 。

  只要混凝土在正溫下養護一定時(shí)間,使混凝土有一段水化時(shí)間,就不怕凍害的影響;炷敛恢率軆龊Φ淖畹团R界強度國內外有許多研究成果,我國的鋼筋混凝土施工及驗收規范(GB50204-92)第 7.1.2條明確規定:硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥的構件為設計的 30%,礦渣硅酸鹽水泥為設計的 40%,但 C8 級及 C8 級以下的混凝土不得低于 50kgf/cm2?梢(jiàn)受凍臨界強度與水泥品種和后期增長(cháng)有一定關(guān)系。

  2 混凝土冬季施工方法及措施

  2.1 根據實(shí)際情況確定合適的施工方法

  從以上淺析認識到,在冬季混凝土施上中,一般要解決和處理好以下幾個(gè)問(wèn)題:一是如何確定混凝上最短最佳的養護齡期;二是如何防止混凝土早期受凍;三是如何使凍后混凝土的后期強度能達到設計的需要。在實(shí)際施工中,在根據施工現場(chǎng)氣溫變化、工程結構部位和數量、工期要求期限、水泥品種、外加劑、保溫材料性能和現場(chǎng)條件、供熱來(lái)源等情況,采取合適的施工方法和組織措施。一般情況下,同樣一個(gè)工程可以有多種方法和措施來(lái)保證工期和質(zhì)量,但最佳方案必須滿(mǎn)足工期短、造價(jià)低且質(zhì)量有保證。

  2.2 目前條件下冬季施工采取的施工措施

  2.2.1 調整最佳配合比

  在氣溫 0℃左右時(shí)施工,應選用普通硅酸鹽水泥,其硅酸三鈣含量不低于 50%,細度達到4900/cm2細目篩余量< 15% 的水泥。這種水泥水化熱反應早,使早期強度提高快,一般三天的強度大約等于普通硅酸鹽水泥 7天的強度,效果較明顯;盡量降低水灰比,實(shí)際上是減少游離水,增加 水泥用量,增加幅度在50kgf/m3左右較合適,從而增加水化熱量,減短齡期使強度增長(cháng)快;摻入早強劑和減水劑,提高早期強度,但摻量必須經(jīng)過(guò)試驗確定,計量以水泥重為依據,一般不超過(guò)水泥用量的 5%,少摻既無(wú)效果又浪費,多摻量反而會(huì )降低強度,另外增加含氣量;炷林屑尤4% ~6% 的含氣含量,可以截斷滲水通道,使孔隙互相封閉形成連貫毛細孔,從而提高混凝土內密實(shí)性和耐久性。

  2.2.2 采用蓄熱法

  主要適用于氣溫≥-15℃且結構較厚大的現澆混凝土工程對原材料砂石和水進(jìn)行加熱,使混凝土在攪拌、運輸和澆筑完成后.還儲備有相當的熱量,以使水化放熱加快,并加強對混凝土的保溫,以保持在溫度降至 0℃以前具有一定的抗凍能力。使用蓄熱法應是結構體積厚大,外露面積越小,通過(guò)表面散熱損失也會(huì )少,蓄有熱量則較多。因此要注意內部少量降溫,且應注意保護外露及角邊以防受凍。此法工藝簡(jiǎn)單,費用又少而可以有足夠的養護期限。

  2.2.3 外加熱法

  適用于氣溫在-15℃ 以下環(huán)境施工,而構件并不厚大的工程。通過(guò)加熱施工現場(chǎng)周?chē)目諝,保持混凝土的環(huán)境溫度,或者直接對構件加熱,使混凝土處在正溫下正常硬化。使用熱源有火爐、蒸氣、暖棚、電及紅外線(xiàn)等工藝。

  火爐加熱在較小的工地上應用。方法簡(jiǎn)單但室溫不會(huì )很高且較干燥,特別是爐子里明火和聚集煙放出的二氧化碳會(huì )使新澆混凝土表面易碳化,影響表面光潔,是一種較原始的方法。

  蒸氣加熱是采用蒸氣的溫度和濕度養護混凝土。此法比較簡(jiǎn)單且易控制使得溫度均勻,廣泛應用在大型預制構件廠(chǎng),一般小型工地施工不易辦到。但需要專(zhuān)門(mén)鍋爐設備和場(chǎng)地。熱損失大,費用高,工作環(huán)境也差。

  暖棚法即在現場(chǎng)搭設工棚,使構件或基礎在棚內正常溫度下施工。費用較高,因需建棚和加溫,常用于一些重點(diǎn)項目。

  電加熱法是將鋼筋作為電極,戲將電熱器貼在混凝上表面,使電能變?yōu)闊崮,以提高混凝土溫度。這種方法簡(jiǎn)單方便,熱損失較少也容易控制。當構件較遠時(shí).電加熱比蒸氣加熱要方便靈活,但耗電量大費用高。

  2.2.4 防凍法

  目前生產(chǎn)的防凍劑可應用在-10℃及其以下氣溫中施工。它是采用降低冰點(diǎn),使混凝上中的水在負溫下仍處于液相狀態(tài),使水化作用能繼續進(jìn)行,從而改善孔結構,達到強度增長(cháng)不受影響的目的。防凍法分為早強、負溫防凍和結構法等,常用防凍劑是亞硝酸鈉,它不但可以降低冰點(diǎn),而且是極好的防銹劑,費用低,大小工地皆可使用。

  2.2.5 綜合法

  是同時(shí)采用任意的兩種以上保溫及防凍措施進(jìn)行施工。應根據結構類(lèi)型等特點(diǎn),施工隊伍素哽和當地能源狀況來(lái)確定方案,有以蓄熱為主輔以早期防凍的蓄熱綜合法,有以加熱為主輔以防凍,也有以防凍為主輔以蓄熱等。

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