現(xiàn)在由于時間緊,有許多工程需要在冬季施工,冬季水工混凝土的施工技術十分重要。冬季在混凝土的澆筑、運輸、養(yǎng)護等方面都是冬季施工應注意的問題,本文就混凝土冬季施工常見質量問題提出了預防措施?!?br>
混凝土受凍破壞原理
液態(tài)水凍結后,體積大約增大9%,同時產(chǎn)生2500kg/㎡的冰漲應力,使砼受到不同程度的早期受凍破壞,以致減弱水凝漿與骨料和鋼筋的粘合力,從而降低砼的強度。此外,冰溶化后會在砼內(nèi)部形成空隙,降低其密實性和耐久性。因此,新澆砼在凍結前必須有一段養(yǎng)護期,采取防凍措施,增加其內(nèi)部液相,減少固相,加速水泥的水化作用,以促進砼盡快達到受凍臨界強度,避免早期受凍而遭到破壞。
混凝土冬季施工技術
1混凝土攪拌的方法
1.1調(diào)整配合比
主要適用于0°c左右環(huán)境下的混凝土施工。具體做法:
①選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的主要手段。應使用早強硅酸鹽水泥。該類水泥水熱化較大,且在早期放出強度最高,一般3天抗壓強度大約相當于普通硅水泥7天的強度。
②盡量降低水灰比(水灰比<0.6〕,稍增水泥用量,從而增加水化熱量,縮短達到齡期強度的時間。
③摻用引氣劑,在保持混凝土配合比不變的情況下,加入引氣劑后生成的氣泡,相應的增加的水泥漿的體積,提高拌合物的流動性,改善其粘聚性和保水性,緩沖混凝土內(nèi)水結冰所產(chǎn)生的水壓力,提高混凝土抗凍性。
④摻加早強外加劑,縮短混凝土的凝結時間,提高早期強度。應用較普遍的有硫酸鈉(摻用水泥用量的2%)和ms-f復合早強試水劑(摻水泥用量的5%)。
⑤選擇顆粒硬度高和縫隙小的集料,使其熱膨脹系數(shù)和周圍泥漿的系數(shù)相近。
1.2 蓄熱法
這種方法主要適用于環(huán)境溫度0°c左右,結構比較厚重的工程。做法是:對原材料進行保溫、加熱,使混凝土在攪拌、運輸和澆筑以后,還儲備有相當?shù)臒崃?,一般混凝土入倉溫度應大于5°,以加快水泥水化,同時做好混凝土的保溫工作,以保證溫度降到0°以前混凝具有足夠的抗凍能力。
①砂石料儲備保溫:為避免入冬以后砂石料在料場或運輸過程中受凍,應在入冬前準備砂石料進場,進場后及時用草袋以及棉氈或其他措施覆蓋,保證砂石料不受凍,溫度在5°以上,同時防止冰雪、凍塊進入攪拌機,造成混凝土溫度損失。
②混凝土拌合料加溫:采用蒸汽對砂石料和攪拌水加溫,攪合水加熱溫度根據(jù)混凝土拌合物溫度和計算控制但不大于80%,也可以采用深井水(常溫18度左右)適當加熱作為攪合水用水:水泥外加劑在庫房或暖棚內(nèi)保溫,禁止對其進行直接加溫。攪拌站塔設暖棚保溫。
③各種混凝土運輸車、混凝土運輸泵以及管道在使用前用熱水清洗加溫;保證運輸過程順暢,混凝土泵安裝后加保溫;采暖棚,管道用土工布或棉氈包裹保溫,使用前后用熱水沖洗干凈,防止混凝土殘料在管道內(nèi)凍結,影響暢通。
1.3 外部加熱發(fā)
主要用于氣溫-10°以上,而構件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣,將熱量傳給混凝土,或直接對混凝土加熱,使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。一是火爐加熱。一般在較小的工地使用,方法簡單,但室內(nèi)溫度不高,比較干燥,且放出的二氧化碳會使新澆混凝土表面碳化,影響質量。二是蒸汽加熱,用蒸汽使混凝土在濕熱條件下硬化。此法較易控制,加熱溫度均勻。但因其專門的鍋爐設備,費用較高。且熱損失較大,勞動條件亦不理想。三是電加熱。將鋼筋作為電極,或將電熱器貼在混凝土表面,便能變?yōu)闊崮?,以提高混凝土的溫度。此法簡單方便,熱損失較少,易控制,不足之處是電能消耗量大。四是紅外線加熱。以高溫電加熱器或氣體紅外線發(fā)生器,對混凝土密封輻射加熱。
1.4 添加防凍劑
添加外加劑方法簡單,已在冬季施工中廣泛的采用。防凍劑在混凝土中的主要作用:
①提高早強度。摻入防凍劑后可在規(guī)定的施工環(huán)境溫度下,最大限度的提高早期強度。利用防凍劑中的早強,減少組分使混凝土早期強度盡快提高,當混凝土的強度達到或超過臨界強度后,就不會發(fā)生凍害。
②防止混凝土受凍破壞。防凍劑中的有效組分之一是降低冰點的物質。它的作用是使混凝土中的水分在盡可能低的溫度下結冰,防止因水分凍結而產(chǎn)生的凍脹應力破壞混凝土結構。它的另外一個作用是干擾冰晶的生長,使冰晶的生長發(fā)生變異,從而減少凍脹應力,同時保持了一部分不結冰的水分,以保持水化反應的進行。保證了在負溫度下混凝土強度的增長。因此,在-10°以上的氣溫中,對混凝土拌合物摻加一種能降低水冰點的化學劑,使混凝土在負溫度下仍能處于液相狀態(tài),水化作用能繼續(xù)進行,從而使混凝土強度繼續(xù)增大。目前常用有氧化鈣、氯化鈉等單抗凍劑及亞硝酸鈉加氯化鈉復合抗凍劑。
2混凝土的運輸和澆筑
①混凝土攪拌場地應靠近施工地點,減少材料運輸過程中的熱量損失,同時應從形狀、大小、保溫等方面正確選擇運輸用的容器。
②混凝土澆筑前,應清除模版和鋼筋上,特別是新老混凝土交接處的冰雪及垃圾。
③當采用商品混凝土時,在澆筑前,應了解商品混凝土中摻入抗凍劑的性能,并做好相應的防凍保暖措施。
④分層澆筑混凝土時已澆筑層在未被上一層的混凝土覆蓋前,不應低于計算的溫度,也不得低于2°c。
⑤重點工程或上部結構要連續(xù)施工的工程,混凝土聽采取有效措施,以保證預期所要達到的強度。
⑥預應力混凝土構件在進行孔道和立縫的灌漿前,澆筑部位的混凝土必須經(jīng)預熱,并采用熱的水泥漿、砂漿或混凝土,澆筑后在正常溫度下養(yǎng)護到強度不低于15mpa。
⑦現(xiàn)場應留設同條件養(yǎng)護的混凝土試塊作為拆模依據(jù)。
3 混凝土的養(yǎng)護
①冬季澆筑的混凝土由正溫轉入負溫養(yǎng)護前,混凝土的抗壓強度不應低于設計強度的40%,對于c10以下的混凝土不應﹥5mpa。
②采用的保溫材料(草袋、麻袋),應保持干燥。
③在模版外部保溫時,除基礎可隨澆筑保溫外,其它結構必須在設置保溫材料后方可澆筑混凝土。鋼模表面可先掛草簾、麻袋等保溫材料并扎牢,然后再澆筑混凝土。保溫材料不應直接覆蓋在剛澆筑的混凝土層面上,可先覆蓋塑料薄膜,上邊再覆蓋草簾或是麻袋或其他保溫材料。保溫材料的鋪設厚度為:一般情況下0°以上鋪設一層;0°以下鋪設2層或3層;大體積混凝土澆筑及二次抹面壓實后應立即覆蓋保溫,其保溫層厚度,材質應根據(jù)計算確定。
④拆模后的混凝土也應及時覆蓋保溫材料,一放混凝土表面溫度驟降而產(chǎn)生裂縫。