混凝土冬季施工方案
混凝土冬季施工方案（一）
當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5℃時(shí)，就應(yīng)采取冬期施工的技術(shù)措施進(jìn)行混凝土施工�；炷了阅苣Y(jié)、硬化并取得強(qiáng)度，是水泥和水進(jìn)行水化作用的結(jié)果。水化作用的速度在一定濕度條件下主要取決于溫度，溫度愈高，強(qiáng)度增長(zhǎng)也愈快，反之則慢。當(dāng)溫度降至0℃以下時(shí)，水化作用基本停止，溫度再繼續(xù)降至-2～-4℃，混凝土內(nèi)的水開(kāi)始結(jié)冰，水結(jié)冰后體積增大8%～9%，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生冰晶應(yīng)力，使強(qiáng)度很低的水泥石結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，同時(shí)減弱了水泥與砂石和鋼筋之間的粘結(jié)力，從而使混凝土后期強(qiáng)度降低。受凍的混凝土在解凍后，其強(qiáng)度雖然能繼續(xù)增長(zhǎng)，但已不能再達(dá)到原設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)。
試驗(yàn)證明，混凝土遭受凍結(jié)帶來(lái)的危害，與遭凍的時(shí)間早晚、水灰比等有關(guān)，遭凍時(shí)間愈早，水灰比愈大，則強(qiáng)度損失愈多，反之則損失少。
經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得知，混凝土經(jīng)過(guò)預(yù)先養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度后再遭凍結(jié)，其后期抗壓強(qiáng)度損失就會(huì)減少。一般把遭凍結(jié)其后期抗壓強(qiáng)度損失在5%以內(nèi)的預(yù)養(yǎng)強(qiáng)度值定為“混凝土受凍臨界強(qiáng)度”。對(duì)用普通硅酸鹽水泥的硅酸鹽水泥配制的混凝土，受凍臨界強(qiáng)度為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的30%；對(duì)用礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，受凍臨界強(qiáng)度定為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的40%。
一、混凝土冬期施工方法的選擇
混凝土冬期施工方法為：混凝土養(yǎng)護(hù)期間不加熱的方法。其方法包括：摻化學(xué)外加劑法，外加劑為早強(qiáng)劑和防凍劑。
二、混凝土冬期施工的一般要求
（1）冬期拌制混凝土?xí)r應(yīng)優(yōu)先采用加熱水的方法，當(dāng)加熱水仍不能滿足要求時(shí)，再對(duì)骨料進(jìn)行加熱，水及骨料的加熱溫度應(yīng)根據(jù)熱功計(jì)算確定。
�。�2）配制冬期施工的混凝土，應(yīng)優(yōu)先選擇硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度等級(jí)不得低于42.5Mpa，每立方米混凝土水泥用量不得少于300kg，水灰比不得大于0.6.
（3）骨料必須清潔，不得含有冰、雪等凍結(jié)物。
（4）攪拌前應(yīng)用熱水或蒸汽沖洗攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間應(yīng)較常溫延長(zhǎng)50%，其拌制投料順序時(shí)骨料、熱水，然后再投入水泥、外加劑。確�；炷恋某鰴C(jī)溫度不低于15℃，入模溫度不低于5℃。
（5）混凝土的運(yùn)輸應(yīng)盡量縮短運(yùn)距，運(yùn)輸及澆筑混凝土的容器應(yīng)有保溫措施。
�。�6）混凝土在澆筑前，應(yīng)清除模板和鋼筋上的冰雪及污垢，運(yùn)輸和澆筑混凝土用的容器應(yīng)具有保溫措施�；炷猎谶\(yùn)輸、澆筑過(guò)程中的溫度應(yīng)與熱工計(jì)算的要求相符合，若與要求不符合，則應(yīng)采取措施進(jìn)行調(diào)整。
�。�7）嚴(yán)格控制商品混凝土的質(zhì)量、外加劑及混凝土的水灰比；縮短混凝土到施工現(xiàn)場(chǎng)等侯的時(shí)間，做到隨到隨澆筑。
三、混凝土冬期施工的養(yǎng)護(hù)
混凝土冬期施工中使用的外加劑有：早強(qiáng)劑、防凍劑、減水劑和引氣劑，可以起到早強(qiáng)、抗凍、促凝、減水和降低冰點(diǎn)的作用。這是混凝土冬期施工的一種有效方法。當(dāng)摻加外加劑后仍需加熱保溫時(shí)，這種混凝土冬期施工方法稱為正溫養(yǎng)護(hù)工藝；當(dāng)摻加外加劑后不需加熱保溫時(shí)，這種混凝土冬期施工方法稱為負(fù)溫養(yǎng)護(hù)工藝。
1、防凍劑和早強(qiáng)劑
防凍劑的作用是降低混凝土液相的冰點(diǎn)，使混凝土早期不受凍，并使水泥的水化能繼續(xù)進(jìn)行；早強(qiáng)劑是指能提高混凝土早期強(qiáng)度，并對(duì)后期強(qiáng)度無(wú)顯著影響的外加劑。
常用的防凍劑有氯化鈉（NaCl）、亞硝酸鈉（NaNO2）、乙酸鈉（CH3COONa）等。
早強(qiáng)劑以無(wú)機(jī)鹽類為主，如氯鹽（CaCl2、NaCl）、硫酸鹽（Na2SO4、Ca SO4、K2SO4）、硫酸鹽（K2CO3）、硅酸鹽等。其中氯鹽使用歷史悠久：氯化鈣早強(qiáng)作用較好，常作為早強(qiáng)劑使用；氯化鈉降低冰點(diǎn)作用較好，故常作為防凍劑使用。有機(jī)類有三乙醇胺[N（C2H4OH）3]、甲醇（CH3OH）、乙醇（C2H5OH）、尿素[CO（NH2）2]、乙酸鈉（CH3COONA）等。
氯鹽的摻入效果隨摻量而異，摻量過(guò)高，不但會(huì)降低混凝土的后期強(qiáng)度，而且將增大混凝土的收縮量。由于氯鹽對(duì)鋼筋有銹蝕作用，故規(guī)范對(duì)氯鹽的使用及摻量有嚴(yán)格規(guī)定。
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，氯鹽摻量按無(wú)水狀態(tài)計(jì)算不得超過(guò)水泥用量的1%。
2、減水劑
減水劑是在不影響混凝土和易性的條件下，具有減水及提高強(qiáng)度作用的外加劑。常用的減水劑有木質(zhì)素磺酸鹽類、奈系減水劑、樹(shù)脂系減水劑、糖蜜系減水劑、腐殖酸減水劑、復(fù)合減水劑等。
3、引氣劑
引氣劑是指在混凝土中，經(jīng)攪拌能引入大量分布均勻的微小氣泡的外加劑。當(dāng)混凝土具有一定強(qiáng)度厚受凍時(shí)，空隙中部分水被凍脹壓力壓入氣泡中，緩解了混凝土受凍時(shí)的體積膨脹，故可防止凍害。常用的引氣劑有松香熱聚物、松香皂、烷基苯磺酸鹽等。
四、混凝土的保溫
澆筑好的混凝土立即用塑料薄膜覆蓋保溫，上面再鋪一層棉氈保溫；延緩混凝土側(cè)模拆除時(shí)間，拆除后立即用塑料薄膜和棉氈包裹。
混凝土冬季施工方案（二）
一、主要理論
1.負(fù)溫混凝土（機(jī)理）方法。
根據(jù)混凝土在負(fù)溫下硬化的基本理論，要保證混凝土在負(fù)溫下硬化并獲得強(qiáng)度，首要條件就在于必須有液相存在。加入抗凍外加劑是使水的冰點(diǎn)下降，促使混凝土在負(fù)溫下硬化。摻加抗凍外加劑時(shí)，其劑量應(yīng)適宜，當(dāng)氣溫降至設(shè)計(jì)溫度以下，允許有30%～50%的水變?yōu)楸�。摻抗凍外加劑生成的，不�?duì)混凝土產(chǎn)生顯著的損害。當(dāng)水泥水化所需要的水隨著水化進(jìn)程增多時(shí)，可由融冰來(lái)補(bǔ)充，直到含冰量減少并逐漸消失。
盡管摻抗凍外加劑，仍需提防第二種受凍模式造成的損害發(fā)生。產(chǎn)生這種受凍現(xiàn)象的條件是正負(fù)溫度反復(fù)交替出現(xiàn)，混凝土的冷卻及受熱的速率是1～5℃/h,一般是初春及初冬，以及冬季氣候轉(zhuǎn)暖出現(xiàn)融冰時(shí)刻。當(dāng)空氣中相對(duì)濕度增加，混凝土中水泥及抗凍外加劑用量大時(shí)，受凍模式就會(huì)加速進(jìn)行。這時(shí)外加劑溶液會(huì)在混凝土中發(fā)生遷移現(xiàn)象，并可能在構(gòu)件中某些部位集中。這些部位多是表面、截面變動(dòng)處，構(gòu)件內(nèi)有缺陷處，然后有結(jié)晶析出，并可能體積增大，在構(gòu)件內(nèi)造成局部損害。因此造成負(fù)溫混凝土耐久性降低的原因，可能不只是遭受寒流的襲擊，還要注意突然來(lái)臨的暖流。
2.臨界強(qiáng)度（理論）方法。
受凍臨界強(qiáng)度是指混凝土抵抗負(fù)溫凍害時(shí)的最小強(qiáng)度。對(duì)于不同負(fù)溫下 凍結(jié)或用不同品種水泥拌制的混凝土 , 或不同等級(jí)的混凝土 , 其受凍臨界強(qiáng)度值不同 , 當(dāng)采用不同防凍 劑時(shí)其受凍臨界強(qiáng)度值也不同。臨界強(qiáng)度 , 即混凝土受凍模式所需的最低強(qiáng)度 , 和最短養(yǎng)護(hù)齡期 （ 即 I 臨界齡期 ） 。在這過(guò)程中必須根據(jù)水泥的水化程度、水化生成物的結(jié)晶度、孔結(jié)構(gòu)特征等綜合考慮 , 一般來(lái)說(shuō)混凝土的強(qiáng)度是一個(gè)重要參數(shù) , 是判斷混凝土中結(jié)構(gòu)形成與破壞過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn) , 所以選用臨界 強(qiáng)度作為允許受凍的指標(biāo)。
二、混凝土冬期施工方法
1. 選擇冬期施工方法考慮的因素。 在混凝土冬期施工中 , 我們要解決的問(wèn)題主要有兩個(gè) : 一是根據(jù) 設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求 , 如何確定最短的養(yǎng)護(hù)齡期 ; 二是在冬期如何防止混凝土遭受初期凍害 , 以免損害混凝土 的其他性能。 通常在選擇冬期施工方案時(shí) , 考慮的主要因素有 : 自然氣溫情況、 結(jié)構(gòu)類型、 水泥的品種、 工期的限制條件以及經(jīng)濟(jì)情況。但是 , 人們?cè)诖_定某項(xiàng)施工方案時(shí) , 往往單純從經(jīng)濟(jì)比較著手 , 而且只 是從混凝土的單項(xiàng)經(jīng)濟(jì)比較著手 , 忽視整體工程經(jīng)濟(jì)分析 , 因而常常拖延工期。
2. 冬期施工方法。
�。�1） 蓄熱法施工。蓄熱法是將混凝土的原材料 （ 水、砂、石 ） 預(yù)先加熱 , 經(jīng)過(guò)攪拌、運(yùn)輸、澆筑成型 后的混凝土仍能保持一定正溫度 , 以保溫材料覆蓋保溫 , 防止熱量散失過(guò)快 , 充分利用水泥的水化熱 , 使混凝土在正溫條件下增長(zhǎng)強(qiáng)度。 蓄熱法適用于氣溫不太寒冷的地區(qū)或是秋冬和冬末季節(jié)。 蓄熱法施 工應(yīng)進(jìn)行熱工計(jì)算。
（2） 蒸汽養(yǎng)護(hù)法施工。在混凝土冬期施工中 , 當(dāng)要求混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)較快 , 采用蓄熱法等無(wú)法滿足 要求時(shí) , 通常采用蒸汽養(yǎng)護(hù)法。
�。�3）電熱法施工。電熱法設(shè)備簡(jiǎn)單， 收效快 , 可以在任何溫度下使用 , 所以當(dāng)工程要求緊迫且條件具 備時(shí)可以采用。我國(guó)使用電熱法大致可分為兩大類 : 直接加熱法和間接加熱法。
（4） 化學(xué)外加劑法我國(guó)混凝土冬期施工使用化學(xué)外加劑始于 195 年 , 到現(xiàn)在大致可分為五種類型 , 即氯鹽及其復(fù)合劑、三乙酵胺及其復(fù)合劑、硫酸鈉及其復(fù)合劑、亞硝酸鈉及其復(fù)合劑、減水劑及其復(fù) 合劑。氯鹽冷混凝土的優(yōu)點(diǎn)是不需加熱 , 施工簡(jiǎn)便 , 可降低工程費(fèi)用 20% 左右 , 但存在硬化慢、早期強(qiáng) 度低、加劇鋼筋銹蝕的缺點(diǎn)。因此 , 對(duì)氯鹽的摻量和使用范圍做了限制。
�。�5） 遠(yuǎn)紅外線法養(yǎng)護(hù)。 利用遠(yuǎn)紅外輻射器向新澆筑的混凝土輻射遠(yuǎn)紅外線 , 新拌混凝土與遠(yuǎn)紅外線 的吸收介質(zhì) , 在遠(yuǎn)紅外線的共振作用下。介質(zhì)分子做強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng) , 將輻射能充分轉(zhuǎn)換成熱能 , 對(duì)混凝土進(jìn) 行密封輻射加熱 , 使其在較短時(shí)間內(nèi)獲得要求的強(qiáng)度。 由于遠(yuǎn)紅外線養(yǎng)護(hù)時(shí)間短、 質(zhì)量佳 , 且能源多樣 , 隨著這項(xiàng)技術(shù)的研究應(yīng)用 , 將為混凝土冬期施工開(kāi)辟一條新的途徑。
三、混凝土冬期施工工藝
1. 混凝土的攪拌在常溫條件下施工 , 攪拌塑性混凝土常選用自落式攪拌干硬性混凝土宜采用強(qiáng)制 式攪拌機(jī)。在冬期施工時(shí) , 除考慮上述條件外 , 還應(yīng)考慮混凝土的水灰比減少和外加劑的摻人等因素 , 宜選擇強(qiáng)制式攪拌機(jī)。為確�；炷恋臄嚢栀|(zhì)量。冬期施工時(shí)除合理選擇攪拌機(jī)型號(hào)外 , 還要確定裝 料容積、投料順序和攪拌時(shí)間等。
�。�1） 裝料容積。混凝土攪拌機(jī)的規(guī)格常以裝料容積表示 , 裝料容積通常只為攪拌幾何容積的 1/2 ～ 1/3 。一次攪拌好的混凝土體積稱為出料容積 , 約為裝料容積的 55%-75% �；炷翑嚢铏C(jī)以其出料容積 （m 2 ）×1000 標(biāo)定規(guī)格 , 常用規(guī)格有 150L,250L,350L 等。
（2） 投料頃序。冬期攪拌混凝土的合理投料順序應(yīng)與材料加熱條件相適應(yīng)。一般是先投骨料和 加熱的水 , 待攪拌一定時(shí)間后 , 水溫降到 40℃左右時(shí) , 再投入水泥繼續(xù)攪拌到規(guī)定的時(shí)間 , 要絕對(duì)避免 水泥出現(xiàn)假凝。
�。�3） 攪拌時(shí)間。 為滿足各組成材料間的熱平衡 , 冬期拌制混凝土?xí)r應(yīng)比常溫規(guī)定的攪拌時(shí)間適當(dāng)延 長(zhǎng)。對(duì)攪拌摻有外加劑的混凝土?xí)r , 攪拌時(shí)間應(yīng)取常溫?cái)嚢钑r(shí)間的 1.5 倍。
2. 混凝土的運(yùn)輸和澆筑。
�。�1）混凝土的運(yùn)輸�；炷涟韬臀锍鰴C(jī) , 應(yīng)及時(shí)運(yùn)到澆筑地點(diǎn)。在 運(yùn)輸過(guò)程中 , 要采取措施防止混凝土熱量散失和凍結(jié)等現(xiàn)象。 在條件可能的情況下 , 加強(qiáng)運(yùn)輸工具的保 溫覆蓋、制作定型保溫車或運(yùn)輸采暖設(shè)備。途中混凝土溫度不能降低過(guò)決 , 一般每小時(shí)溫度降低不宜 超過(guò) 5 ～6℃。 混凝土澆筑時(shí)人模溫度除與拌和物的出機(jī)溫度有關(guān)外 , 主要取決于運(yùn)輸過(guò)程中的蓄熱溫度。 因此 , 運(yùn)輸速度要快 , 運(yùn)輸距離要短 , 倒運(yùn)次數(shù)要少 , 保溫效果要好。
�。�2）混凝土澆筑。在澆筑前 , 應(yīng)清除模板和鋼筋表面的冰雪和污垢。在施工縫處接槎澆筑混凝土 , 應(yīng)去除水泥薄膜和松動(dòng)石子 , 將表面濕潤(rùn)沖洗干凈 , 并使接縫處原混凝土的溫度高于 2℃，然后鋪抹水 泥漿或與混凝土砂漿成分相同的砂漿一層 , 待已澆筑的混凝土強(qiáng)度高于 1.2MPa 時(shí) , 允許繼續(xù)澆筑。 條件宜采用熱風(fēng)機(jī)清除模板、鋼筋上的冰雪和進(jìn)行預(yù)熱。分層澆筑厚大整體式結(jié)構(gòu)時(shí) , 已澆筑 層的混凝土溫度 , 在被上層混凝土覆蓋時(shí) , 不應(yīng)降至熱工計(jì)算的數(shù)值以下 也不得低于 2"C 。澆筑隨內(nèi) 力接頭的混凝土 （ 或砂漿 ） 宜先將結(jié)合處的表面加熱到正溫。 澆筑后的接頭混凝土 （ 或砂漿 ） 在溫度不超 過(guò) 45℃的條件下 , 應(yīng)養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度 ; 當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí) , 其強(qiáng)度不得低于設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的 70% 。冬期一 般不得在強(qiáng)凍脹性地基上澆筑混凝土 ; 在弱凍脹性地基上澆筑混凝土?xí)r , 地基土應(yīng)保溫 ; 在非凍脹性 地基上澆筑混凝土?xí)r , 可不考慮土對(duì)混凝土的凍脹影響 , 但在受凍前 , 混凝土的抗壓強(qiáng)度不得低于受凍 臨界強(qiáng)度。
3.蓄熱法養(yǎng)護(hù)�；炷列顭岱B(yǎng)護(hù)是利用原材料加熱及水泥水化熱的熱量 , 通過(guò)適當(dāng)保溫延緩混 凝土冷卻 , 使混凝土冷卻到 0℃以前達(dá)到預(yù)期要求強(qiáng)度的一種施工方法。
�。�1）蓄熱法的適用范圍 : 蓄熱法適用于初冬或早春季節(jié)室外日平均氣溫為 - 10℃最低氣溫不低于 - 15℃的環(huán)境 , 由于蓄熱法施工簡(jiǎn)單 , 冬期施工費(fèi)用低廉 , 容易保證施工質(zhì)量 , 故在冬期施工時(shí)應(yīng)優(yōu)先考 慮采用。蓄熱法使用的保溫材料應(yīng)該以傳熱系數(shù)小 , 價(jià)格低廉和易于獲得的地方材料為宜。
�。�2）混凝土受凍臨界強(qiáng)度在寒冷地區(qū)進(jìn)行混凝土冬期施工 , 由于各種因素 , 欲使混凝土完全不受凍 是不現(xiàn)實(shí)也不經(jīng)濟(jì)的。因?yàn)檫@要增加許多防護(hù)措施 , 而且工期拖長(zhǎng)。在一定條件下允許混凝土早期受 凍 , 而不致?lián)p害混凝土各項(xiàng)性能 , 滿足設(shè)計(jì)和使用要求。新澆混凝土在受凍前達(dá)到某一初始強(qiáng)度值 , 然 后遭到凍結(jié) , 當(dāng)恢復(fù)正常溫度后 , 混凝土強(qiáng)度仍會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng) , 經(jīng) 28d 養(yǎng)護(hù)后 , 其后期強(qiáng)度可達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo) 值的 95% 以上。這一受凍前的初始強(qiáng)度值叫做混凝土早期受凍允許臨界強(qiáng)度。
四、結(jié)語(yǔ)
綜上所述， 冬季混凝土結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量控制是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程 , 施工中無(wú)論哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn) 紕漏都會(huì)造成不可估量的損失 , 因此技術(shù)人員要掌握好冬季施工的方法原來(lái)及實(shí)踐操作的技術(shù)要求 , 才能保證混凝土工程冬季施工的質(zhì)量。
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