浅谈混凝土冬季施工质量控制样本.doc

混凝土冬季施工质量控制

规范要求，依据当地多年气温资料，室外日平均气温连续5天低于5℃时，即进入冬期施工阶段，水泥混凝土工程应对应采取冬期施工方法。为确保预拌混凝土施工质量和进度，通常采取原材料加热法、加防冻剂法、蓄热法、蒸汽养护法等方法来确保混凝土冬期施工。
一、预拌混凝土早期冻害机理
对新拌混凝土而言，温度降低快慢决定水化程度大小，换言之温度降低愈快，强度增加就愈慢，当混凝土过早受冻后强度就不会再增加，留在混凝土内部游离水分也就愈多，结冻后产生冻胀应力就愈大，混凝土就轻易破坏，塑性混凝土早期受冻机理，归结起来有下列3个方面：
1、水结冰后体积增加9%，混凝土内游离水分愈多，冻胀应力就愈大，膨胀体积在解冻后并不会缩回去，而是保留了下来。这么造成了混凝土孔隙增加，假如孔隙增加至15%，强度就降低10%，当冻胀应力超出混凝土极限抗拉强度，混凝土结构就会产生裂缝。
2、在骨料周围水泥浆膜受冻后，其粘结力将受到严重损害，解冻后不能恢复，假如粘结力完全丧失，强度将降低13%。
3、在结冻和溶解过程中，会发生水分转移现象，受冻时因为混凝土表面温度低，先结冻产生冻胀压力把水分挤向混凝土内部，融解过程外部先融解内部压力大，又将水分身表面挤压，水分反向转移。因为水分何种改变，使混凝土各组分相对位置发生改变，这对强度还很低新浇筑混凝土很轻易结构裂缝。
针对塑性混凝土早期受冻机理能够看出，要使混凝土不受冻害，只要使新混凝土保持正温一定时间，让混凝土达成一定强度就能够不怕冻，该强度就是临界强度，是冬季混凝土施工一项关键必需指标。混凝土许可受冻而不致使其各项性能遭到损害最低强度称为混凝土受冻临界强度，即新拌混凝土达成临界强度后受冻再恢复正温养护，强度可继续增加并达成设计强度95%以上时，所需初始强度。其处理方法为：
（1）早期增强方法。关键提升混凝土早期强度，使其立即达成混凝土受冻临界强度。提升设计强度等级、使用早强水泥、掺早强剂或早强型减水剂、早期保温蓄热、早期短时加热等。
（2）改善混凝土内部结构，降低冰点。增加混凝土密实度，排除多出游离水，降低混凝土冰点温度。利用两种液态或固态物质在混合以后，其冰点便达成一个新温度，该温度界于两种物质之间原理，来降低凝固点高物质冰点。对于混凝土而言，关键是降低水冰点，这么便能确保混凝土在负温下也不受冻。所以就要引入降低水冰点另一组分，即混凝土防冻剂，通常可降低冰点至-20℃。
二、混凝土冬期施工实质
混凝土凝结硬化并取得强度是因为水化反应结果，水温度是水泥水化反应得以进行必需条件，水是水化反应能否进行决定原因之一，在混凝土强度发展早期，其内部孔隙中含有大量和水泥化合游离水，当温度降到-2℃～-4℃时，混凝土内部产生冰晶应力，使强度较低混凝土内部产生裂缝和孔隙，同时损害了混凝土和钢筋粘结力，造成结构强度降低。新浇混凝土在养护早期遭受冻结，当气温恢复到正温后，即使正温养护到一定龄期，也不能达成设计强度，这就是混凝土早期冻害。混凝土早期冻害是因为混凝土内部水结冰所致。试验证实：混凝土在浇筑后立即受冻，抗压强度约损失50%，抗拉强度约损失40%，受冻前混凝土养护时间愈长所达成强度愈高，水化物生成愈多，所结冰游离水就愈少，强度损失就愈低。同时，混凝土遭总经济师结带来危害和遭冰冻时间早晚、水灰比、水泥等级、养护温度等相关。
所以混凝土工程冬期施工实质是指在自然负温气候条件下采取防风、防干、保温防冻等方法，尽可能发明正温养护环境，使混凝土在一定时间内保持正温，确保混凝土在达成临界强度前，不被冻坏。
三、混凝土冬期施工质量控制方法
1、原材料控制方法
冬期施工混凝土所用材料选择决定于混凝土养护条件、结构特点和结构在使用期间所处环境。为此冬期施工混凝土材料厂应满足以下基础要求：
（1）配制生产冬期施工混凝土，应优先选择硅酸盐水泥或一般硅酸盐水泥。水泥强度等级不应低于42.5级，最小水泥用量不宜少于300kg/m3，水灰比不应大于0.5。
（2）用热水搅拌混凝土是确保冬期混凝土拌合物质量关键方法。水温应随气温而调整，最高不应超出80℃，水中不得含有造成延缓水泥正常凝结硬化及引发钢筋和混凝土腐蚀离子。
（3）拌制混凝土所采取砂、石骨料在施工期间日平均气温高于-5℃时，只加热水即可满足要求，如低于-5℃时，应再将细骨料采取蒸汽加热，但不宜大于40℃。粗骨料除非气温过低，尽可能不进行加热，如必需加热，温度通常控制在15℃左右即可。
（4）使用含有减水、增强、防冻、引气等功效，并能满足泵送要求复合型防冻剂。引气剂冬施中必需加入，掺量通常为5%左右。
2、混凝土搅拌、运输、浇筑过程中控制方法
（1）坍落度在满足施工要求前提下，尽可能选择较低坍落度值。
（2）搅拌机和运输混凝土容器，在使用前应用50℃～80℃热水冲洗洁净，以提升机械和容器温度，使用完后用热水洗净，运输和浇筑混凝土容器应含有保温方法。
（3）材料投放次序：砂石骨料、水、水泥。水和骨料混合后温度不应高于40℃，避免水泥和80℃以上热水直接接触，不然会发生假凝或形成团块。搅拌时间也应延长30s～60s，尤其是外加剂为干掺时。
（4）混凝土出机温度应控制在15℃以上，入模温度不低于5℃。
（5）混凝土拌合物浇筑时间应立即进行，运输时间要尽可能缩短，装模时要一次卸入模板内。
（6）为了确保新浇筑混凝土和钢筋可靠粘结，当气温在-15以下时，直径大于25㎜钢筋和预埋件，可喷热风加热至5℃。
（7）泵送前要对抵达现场混凝土测温，混凝土温度不满足要求不得入泵。
（8）泵送时，先将泵车上管路系统用热水冲洗，然后用热水搅拌砂浆润滑，再泵送混凝土。
（9）冬期施工混凝土不得在强冻胀性地基土上浇筑，在弱冻胀性地基土上浇筑时，基土不得遭冻。
（10）冬期施工浇筑混凝土不宜留置施工缝，如因技术或组织上原因不能连续浇筑时，则应正确留置施工缝。施工缝位置宜留在结构剪力较小，且便于施工部位。留施工缝处，在水泥终凝后立即用3～5个大气压气流吹除结合面水泥膜、污水和松动石子。继续浇筑时，要对旧混凝土表面进行加热，使其温度和新浇筑混凝土入模温度相同。
（11）浇筑预应力混凝土构件湿接缝时，宜采取热混凝土或热水泥砂浆，并应合适降低水灰比。浇筑完成后应加热或连续保温养护，直至接缝混凝土或水泥砂浆抗压强度达成设计强度75%。
（12）分层浇筑厚大整体式结构混凝土时，已浇筑层混凝土混度在未被上一层混凝土覆盖前不应低于2℃。
（13）在施工操作上要加强混凝地振捣，尽可能提升警惕混凝土密实程度。振捣混凝土要采取机械振捣时间应比常温时有所增加，快插慢拔，接槎时应插入下层混凝土5cm。特殊部位如钢筋较密、插筋根部、斜坡上下口处要关键加强振捣。底板混凝土表面，要求抹三遍（2遍木抹搓平，1 遍铁抹压实），以降低表面收缩裂缝。混凝土振捣压抹以后立即覆盖塑料薄膜，上部盖2层防火草帘，保温保湿养护。部署测温点测混凝土中心温度、表面温度和大气温度。中心温度和表面温度、表面温度和大气温度之差控制在25℃以内。
（14）浇筑同时留置标养28天试块一组，同条件养护三组（一组用于测试临界强度，一组为结构实体检测，一组备用）。同条件试块要装在专用铁笼子中，固定在含有代表性地点如西北角房间等。除按要求留置试块外，还需做下列检验：检验混凝土表面是否受冻、粘连、收缩、产生裂缝，边角是否脱落，施工缝处有没有受冻痕迹；检验同条件试块养护条件是否和施工现场结构养护条件相一致。依据和结构同条件养护试件试验，证实混凝土已达成要求抗冻强度及拆模强度后，模板方可拆除。当拆除模板后混凝土表面和环境温度差大于15℃，混凝土表面应加以覆盖。
三、冬期施工混凝土养护方法
蓄热法、综合蓄热法、蒸汽养护法、电加热养护法、暖棚法
四、结语
综上，预拌混凝土冬期施工特点决定了在冬期施工过程中必需采取部分方法，从施工期间气温情况，工程特点和施工条件出发，根据上述冬季施工技术及质量管理要求，在确保质量、加紧进度、节省能源、降低成本前提下，建立一套科学、经济、行之有效混凝土防冻方法，确保冬期施工顺利进行。