混凝土冬期施工质量保证措施
一、 混凝土冬期施工的定义:当混凝土施工环境昼夜平均气温(最高和最低气
温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值)连续3天低于5℃或最低气温低于-3℃时,混凝土施工应按冬期施工的有关规定办理。
二、 进入混凝土冬期施工前应预先做好的准备工作:
1、 根据年度计划和施工组织设计,确定冬期施工的工程项目。大跨度拱桥、
高架桥、隧道洞口附近及零小分散工程,不宜安排在冬期施工。
2、 收集工地历年气象资料,设置工地气象观测点,建立观测制度,及时掌握
气象变化情况。
3、 落实有关工程材料、防寒物资、能源和机具设备。
4、 编制冬期施工方案及技术措施,对有关人员进行技术交底或培训。 三、 冬期混凝土的配制、搅拌和运输保证措施:
1、 冬期搅拌混凝土前,应考虑混凝土在搅拌、运输、倒运和浇筑过程中的热
量损失,确定搅拌站混凝土出机的合理温度(一般不低于8℃),当混凝土出机温度低于8℃时,应对混凝土进行热工计算(详见附件一),并经试验室试拌确定水和骨料需要预加热的最低温度,应优先考虑先加热拌和水,当只加热拌和水到60℃仍不能满足混凝土出机温度要求时,再考虑对骨料进行加热。拌和水的加热温度不宜高于80℃,骨料的加热温度不应高于60℃。水泥、矿物掺和料、外加剂等在使用前运入暖棚进行自然预热,不得直接对其加热。最终必须保证混凝土的入模温度不低于5℃。
2、 投料顺序要求:使用经过加热的拌和水或骨料拌制混凝土时,应先投入骨
料和拌和水搅拌均匀后再投入水泥和矿物掺和料等材料。 3、 搅拌时间要求:混凝土冬期施工的搅拌时间宜较常温施工延长50%左右(即
拌制高性能混凝土延长1 min ~1.5min, 拌制普通混凝土延长0.5 min ~1min),
4、 当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时,应重新调整拌和料的
加热温度,使其满足设计要求及施工需要的工作性能。
5、 骨料中不得混有冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质。并尽量控制骨料的含水
量至最低。
6、 混凝土的运输容器应有保温措施,运输时间应尽量缩短,并尽量减少中间
倒运环节,保证混凝土的入模温度不低于5℃。
7、 混凝土的出机温度应根据运输距离、采取的保温措施和入模温度要求进行
严格控制,一般控制在8℃~15℃之间,出机温度量测频次应满足有关客专标准要求。
四、 冬期施工混凝土的浇注保证措施:
1、 混凝土浇注前,应清除模板及钢筋上的冰雪和污垢,新、旧混凝土施工缝
的清理应凿除处理层混凝土的水泥砂浆和松弱层,经凿毛处理的混凝土面在环境气温低于5℃时应采用高压风吹干净,当环境气温高于5℃时可采用水冲洗干净,但浇筑面不得存有积水。
2、 施工缝处理后须待处理层混凝土强度达到1.2Mpa后才能继续浇筑混凝
土,当结构物为钢筋混凝土时,处理层混凝土强度不低于2.5Mpa,混凝土达到上述抗压强度的时间应通过同条件养护试件的抗压强度确定。 3、 混凝土浇筑时的温度与模板或浇筑面之间的温差不应大于15℃。混凝土浇
筑前应认真进行量测并做好记录。
4、 当旧混凝土面和外露钢筋(预埋件)暴露在冷空气中时,应对距离新、旧
混凝土施工缝1.5m范围内的混凝土和长度在1.0m范围内的外露钢筋(预埋件)进行防寒保温。
5、 运到施工现场的混凝土,如因凝结或冻结而降低流动性后,不得二次加水
拌和使用,应采取其他有效措施恢复混凝土的各项性能指标符合设计要求后方可浇筑,否则应作废弃处理。
6、 混凝土浇筑前,应对混凝土随机取样进行入模温度、坍落度、含气量、泌
水率、水胶比等混凝土拌和物性能试验,检测频次应满足有关客专标准要求。
五、 冬期混凝土的养护与拆模保证措施:
1、 当环境气温低于5℃时,不得采用向混凝土表面洒水养护,应该采用喷涂
养护液的养护方法对混凝土进行养护。
2、 冬期施工期间,当用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配置混凝土时,且其抗
压强度达到设计强度的30%(且不低于5.0Mpa)前,混凝土均不得受冻;侵水冻融条件下的混凝土开始受冻时,其强度不得小于设计强度的75%;喷射混凝土作业区的环境气温和进入喷射机的材料温度不应低于5℃,已喷射混凝土的强度未达到5.0Mpa前也不得受冻;预应力混凝土的孔道灌浆应在正温下进行,其强度达到25Mpa前不得受冻。
3、 混凝土开始养护时的温度应按施工方案通过热工计算确定,但不得低于
5℃,细薄截面结构不宜低于10℃。
4、 混凝土浇筑成型后,应立即采取防寒保温;保温材料应按施工方案设置,
并保持干燥。应对结构的边棱偶角加强覆盖保温,迎风面应采取防风措施。 5、 混凝土养护期间,混凝土心部温度与表层温度、表层温度与环境气温之间
的温差不应大于15℃(大体积混凝土不应大于20℃)。
6、 混凝土的最短养护时间应符合有关标准的要求,一般情况下,当环境湿度
小于60%时,养护时间应不少于28天;当环境湿度大于60%时,养护时间应不少于14天。
7、 当用蓄热法养护不能达到要求时,可采用外部热源加热法养护,养护制度
应通过试验确定;用蒸汽加热法养护的混凝土,当采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时,养护温度温度不得高于60℃,升温速度不得大于10℃/h;采用电热法养护的混凝土,养护温度不宜高于40℃,升温速度不得大于15℃/h。掺用减水剂的混凝土,应经试验确定电热法养护对混凝土强度无影响后,方可采用。
8、 当采用暖棚法养护混凝土时,棚内底部温度不应低于5℃,且混凝土表面
应保持湿润;采用燃煤加热时,应将烟气排出棚外。
9、 混凝土拆模时的强度应符合设计要求,当设计未提出要求时,侧模应在混
凝土强度达到2.5Mpa以上,且其表面及棱角不因拆模而受损时,方可拆除;底模应在混凝土强度符合下表的规定后,方可拆除;芯模或预留孔洞的内模应在混凝土请度能保证构件和孔洞表面不发生塌陷和裂缝时,方可拆除。混凝土强度应以同条件养护试件的抗压强度为依据。
拆除底模时混凝土所需达到的强度 结构类型 结构跨度 达到混凝土设计强度的百分率(%) ≤2m 50 板、拱 2 m~8 m 75 >8 m 100 ≤8m 75 梁 >8 m 100 ≤2m 75 悬臂梁 >2 m 100 10、 混凝土的拆模时间还应考虑拆模时混凝土的温度(由水泥水化热引起)不能过高,以免混凝土接触空气时降温过快而开裂,更不得在此时浇筑凉水养护,混凝土内部开始降温以前以及混凝土内部温度最高时不得拆模。 11、 一般情况下,结构或构件芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝
土与环境之间的温差大于20℃(预应力箱梁和截面较为复杂时,温差大于15℃)时不宜拆模。大风或气温急剧变化时不宜拆模。在寒冷季节应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。
12、 拆除模板时,不得影响或中断混凝土的养护工作。
13、 拆模后的混凝土结构应在混凝土达到100%的设计强度后,方可承受全部设
计荷载。
14、 混凝土浇注完成后在混凝土的外露面及拆模后的混凝土表面应覆盖保温
材料,防止混凝土热量过快散失,保温材料下覆盖一层塑料布,塑料布应密封并固定牢固,防止混凝土失水。
15、 混凝土浇筑后,在结构最薄弱和易冻的部位,应加强保温防冻措施,并在
有代表性的部位或易冻的部位埋置测温点,测温头埋入深度应为100mm~150mm,也可为构件厚度的1/2。 16、 测温频次:采用蓄热法养护的混凝土从混凝土入模开始到混凝土达到受冻
临界强度之前应每隔2h量测一次,达到临界强度后每隔6h量测一次,并同时量测环境温度作好记录。
17、 冬期施工的混凝土除按常规制作标准混凝土试件外,尚应根据养护、拆模
和承受荷载的需要,增加与结构同条件养护的施工试件不少于2组。此种试件应在解冻后方可试压。对于重要结构部位(如桥梁部、墩台、隧道二衬等)的混凝土同条件养护试件还应适当增加试件制作数量,并认真记录每一天的温度,做好与标准养护等效龄期的计算和试验工作。
附件一:混凝土热工计算公式
附件一:混凝土热工计算公式
一、混凝土拌和物理论温度按下式计算:
T0=[0.9(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(mw-ωsamsa-ωgmg)+c1(ωsamsaTsa+ω
g
mgTg) -c2(ωsams+ωgmg)]÷[4.2mw+0.9(mce+msa+mg)]
式中:T0——混凝土拌和物理论温度;
mw、mce、msa、mg——水、水泥、砂、石用量(kg); Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石温度(℃); ωsa、ωg——砂、石含水率(%);
c1、c2——水的比热容[kJ/(kg×k)]及溶解热(kJ/kg) 当骨料>0℃时,c1=4.2,c2=0 当骨料≤0℃时,c1=2.1,c2=335 注:粉煤灰和矿粉用量列入水泥中计算
二、 混凝土拌和物的出机温度按下式计算: T1=T0-0.16(T0- Ti)
式中:T1——混凝土拌和物的出机温度(℃); Ti——搅拌机棚内温度(℃);
三、 混凝土拌和物经运输到浇筑时的温度按下式计算: T2=T1-(αt1+0.032n)×(T1+Ta)
式中:T2——混凝土拌和物经运输到浇筑时的温度(℃);
t1——混凝土拌和物经运输到浇筑时的时间(h); n——混凝土拌和物转运次数(次)
Ta——混凝土拌和物经运输时的环境温度(℃); α——温度损失系数(h-1) 当用混凝土搅拌车时,α=0.25; 当用开敞式大型自卸车时,α=0.2; 当用开敞式小型自卸车时,α=0.3; 当用封闭式自卸车时,α=0.10;
四、 考虑到模板和钢筋的影响,混凝土浇筑成型完成时的温度按下
式计算:
T3=(CcmcT2+CfmfTf+CsmsTs)/(Ccmc+Cfmf+Csms)
式中:T3——考虑到模板和钢筋的影响,混凝土浇筑完成时的温度(℃);
Cc、Cf、Cs——混凝土、模板、钢筋比热容[kJ/(kg×k)]; 混凝土取1 kJ/(kg×k) 钢筋取0.48 kJ/(kg×k) mc——每m3混凝土的质量(kg)
mf、ms—— 与每m3混凝土相接触的模板、钢筋质量(kg) Tf、Ts——模板、钢筋浇筑混凝土时的温度(℃)。