談冬期混凝土施工方法

祁永濤

（中鐵七局集團(tuán) 鄭州工程有限公司，河南 鄭州 450009）

1 冬期施工特點(diǎn)

1.1 冬期混凝土特點(diǎn)

0-4℃時，凝結(jié)時間比15℃延長3倍；溫度降到0.3-0.5℃時，混凝土開始凍結(jié)后，反應(yīng)停止；溫度降到-10℃時，水化反應(yīng)完全停止，混凝土強(qiáng)度不再增長。再負(fù)溫條件下，混凝土中的水結(jié)冰，體積增加，硬化的砼結(jié)構(gòu)遭到凍脹破壞。

1.2 冬期施工安全、質(zhì)量風(fēng)險較大，施工成本投入高，施工生產(chǎn)效率低下

冬期施工由于施工條件及施工環(huán)境不利，是工程質(zhì)量事故的多發(fā)季節(jié)，尤其以混凝土工程居多。工程質(zhì)量事故出現(xiàn)的隱蔽性和滯后性，及時工程是冬天施工的，質(zhì)量問題大多在春天開始暴漏，因而給質(zhì)量事故的處理帶來很大的難度，輕者進(jìn)行重新修補(bǔ)，嚴(yán)重的需要返工處理，不僅給工程帶來經(jīng)濟(jì)損失，還影響工程的使用壽命。

2 冬期施工準(zhǔn)備

施工之前，落實(shí)好冬期施工必備的有關(guān)工程材料、防寒物資、能源和機(jī)具設(shè)備，如拌和站燒水用的鍋爐、水箱、管道、煤爐、煙囪、攪拌棚和暖棚搭設(shè)用的棚布、棉被、草席、普通溫度計(jì)、內(nèi)埋式溫度計(jì)等，并進(jìn)行供熱鍋爐、管道的安裝調(diào)試工作。結(jié)合所施工項(xiàng)目從施工方法、施工工藝、每道工序上合理安排施工。對各項(xiàng)設(shè)施和材料，事先作好防雪、防凍等防護(hù)措施。

3 混凝土工程冬期施工措施

3.1 原材料控制

①水泥:選用普通硅酸鹽水泥配制混凝土，且對水泥進(jìn)行保溫存儲。

②骨料:粗、細(xì)骨料必須置于防雨雪的棚里，保證骨料清潔，不得含有冰雪及凍塊。粗、細(xì)骨料拌和前必須置于暖棚內(nèi)，棚內(nèi)升火爐，溫度不低于5℃。

3.2 混凝土拌和及運(yùn)輸

混凝土運(yùn)輸采用混凝土罐車運(yùn)輸，在混凝土罐上包裹保溫材料，防止運(yùn)輸過程中熱量損失。

運(yùn)輸中的溫度損失用下式計(jì)算:

式中:

T2——混凝土運(yùn)輸至澆筑時的溫度(℃)；

T1——混凝土拌合物出機(jī)溫度(℃)；

t1——混凝土運(yùn)輸至澆筑的時間(h)；

n——混凝土轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)；

Ta——混凝土拌合物運(yùn)輸時的環(huán)境溫度(0)；

α——溫度損失系數(shù)，取0.25。

根據(jù)當(dāng)時測溫情況,對混凝土的出機(jī)溫度及保溫材料進(jìn)行調(diào)整,要求混凝土出攪拌機(jī)的溫度不低于10℃，入模溫度不低于5℃。

①可采取拌和用水加熱的辦法保證混凝土的溫度，水的加熱溫度不高于80℃。攪拌時先投入骨料和已加熱的水，充分?jǐn)嚢韬笤偻度胨唷⒌V物摻和料、外加劑等，當(dāng)拌制的混凝土出現(xiàn)坍落度減小或發(fā)生速凝現(xiàn)象時，重新調(diào)整拌和料的加熱溫度。攪拌時間一般較正常溫度下延長50%左右。

②混凝土在其抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%前不得受凍，當(dāng)混凝土抗壓強(qiáng)度未達(dá)到5MPa前，也不得受凍。

3.3 混凝土澆筑

①混凝土澆筑前，要清除模板及鋼筋上的冰雪和污垢。混凝土入模前，采用專用的設(shè)備測定混凝土的溫度、坍落度、含氣量及泌水率等工作性能；保證混凝土的入模及入孔溫度不得低于5℃；開始養(yǎng)護(hù)時的溫度不得低于5℃，細(xì)薄截面結(jié)構(gòu)不得低于10℃。

②存在新、舊混凝土施工縫時，當(dāng)舊混凝土面和外露鋼筋或預(yù)埋件暴露在冷空氣中時，對距離新、舊混凝土施工縫1.5m范圍內(nèi)的舊混凝土和長度在1.0m范圍內(nèi)的外露鋼筋或預(yù)埋件用塑料包裹，棉氈覆蓋保溫。

③設(shè)置專人對混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù)期間的環(huán)境溫度、混凝土澆筑時的入模溫度隨時進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果作好記錄。混凝土冬期施工時除按規(guī)定制作標(biāo)準(zhǔn)混凝土試件外，還要根據(jù)養(yǎng)護(hù)、拆模和承受荷載的需要，增加與結(jié)構(gòu)同條件養(yǎng)護(hù)的試件不少于2組，混凝土由與其同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試件的強(qiáng)度來確定撤除養(yǎng)護(hù)的時間，混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%及5MPa后再撤除養(yǎng)護(hù)。

④混凝土澆筑采取分層連續(xù)澆筑，分層厚度40～50cm，不得小于20cm，并盡量縮短每層澆注的分段長度，減少混凝土的散熱面并及時覆蓋保溫。

⑤大體積混凝土冬期施工，應(yīng)防止砼內(nèi)部水化熱過大。為防止混凝土內(nèi)外溫差過大，混凝土表面應(yīng)以保溫材料覆蓋，并預(yù)留測溫孔或埋設(shè)測溫片，加強(qiáng)測溫監(jiān)控，作好中心溫度、表面溫度和環(huán)境溫度的記錄。

⑥混凝土采取在每天溫度較高時進(jìn)行澆注，不得直接灑水養(yǎng)護(hù)，采用噴涂養(yǎng)護(hù)劑或采用保濕增濕措施養(yǎng)護(hù)。

3.4 墩臺及涵身保溫及養(yǎng)護(hù)

①墩臺及涵身在混凝土澆筑前，先在鋼模外側(cè)緊貼模板密裹保溫材料保溫，墩臺及涵身四周用鋼管搭設(shè)暖棚骨架，混凝土澆注完成后，用棚布或彩條布罩住墩身形成暖棚，可在棚內(nèi)升火爐加溫。棚內(nèi)掛溫度計(jì)，棚內(nèi)溫度不低于5℃，派專人看管火爐并檢測混凝土溫度和環(huán)境溫度。

②墩臺及涵身混凝土在養(yǎng)護(hù)期間的養(yǎng)護(hù)溫度每晝夜定時檢查4次，室內(nèi)外環(huán)境溫度每晝夜定時定點(diǎn)檢查4次，升溫和降溫期間每小時測1次，恒溫期間每兩小時1次。保證每小時的降溫不大于5℃。若有較大幅度的降溫時，必須及時采取保溫措施。

③墩臺及涵身混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求的抗凍強(qiáng)度后方可拆模，混凝土與環(huán)境的溫差不得大于15℃，以防止混凝土表面冷卻過快，產(chǎn)生收縮裂紋。混凝土拆模后密裹一層中厚塑料布進(jìn)行保溫處理，防止冷風(fēng)直接對其進(jìn)行侵襲，包裹時間自拆模后不得少于21天。

④養(yǎng)護(hù)完成當(dāng)溫度仍在0℃以下時，待混凝土冷卻至5℃混凝土且與環(huán)境的溫差不大于15℃，可以拆除暖棚。暖棚拆除后，要檢查墩臺頂是否密封，嚴(yán)防冰雪、雨水進(jìn)入墩頂預(yù)留螺栓孔內(nèi)發(fā)生凍脹造成墩柱開裂，包裹蓄熱保溫保濕，以確保混凝土強(qiáng)度，墩臺身必要的濕度。

3.5 梁體保溫及養(yǎng)護(hù)

①本項(xiàng)目預(yù)制梁均在梁場內(nèi)進(jìn)行預(yù)制，在預(yù)制場內(nèi)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)蒸汽暖棚進(jìn)行防寒保溫。

②梁體預(yù)應(yīng)力孔道灌漿必須保證在正溫下進(jìn)行，其強(qiáng)度達(dá)到25MPa前不得受凍。預(yù)應(yīng)力孔道壓漿漿體要求不泌水，適當(dāng)早強(qiáng)。漿體攪拌時，適當(dāng)控制水溫，水預(yù)熱溫度不能影響到漿體稠度及其他性能。

③跨南水北調(diào)大橋懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁混凝土養(yǎng)護(hù)采用電壓鍋爐蓄熱法，施工前搭設(shè)暖棚，暖棚頂面與側(cè)面一邊相連，另一邊可開可合，利于澆注施工，頂面每跨為一單元，施工完一跨后及時覆蓋，再卷開另一跨進(jìn)行施工，以此類推進(jìn)行。暖棚采用中厚塑料布外包土工合成保溫被進(jìn)行，四腳用砂袋壓實(shí)，保證密閉，暖棚內(nèi)采用電壓鍋爐進(jìn)行加熱，提高保溫效果。

④混凝土澆注前在梁體內(nèi)設(shè)置測溫片，測溫片布置在連續(xù)梁主跨墩頂左右兩米各設(shè)一處，橫向布置在底板混凝土最厚部分的芯部，合計(jì)設(shè)置八處。在混凝土養(yǎng)護(hù)期間，對已澆注混凝土進(jìn)行溫度監(jiān)控，及時測量混凝土芯部溫度、表層溫度及環(huán)境氣溫，每日4次，（早6點(diǎn)，中午12點(diǎn)、下午18點(diǎn)、晚24點(diǎn)）并做好測溫記錄，并根據(jù)混凝土溫度和環(huán)境參數(shù)的變化情況及時調(diào)整養(yǎng)護(hù)制度。

⑤梁體施工選擇較好的天氣、氣溫較高的時段進(jìn)行，拆模時也選擇每日的10點(diǎn)到14點(diǎn)進(jìn)行。

3.6 混凝土試塊的留置

冬期施工期間多做兩組同條件養(yǎng)護(hù)試塊，一組用來測定混凝土受凍前的臨界強(qiáng)度，另一組用作28d的強(qiáng)度測試，試塊應(yīng)在澆筑現(xiàn)場取樣制作，試壓前，試塊應(yīng)放在有正溫條件的房間內(nèi)，解凍后再進(jìn)行試壓，停放時間約 6～12h。

4 結(jié)束語

由于季節(jié)性的特點(diǎn)，混凝土工程冬施期間除按照常溫的施工要求外，還應(yīng)檢查外加劑的質(zhì)量和摻量；水和骨料加熱溫度；混凝土出機(jī)入模及養(yǎng)護(hù)過程中的溫度。設(shè)專人測溫，詳細(xì)做好測溫記錄工作，整理歸檔。嚴(yán)格控制混凝土拆除溫度和拆模時間，模板及混凝土的保溫覆蓋要及時有效。這樣才能保證冬期混凝土的施工質(zhì)量，從而保證整個工程的施工質(zhì)量。