冬季混凝土施工预防冻害方法.pdf

2 0 1 1年第 2期 ( 第 3 9卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g i i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 2 2 0 1 1 ( T o d a l N o 3 9 ) 文章编号： 1 0 0 77 5 9 6 ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 2 7 8 0 2 冬季 混凝土施 工预 防冻 害方法 宋海涛。 ， 马春艳 ， 于蕴萍 ( 1 鸡东县灌 区管理处， 黑龙江 鸡东 1 5 8 2 0 0； 2 八楞 山水库管理处 ， 黑龙江 鸡东 1 5 8 2 0 0 ； 3 鸡东县水务局 ， 黑龙江 鸡东 1 5 8 2 0 0 ) 摘要 ： 水变成冰后， 会在骨料和钢筋表面形成冰凌， 减弱骨料和钢筋与混凝土的黏结， 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不同的空隙， 降低混凝土的密实性和耐久性。所以使其在常温下有一段育养期， 加速水泥水化作用， 在混凝土受到冻害前达到临界强度。故混凝土冬季施工须采取预防冻害措施。 关键词 ： 混凝土； 冬季施工； 预防冻害； 施工措施； 施工前准备； 温度控制 中图分类号： T V 5 2 1 文献标识码： B 黑龙江省地处寒 区一年中负温长达 5 6个月， 由于受 工期制约 ， 许多工程冬季混凝土施工是不可避免的。国内外 对混凝土冬季施工理论和方法的探索研究认为， 当环境温度 降到 5 C以下后， 只要采用适当的施工方法， 就可避免新浇混 凝土早期受冻， 使外露混凝土与冬季气温保持较小温差， 也 会取得像在暖天施工时的效果 ， 本文论述 了在冬季施工中， 为确保混凝土质量所应做好的施工前的准备、 施工 中的技术 控制以及对浇筑好的混凝土的保温工作。 1 混凝土冬季施工的一般原理 混凝土拌和物经浇筑之所以能逐渐硬化、 凝结成型， 直 至获得最终强度， 是因为水泥水化的结果 ， 而影响水泥水化 速度除了和混凝土的本身组成材料及配合比有关外， 主要还 和温度有关。当温度升高时， 水泥水化速度加快 ； 当温度降 低时， 水泥水化速度减慢。而当温度降烈 0 C时， 参与水泥水 化过程中的水开始结冰， 逐渐由液相 向固相转变 ， 这时参与 水泥水化作用的水减少， 混凝土强度增长变慢， 当温度继续 下降， 参与水化作用的水， 完全变为固态， 水泥水化作用基本 停止， 此时， 强度不在增长。水变成冰后， 体积增大 9 ， 当混 凝土 毛 细 孔 含 水 率 在 9 1 7 时， 结 冰 大 约 会 产 生 2 5 0 0 k g c m 的冰胀应力， 这个冰胀应力远远超出混凝土内 部的初期强度， 使混凝土受到早起受冻破坏 ， 从而降低混凝 土的整体强度。此外， 水变成冰后 ， 会在骨料和钢筋表面形 成冰凌， 减弱骨料和钢筋与混凝土的黏结， 影响了混凝土的 抗压强度， 当冰凌融化后 ， 又会在混凝土内部形成不同的空 隙， 降低了混凝土的密实性和耐久性。 根据以上理论， 可知水的形态是影响混凝土构件强度的 关键， 在冬季混凝土施工 中， 液态水在混凝土内部保留的时 间越长 ， 越有利于混凝土强度的增长， 由此可见 ， 在混凝土受 冻前， 要使其在常温下有一段育养期 ， 加速水泥水化作用， 在 混凝土受到冻害前达到临界强度， 我国规定的临界强度为不 低于设计标号的3 0 ， 也不得低于3 5 0 MP a 。 2 施工前的准备工作 2 1 暖棚搭建 暖棚主要由棚盖、 支承结构和保温层的围护结构等组 成。通常采用的型式有3种。 1 ) 绑扎式暖棚是一种简易暖棚。用1 0 o m1 0 c m的预 制混凝土柱作支承， 高 3 54 0 i n 。棚盖采用圆木现场绑 扎。保温层采用草帘、 草垫、 牦牛帆布被及帆布等。适用于 骨料、 钢筋等材料的存储 ， 根据外界气温条件， 暖棚内可布置 火炉为骨料， 钢筋等材料保温。这种暖棚具有造价低廉的特 点 ， 但保温效果较差。 2 ) 组装式暖棚， 其棚盖采用单片钢桁架组装而成。因其 跨度较大， 支承结构可以设置在模板以外。这种暖棚适合存 放水泥等材料， 如存放水泥等材料， 棚内可用电暖风为水泥 保温， 不能使用火炉 ， 以免火炉在燃烧过程中产生的 C O ：与 水泥发生反应， 影响水泥质量。这种暖棚具有较大的空间， 但组装过程比较繁杂的特点。 3 ) 装配式暖棚， 主要包括钢桁架组合梁、 定型保温支承 结构、 吊装结构及围护结构等部分。整个棚盖为一整体吊装 单元。其主要优点是安装拆除方便。适用于对混凝土浇筑 仓位和需要进行养生的混凝土进行保温， 如棚内混凝土在养 生过程中需保温 ， 可采用电暖风或碘钨灯进行保温， 不能采 用火炉， 以免以免火炉在燃烧过程中产生的 C O ： 与新浇筑的 混凝土发生反应 ， 造成混凝土表面钙化 ， 影响工程质量。 2 2 施工原材料温控处理措施 在净料堆场搭设暖棚， 尽量避免砂石料暴露在外； 混凝 土施工所需的砂石料尽量提前堆存于暖棚进行储存保温 ， 在 砂石料中不得掺杂冰屑、 雪 团、 冰块和泥块等杂质 ， 在掺用 收稿日期】 2 0 1 01 2 2 0 作者简介 宋海涛( 1 9 8 0一) ， 男， 黑龙江鸡 东人 ， 助理工程师； 马春艳( 1 9 7 7一) ， 女 ， 黑龙 江鸡东人， 助理工程 师； 于蕴萍 ( 1 9 6 8一) ， 女 ， 黑龙 江鸡 东人 ， 工程师 。 - - - 2 78 - 宋海涛， 等： 冬季混凝土施工预防冻害方法 第 2 期 钾 、 钠离子防冻剂的混凝土中， 骨料不得混有活性材料， 以免 发生碱骨料反应。当外界温度 一 5 q C时， 只将拌和用水加 热即可； 当外界温度 1 5 ， 在搅拌站旁搭建临时水泥库 ， 内设火炉升温， 保证水泥的正常温度。 3 混凝土拌和时的温控措施 1 ) 在骨料向搅拌站输送过程中， 尽量减少的骨料 的温度 损失。如在输送带上覆盖彩条布。 2 ) 为了减少冻害， 应提前做好冬季施工配合比， 将配合 比中的水的用量降低至最低限度 ， 控制塌落度， 加入减水剂， 优先选用高效减水剂 ， 混凝土冬季施工拌合掺加防冻剂， 使 混凝土能在负温下硬化， 并在规定的时间内达到足够的强 度 ， 使混凝土最终达到与常温养护相同的质量水平， 防冻外 加剂掺量或配制混凝土的水溶液的浓度， 随混凝土的浇筑温 度与养护温度不同而不同。混凝土的浇筑与养护温度越低 ， 需要的溶液浓度就越高。但须注意， 所有外加剂不能用蒸汽 直接加热， 应在稀释桶 内进行， 稀释外加剂用水温度以不丧 失外加剂作用为限。在拌和时应尽量采用热水拌和， 当拌和 时添加的热水超过6 o 时， 应改变加料顺序， 先将骨料和水 拌和， 再加水泥， 以免假凝。热水温度控制在 8 0 以内； 适当 增加混凝土拌和的时间； 出盘温度保持在 1 2 以上 ， 以适应 运输浇筑等进程中的热量损失。 4 浇筑前准备 4 1 混凝土运输 混凝土在运输过程中温度会损失 2 C h5 h ，为减 小温度损失 ， 应在混凝土搅拌车罐体外包裹一层牦牛帆布 被。混凝土运输 自卸汽车车厢顶覆盖牦牛帆布被。混凝土 运输车辆要求运输速度要快， 车到就卸料， 不等车， 避免混凝 土倒运， 车辆保温效果要好。当采用混凝土泵送混凝土施工 时， 待混凝土泵安装就位后 ， 用帆布搭设保温棚， 内挂碘钨灯 用于取暖及照明， 泵管外包石棉和双层麻袋布， 进行保温处 理 。 4 2 混凝土表面处理与清基 在常温季节 浇筑达到终凝后， 一般用风水枪进行“ 冲 毛” ， 用高压水和高压风混合冲刷混凝土表面， 将混凝土表面 的水泥膜冲洗掉， 使其露出石子。在冬季， 这种方法受到限 制， 因冲洗用的大量水要淋湿保温材料 ， 影响保温效果。为 此， 在暖棚内施工时， 当混凝土浇筑后达到2 0 MP a 左右的强 度时， 用带齿的钢耙打毛。基面清理先用人工用扫帚将混凝 土表面碎屑扫净， 再用水冲洗。旧混凝土的加热升温： 在严 寒条件下， 暴露较久的老混凝土， 表面温度( 包括侧面) 通常 是负温。负温的深度与数值大少随暴露时间的长短而异。 在这些部位浇筑新混凝土时， 如果未对其进行足够的加热处 理， 或没有足够的浇筑温度时， 都将使新 旧混凝土接缝遭致 早期受冻。为防止旧混凝土的温度过低， 可在混凝土浇筑后 在混凝土表面覆盖上保温被保温， 并在下一次新混凝土浇筑 时进行适当加热。 4 3 钢模板保温 板肋间填塞2 e m厚双层高发泡泡沫块。并在钢模板表 面覆盖牦牛帆布被保温。 5 混凝土浇筑入仓要求 混凝土入仓方法与整个工程施工设备条件有关 ， 但尽可 能地考虑混凝土冬季施工特殊性， 选择混凝土人仓设备时照 顾到冬季施工方便， 在混凝土入仓时少倒运， 最好能一次入 仓 ， 混凝土入仓要做到连续性 、 快速性 ， 缩短时间， 这样可 以 减少混凝土温度损失 ， 避免表层受冻。 6 冬季混凝土的养生 养护措施十分关键 ， 正确的养护能避免混凝土产生不必 要的温度收缩裂缝和受冻， 成型开始养护时的温度， 用蓄热 法养护时的温度1 O ， 用蒸汽法养护时5 ， 细薄结构 8 ， 在负温条件下 ， 不得洒水养护。采用蓄热法浇筑完毕， 混凝土收仓后， 混凝土平面需覆盖彩条布和毛牛帆布被。采 用暖棚法浇筑完毕后， 将暖棚保 留3 d 右右后拆除， 或在混凝 土达到初始强度后拆除， 如条件允许， 可不拆除暖棚 ， 在暖棚 内利用碘钨灯、 电暖风机或火炉供热， 对于面积较大的混凝 土构件， 可覆盖牦牛帆布被或草席保温， 冬施混凝土表面不 洒水， 保温被一直覆盖， 如上层继续施工， 可分片揭开， 施工 完毕后继续覆盖。 冬期混凝土模板拆除时间安排在自夫 1 O时 1 6时气温 高时进行。拆模时机可通过留置同条件养护试块 ， 试压测定 强度后决定。对 已拆除模板的混凝土， 应迅速跟进覆盖保 护， 永久暴露面采用贴两层2 c m厚的高发泡泡沫板予以保 护。泡沫板应紧贴混凝土面， 利用模板拉筋头或螺栓套筒孔 内塞木楔， 外面钉木条， 尤其是混凝土棱角部位应保护好， 搭 接严密。结构缝面采取预先在模板和混凝土接触面贴1 e m 厚的低发泡泡沫板， 拆模后再加贴2 c m厚的高发泡塑料板。 施工临时缝面仍采取贴双层高发泡板的方式( 避开插筋头) 。 综上所述， 每种施工方法都有利有弊， 其适用范围都受 到一定条件制约， 应根据施工现场的现有条件， 采取不 同的 施工方法， 使混凝土在冬季施工中， 根据混凝土强度等级、 结 构厚度、 施工季节和养护条件变化 ， 来满足混凝土施工质量 标准。 参考文献 ： ， 1 中国建筑科学研究院 G B 5 0 1 1 9 2 0 0 3混凝土外加剂应用技术 规范 s 北京： 中国建筑工业出版社， 2 0 0 9 2 龚召熊 水工混凝土的温控与防裂 M 北京： 中国水利水电 出版社 。 2 0 0 0 3 刘秉京 混凝土技术 M 北京： 人民交通出版社。 1 9 9 8 - 2 7 9 - -