时间:2022-05-08 09:27:46
引言:寻求写作上的突破?我们特意为您精选了1篇混凝土冬季施工论文范文,希望这些范文能够成为您写作时的参考,帮助您的文章更加丰富和深入。
一分析水利工程冬季混凝土施工过程中的一些问题
1混凝土裂缝以及钢筋材料发生锈蚀
在温度比较低的情况下,混凝土就会受到温度变化的影响从而导致强度下降,所使用的钢筋材料也会因氧化情况的出现致使体积膨胀,这样就会造成钢筋沿着某一方向逐渐出现裂缝,不仅如此,水泥也会因稳定性差而导致失水过多,硬度下降,也会造成裂缝现象的发生。通常情况下,混凝土会沿着中心部位向两边逐渐断裂,最终形成轴向裂缝。
2水分转移以及混凝土结构疏散情况
从一定意义上来讲,混凝土会因温度变化情况而出现水分转移等现象,致使表面出现一层冰晶或是土黄色物体,从而使结构松散。此外,混凝土内部结构也会因为温度差的变化,压力差变化而造成水分转移,致使出现边缘裂缝并沿着边缘向中心逐渐扩散,称之为空隙结构。
3表面起灰
所谓“表面起灰”以砂浆和粗骨料相脱离、表面起灰、骨料裸露为特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大,离析、泌水严重,粘聚性、保水性差,加上养护温度低,水泥水化趋于停止,混凝土水分迅速外离,导致表面起灰。
4结晶腐蚀
混凝土表面返霜混凝土硬化后,某种外剂溶液通过毛细管的作用渗到混凝土表面,而混凝土表面的水分则逐渐蒸干,此种情况还将影响混凝土与饰面层的结合。
二水利工程混凝土冬季施工技术对策
1重视施工选料工作
第一,采用的水泥应具备强抗冻性能:冬季混凝土施工过程中应采用普通硅酸盐水泥或者是硅酸盐水泥,选用的水泥标号不能小于32.5号,因为这两种水泥具有的抗冻性能均比较强。水泥用量最小不能低于300kg/m3,并且水灰比例应<0.6。第二,配置施工材料时应熟悉并掌握各种掺合料对混凝土材料的抗渗性能以及抗冻性等性能的影响,从而严格控制掺合料的用量。第三,确保使用的骨料不含有其他杂质,如冰雪、矿物质等。对于含有钠、钾离子的防冻剂物质的混凝土材料中,其骨料不能含有活动材料,防止其与添加剂产生化学反应。
2施工混凝土的搅拌工艺技术
2.1在冬季混凝土施工作业情况下
可以选择强度相对比较高的水泥进行施工作业,通常情况下会选择强硅酸盐水泥。这种水泥具有较高的水化热作用,在早期使用过程中强度很高,比普通水泥强度值可延长七天左右的时间,完全符合冬季混凝土施工的质量要求。
2.2与此同时,在进行施工作业过程中
可以依据施工环境及需要,适当的添加引气剂,但此时需要注意混凝土的配合比,通过添加引气剂可以增大水泥浆的体积,进一步改善了拌合物的流动性,提高了水泥的粘聚能力,减少混凝土内部结冰所造成的压力,具有良好的抗冻性。
2.3在混凝土施工过程中
可以通过缩短混凝土的凝结时间来增强混凝土的早期强度,一般情况下可以通过混凝土搅拌环节进行操作,加入一定量的硫酸钠或是复合减水剂。这种方法可以适应外在温度在零下10℃左右,并且即便是复杂的施工工艺也可以采用。提高早期的混凝土强度不仅仅可以适应冬季混凝土施工的气候变化,更加有效的保证其质量。故此这种方法被广泛的使用在水利工程建设中,但是需要注意的是,在施工过程中一定要重视内部保温环境的处理,防止其受到冷寒温度的影响,进而影响质量,不利于混凝土使用寿命的正常养护。
三分析混凝土材料的运输工作及浇筑技术
1施工混凝土材料的运输
在冬季施工情况下,必须确保混凝土运输过程中不受到外在温度变化的影响而出现各种质量问题。所以在进行施工作业前,必须对施工所在地进行勘察,制定合理的运输路线,正确摆放机械设备的位置,运输过程中充分保证混凝土的温度。
2混凝土浇筑施工技术
在进行浇筑之前,先将钢筋及模板表面杂物进行清除干净,尤其是对新、老混凝土衔接部位的垃圾、冰雪物质进行清除。外界温度不低于-10℃时,可以采用暖棚方法对钢筋(直径≥25mm)进行加热。确保不管在什么条件下混凝土浇筑温度均高于5℃,对于细薄截面结构的施工,灌注温度应高于10℃,实行分层连续灌注施工。每一层结构的灌注厚度不小于20cm,利用机械帮助捣固。混凝土浇筑过程中防止出现漏振及过振情况,防止出现离析、分层或泌水情况。
四针对混凝土施工的养护
(1)实行晚间浇筑混凝土,尽可能进行两边的人工振浆及混凝土表面初抹施工,实行压砂整平之后应在混凝土表面覆盖保温层,并在第二天外界温度达到不低于0℃后再次进行压纹机抹面施工。(2)完成混凝土铺筑施工后,通过蓄热法对混凝土周边进行保温养护。(3)针对采用抗冻剂物质的水利工程,利用草袋和彩胶对外露结构进行覆盖,不使用浇水养护。
五结束语
综上所述,在冬季进行水利工程建设混凝土施工是比较难的一项施工工艺,不仅仅是因为混凝土会受到外在温度变化的影响而出现质量下降等情况,更主要的原因是混凝土作为水利工程建设的主要原材料,对水利工程建设质量起到了至关重要的影响。且冬季施工作业难度比较大,耗费时长相对比较长,故此必须对冬季水利工程建设引起足够的重视,提高其混凝土的施工质量,确保整个水利工程建设的长久发展。
作者:李瑛单位:肇源县水土保持预防监督站
摘要:由于受到工期的影响,使我国北方的一些工程常常会不可避免的在冬季进行施工。因此在冬季工程施工中,尤其是在对混凝土的施工中,必须要采用科学的施工方式,尽可能地避免混凝土出现早期浸冻的现象,同时还要保证混凝土在冻结过程中的温度与湿度,这样才能保证后续施工的顺利进行。基于此文章针对混凝土冬季施工技术进行了简要阐述,提出几点个人看法,仅供参考。
关键词:混凝土;冬季施工;技术;研究
在混凝土施工的过程中,尤其是新浇混凝土,当水泥与液相状态的水发生化学反应以后,就会产生复合物,可以将砂石与钢材等材料紧紧地结合在一起。但是一旦新浇混凝土处于低温状态下,就会造成这一化学速度减慢,甚至是混凝土强度的增长延缓。当水的温度降至4℃以后,并持续降低时,就会出现水体积增加的现象,如果水泥在水化作用时所需要的水被冻结了,就会造成化学反应终止,这样就会对水泥晶粒结构产生永久性的伤害。
1低温环境对混凝土性能所产生的影响
1.1影响早期性能
混凝土一旦发生受冻现象,就会造成物理力学的性能发生改变。经过相关调查可以看出,在低温环境下混凝土浇筑的初凝时间与终凝时间都会被延长,尤其是终凝时间延长比较明显。且在低温环境下,混凝土表面所产生的水蒸气会结成水,这样也就加大了水灰比,最终也就造成了混凝土强度雨季表面的抗渗能力降低。由于混凝土发生了早期受冻的现象,因此也就造成了结构被破坏,降低了后期的强度,且如果结冻时间早,强度损失也就更大。
1.2降低混凝土的强度
在低温状态下,在一定程度上混凝土强度会增长,但是也会产出一定的水化作用。尤其是当温度逐渐降低以后,强度的增长也就更加缓慢了。在温度降至5℃左右时,水化作用减慢。当温度降至0℃左右时,水化作用停止。在发生冻结以后,混凝土硬化程度就会受到温度、水分以及空气含量等因素的影响。且在混凝土中,所存在的游离水发生结冰现象,这样水分体积就会出现膨胀,在其内部也就会产生出相应的冻胀应力,尤其是当早期强度不足以抵挡冻胀力时,其内部就会发生裂缝。这样在钢筋的周围也就形成了一定的冰膜,减低了钢筋与混凝土之间的粘结力,减少了强度。所以当温度降低到5℃左右的过程中,施工人员应当要立即采取有效的保护措施,避免出现早期受冻的现象[1]。
1.3降低混凝土的耐久性
在低温环境下,混凝土中的水分会发生结冰膨胀的现象,这样也就造成了混凝土出现裂缝,尤其是在荷载作用逐渐加大的影响下,就会降低混凝土的抗裂、抗冻以及抗水渗等性能,这样也就降低了混凝土的耐久性。
2混凝土冬季施工
2.1控制好水灰比
在冬季进行混凝土施工的过程中,要控制好水灰比,并根据实际要求适当提高水泥的实际使用量,同时还可以采用早强硅酸盐水泥。通过相关调查可以看出,适当采用引气外加剂与早强剂等可以有效缩短混凝土的凝结时间,这样在一定程度上也就提高了混凝土的早期强度[2]。2.2保护好原材料的温度在实际施工过程中,要适当对原材料进行保温处理。水泥是不能直接进行加热的,因此就可以将水泥放置在储罐中,在外围也要包裹上保温的棉毡。对于砂石来说,在冬季进行露天堆放很容易发生结霜与起冰等现象,因此必须要铺盖上塑料的篷布进行保温,避免砂石表面发生结冰的现象。而对于搅拌用水来说,就可以采取底部生火加热等方法来保证搅拌用水满足温度要求。
2.3改善混凝土拌制与浇筑
为了避免对混凝土进行拌制过程中热量的损失,因此要对搅拌站进行封闭管理,同时还要适当采取保温措施。此外,还可以采用容量较大的搅拌机来进行搅拌,以此来提高搅拌量,保证工作效率。另外,在进行投料的过程中,要严格遵守搅拌的顺序,先加入骨料与水,这样就可以利用水温来溶解骨料上的冰霜,提高了骨料的温度,当进行预搅拌以后,就可以加入水泥了,同时还要控制好搅拌的时间[3]。另外,为了保证混凝土在运输过程中的温度,还可以采用将罐车的储罐外层包裹上保温的帆布,或是用热水清洗储罐,在运送到施工区域以后,要立即进行浇筑施工,以此来降低温度的损耗。
2.4做好混凝土浇筑后期的养护工作
为了保证混凝土浇筑的质量,可以采取分批浇筑或是暖棚综合法进行养护。暖棚综合法进行养护其实就是在磨房的周围利用棉被进行封闭处理,这种棉被在北方极为常见,因此购买也比较便捷与经济。此外在暖棚中还可以利用火炉或是暖风机等进行加热,以此来保证棚内的温度,达到保温的效果。另外,为了避免混凝土温度过高,就可以适当放置钢板,以此来避免温度的集中。或是可以采用无烟煤来保证混凝土表面的干净。采用暖棚综合法可以保证混凝土不发生冻害,在保证质量的同时,还提高了工作的效率。但是这种方法也存在一定的缺陷,就是经济消耗大,费用高。加之搭建暖棚的过程中需要耗费大量施工材料与人力,因此也就延长了准备的时间。
3冬季混凝土施工要点
3.1施工的要求
在进入到冬季以前,施工企业就要制定出生产计划,尽可能地避免在冬季进行施工,或是减少在冬季施工的工作量。其中要注意的是当不可避免需要在冬季进行施工时,要保证施工的安全与质量,同时还要注重施工图纸的科学合理性,不仅可以避免能源与材料的过度消耗,还可以有效缩短工期。此外在进行冬季施工的过程中,还应当落实好各个环节的施工设备与材料,以此来保证可以在冬季中进行连续施工,或是要制定出科学的施工方法,以及质量安全监管措施,同时还要提前采买好保温材料与加热设备等,保证保温措施满足实际要求。其次是要对施工人员进行相关的技术培训工作,加强施工人员的冬季施工安全意识,同时还要规范好相关的施工要求,严格遵守施工方案进行施工,在保证人身安全的前提下保证施工的质量。最后是要做好技术交底工作,落实施工现场的安全责任人,及时记录施工测温数据等。且在进行施工时,还要严格遵守施工方案进行施工管理,并及时进行测温,保证冬季混凝土的施工质量[4]。
3.2冬季混凝土施工技术要求
在冬季进行混凝土施工的过程中,可以选择早强型的普通硅酸盐水泥,这样可以保证在混凝土发生初凝时不会受到冻害。其次是要选择一天温度最高的时间进行混凝土浇筑,同时要保证混凝土施工配比的科学合理性,并选择一些适应性强的减水剂,以此来保证混凝土具备一定的抗冻能力,同时在进行搅拌的过程中,还应当要控制好投料的先后顺序。此外还应当要避免混凝土在运输过程中热量的过度消耗,在运输的过程中,还要规划好运输的路线,减少运输的时间。此外还要及时清除钢筋上的垃圾,只有保证温度满足最基本的要求以后,才可以进行浇筑。
4结束语
综上所述,在冬季进行混凝土施工的过程中,必须要制定出详细的施工方案,这样才能加强对施工过程的管理,同时还应当及时采取有效的措施,减少冬季施工的风险。此外还要做好各个环节的施工控制工作,这样才能保证混凝土的施工质量。
作者:唐鹏 陶毅 单位:江苏盐城水利建设有限公司
[摘要]本文介绍了北方冬季混凝土施工的特点,通过原理的分析和实际经验提出了解决北方冬季混凝土施工难点的一些具体措施。
[关键词]冬季;混凝土施工;措施
我国地域广阔,北方有较长的寒冷季节。由于受工期制约,许多工程冬季混凝土施工是不可避免的。国内外对混凝土冬季施工理论和方法的探索研究认为,当环境温度降到0℃以下后,需要采用适当的施工方法,避免新浇混凝土早期浸冻。结合小孤山的施工情况,谈谈冬季混凝土施工中的施工重点。
小孤山水电站位于黑河大峡谷中下游,肃南裕固族自治县境内。电站厂房距张掖市86km,是黑河流域规划中的第6座梯级水电站—石羊岭电站的替代方案。工程主要任务是发电,采用引水式开发。电站由首部枢纽、引水系统、发电厂房及升压站等建筑物组成。电站装机容量98MW,多年平均发电量3.804亿kw.h,可承担调峰任务。
坝址区属干旱气候,海拔2062.5米,干燥少雨,蒸发强盛,据有关资料统计,多年平均降水量175.4mm,多年平均蒸发量1378.7mm,极端最高气温37.2℃,最低气温-33℃,多年平均气温8.5℃。黑河径流主要来源于降水和融冰化雪,一般4~6月为春汛,7~9月为主汛期,10~11月为退水期,12~3月为枯水期。黑河一般在11月中旬开始流冰,1~2月为封冻期,3月底开始解冻。如果按环境温度考虑,冬季施工贯穿11月份至4月份初,长达半年之久。小孤山水电站冬季混凝土浇注的任务非常繁重。
水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外,主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时,水化作用加快,强度增长也较快;而当温度降低到0℃时,存在于混凝土中的水有一部分开始结冰,逐渐由液态(水)变为固态(水)。当温度继续下降,存在于混凝土中的水完全变成冰,也就是完全由液态变为固态时,水泥水化作用基本停止,此时强度就不再增长。
水变成冰后,体积约增大9%,同时产生约2500千克每平方厘米的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值,使混凝土受到不同程度的破坏(即旱期受冻破坏)而降低强度。国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研究结果表明,新浇混凝土在冻结前有一段预养期,可以增加其内部液相,减少固相,加速水泥的水化作用。
根据以上理论,我们考虑通过提高混凝土自身温度、提高浇注仓位的温度、加快运输和浇注速度、运输保温和仓位保温养护这些方面来确保冬季混凝土浇注的质量。具体措施如下:
一、施工原材料温控处理措施
1)砼施工所需的砂石料尽量提前堆存于净料堆场进行储存保温,在砂石料中不得掺杂冰屑、雪团和冰块;
2)在净料堆场搭设暖棚,尽量避免砂石料暴露在外;
3)必要时在暖棚内对砂石料进行预热。
二、砼拌和时的温控措施
1)将净料至搅拌站的输送皮带等部位采用采条布等材料封闭,以尽量减少输送过程中的原材料的温度损失;
2)拌和时热水超过60℃时,改变加料顺序,将骨料和水先拌和,再加水泥,以免假凝。热水温度控制在80℃以内;
3)适当增加砼拌和的时间;
4)保证砼入仓温度不低于5℃,拌和物出机口温度控制在10-15℃。
三、浇筑前准备
1)混凝土运输
枢纽混凝土运输距离在0.5km右右,混凝土在运输过程中温度损失1~2℃。混凝土搅拌车罐体包裹一层牦牛帆布被。混凝土运输自卸汽车车厢顶覆盖牦牛帆布被。混凝土运输车辆要求运输速度要快,车到就卸料,不等车,避免混凝土倒运,车辆保温效果要好。
当采用砼泵送砼施工时,待砼泵安装就位后,用帆布搭设保温棚,内挂碘钨灯取暖及照明,泵管外包石棉和双层麻袋布。
2)混凝土表面处理与清基
混凝土施工缝一律采用人工手钎凿毛,用高压风吹干净,并及时覆盖牛绒保温被。冬期缝面不用高压水冲毛,采取干法施工,以免打湿保温被。
3)基础及旧混凝土缝面处理
为防止接缝面新混凝土受冻,对旧混凝土或基岩表面以下10~20cm加热至正温。采用蓄热法,一般情况下建基面清理干净后,用保温被覆盖,直到混凝土浇筑覆盖时再揭开。采用搭设暖棚法浇筑混凝土施工,则旧混凝土表面很容易达到正温。
4)钢模板保温
模板肋间填塞2cm厚双层高发泡泡沫块。组合钢模板表面覆盖牦牛帆布被保温。
四、混凝土浇筑
为防止混凝土早期受冻,一般都要求混凝土有较高的浇筑温度。水工混凝土施工规范规定浇筑温度寒冷地区不宜低于5℃,一般为5℃~8℃。初冬及早春季节拌和楼出机口温度不应低于10℃,12月~2月拌和楼出机口温度不应低于15℃。
1)蓄热法:适用于一般初冬(11月上旬至12月上旬)或早春(2月下旬至3月上旬)季节,最低气温不低于-10℃期间。采用蓄热法浇筑混凝土时,浇筑层顶面的受冻情况主要与外界温度、混凝土入仓温度、混凝土暴露的时间长短有密切关系。混凝土运至浇灌部位后,应采取快铺料、快振捣,及时覆盖的快速施工方法。冬施期间小仓位混凝土的浇灌均应尽量安排在白天施工。
2)暖棚法:适用于室外气温低于-10℃,严冬季节(12月中旬至2月上旬)。暖棚顶盖全部采用钢管,间排距@3.0×3.0m,钢管上铺少量竹跳板,然后盖牦牛被。暖棚四周悬挂牦牛被,搭接30cm右右。支撑结构四周利用模板竖向围令延长,中间预埋钢筋蛇形柱或搭设钢管,间排距@3.0×3.0m。暖棚高度以超出砼收仓面1~1.5m为宜,棚顶挂溜筒下料,下料时揭开暖棚顶上对应的一块牦牛被即可。暖棚内利用电钨灯和电暖风机供热,暖棚内温度须保持正温。
五、保温
混凝土收仓后,混凝土平面需覆盖彩条布和毛牛帆布被。采用暖棚法浇筑完毕后,将暖棚保留3天右右后拆除。冬施混凝土表面不洒水,保温被一直覆盖,如上层继续施工,可分片揭开,施工完毕后继续覆盖。
冬期混凝土模板拆除时间安排在白天10点~16点气温高时进行。拆模时机可通过留置同条件养护试块,试压测定强度后决定。对已拆除模板的混凝土,应迅速跟进覆盖保护,永久暴露面采用贴两层2cm厚的高发泡泡沫板予以保护。泡沫板应紧贴砼面,利用模板拉筋头或螺栓套筒孔内塞木楔,外面钉木条,尤其是砼棱角部位应保护好,搭接严密。结构缝面采取预先在模板和混凝土接触面贴1cm厚的低发泡泡沫板,拆模后再加贴2cm厚的高发泡塑料板。施工临时缝面仍采取贴双层高发泡板的方式(避开插筋头)。
六、混凝土的养护及温度监测
从11月1日开始进行大气温度测定,配合混凝土的施工进行规项目的测定。
1)大气温度采用自动测温仪器,如人工测温每天不少于4次。
2)暖棚内气温每4h一次。
3)混凝土出机口温度、运输过程中温度损失及浇筑温度,根据需要测量或每2h测量一次。温度计插入深度不小于10cm。
4)大体积混凝土浇筑后3d内应加密观测温度变化,内部混凝土8h观测一次,其后宜12h观测一次。
5)超过养护期后,混凝土温度可以在气温发生大变化时抽测。
在2006年5月份,对2004年3月~2006年4月施工期间所浇注的混凝土进行了检查,主要通过混凝土的外观质量检查来验证冬季混凝土施工质量是否过关。总体而言,通过项目部在施工过程中的控制,小孤山水电站枢纽枢纽闸坝冬季混凝土施工取得了成功,在黑河上树立了一座永久的丰碑,再次展现我们葛洲坝水电建设者的风采。
摘要:针对大型渠道混凝土工程冬季施工,分析冬季混凝土的破坏机理,采用全过程控制、全面管理的方法,对混凝土冬季施工质量关键点进行专项质量控制,有效保证了混凝土工程冬季施工的质量。
关键词:渠道工程;混凝土;冬季施工;质量控制
1混凝土冬季施工特点
1.1冬季施工条件差
由于冬季具有风沙大,气温低,雨雪天气多的特点,受其不利因素影响,冬季属大型渠道工程项目质量事故多发季节,特别是混凝土工程受其影响尤为显著,工程质量不易保证。
1.2质量缺陷具有隐蔽性和滞后性
大型渠道混凝土工程冬季施工中出现的质量缺陷通常在春季气温回暖后才慢慢显露。由于缺陷位置的隐蔽和发现时间的滞后,给混凝土质量事故处理带来了极大难度,轻则修补,重则返工处理,不仅给工程项目造成了重大经济损失,而且影响整个结构的抗渗性和耐久性,影响整个渠道工程项目的安全性和使用寿命。
2混凝土冬季施工破坏机理
大量的工程实验研究和工程实践表明,在不同温度下,水化反应的速率存在极大不同,并且水化产物的强度也有很大差别。随着温度的降低,水化反应趋于缓慢,混凝土强度增长速率较常温显著变慢,特别是当温度低至4~5℃时尤为如此。另外,当温度降至4℃以下,混凝土中的游离水开始出现体积膨胀现象,温度降至-0.5℃时膨胀现象更为明显,这对新形成的脆弱的混凝土结构会产生永久性损坏。如果温度进一步下降,达到拌合物中游离水的冰点(-2.5℃左右),游离水结冰,而结冰的水不能和水泥发生水化反应。水化反应停止,水化产物大量减少,造成结果是一方面混凝土强度不能保证,另一方面混凝土出现胀裂现象,影响结构的耐久性和抗渗性。大量的工程实践表明,大型渠道混凝土工程冬季施工产生的裂缝破坏符合上述破坏机理,具体表现为地基冻胀破坏和混凝土自身冻胀破坏。
2.1地基冻胀破坏
渠道衬砌混凝土下地基在低温条件下,产生低温冻结效应,土体中水结冰,体积膨胀(根据冰、水密度差,同质量冰体积膨胀9%),冻胀力作用在混凝土结构上,造成渠道混凝土开裂,严重时甚至出现断裂现象。
2.2混凝土结构冻胀破坏
低温条件下,混凝土内游离水结冰,水化反应停止,混凝土强度增长缓慢;同时,结冰体积膨胀破坏强度不足的混凝土结构,产生酥碎现象。
3渠道混凝土冬季施工
3.1温控要求
日平均气温连续5d稳定在5℃以下或最低气温连续5d稳定在-3℃以下时,按低温季节施工。渠道混凝土在低温季节施工时,早期允许受冻临界强度不应低于7.0MPa(或成熟度不低于1800℃•h)。此外,混凝土的浇筑温度还应符合设计要求,温和地区不应低于3℃;严寒和寒冷地区采用蓄热法不应低于5℃,采用暖棚法不应低于3℃。
3.2施工工法和保温措施
(1)渠道混凝土冬季施工时,如在温和地区采用蓄热法,风沙大的地区还需采取防风措施;严寒和寒冷地区冬季预计日平均气温-10℃以上时,采用蓄热法;预计日平均气温-15℃~-10℃时采用综合蓄热法或暖棚法;对于风沙大不宜搭设暖棚的仓面,可用保温被覆盖,下面敷设暖气排管的方法;对特别严寒地区(最热月与最冷月平均温度差大于42℃),在进行低温季节施工时,要制订周密的施工方案。(2)混凝土的拌和时间应比常温季节适当延长,具体延长时间由试验确定。对于已加热的骨料和混凝土,应缩短运距,减少倒运次数。(3)冬季施工过程中,应控制并及时调整混凝土的机口温度,减少波动,保持浇筑温度均匀。控制方法以调节拌和水温为宜。提高混凝土拌和物温度,首先考虑加热拌和用水,当加热拌和用水不能满足浇筑温度要求时,加热骨料;严禁加热水泥。拌和用水加热温度超过60℃时,须改变拌和投料顺序,将骨料与热水先行拌和,最后加入水泥,以免出现水泥假凝现象。(4)混凝土浇筑完毕后,对于外露表面应及时采取保温措施。尤为注意的是新老混凝土接合处、边角处的保温处理,保温层厚度应是其他保温层厚度的2倍,保温层搭接长度不小于30cm。
4渠道混凝土冬季施工质量控制
4.1配合比设计
考虑渠道混凝土冬季施工抗冻要求,配合比设计较常温条件下应进行合理调整,采用最小用水量、使用早强水泥、掺加高效早强抗冻剂等方法,能有效提高混凝土的抗冻性能。
4.2原材料质量控制
混凝土原材料的质量直接关系到混凝土的质量和性能。渠道混凝土必须满足DL/T5144—2001《水工混凝土施工规范》的相关技术要求。对含有活性成分的骨料,须满足南水北调中线干线工程建设管理局颁布的《预防混凝土工程碱骨料反应技术条款》(试行)的有关规定。
4.3拌合质量控制
混凝土的拌合质量是混凝土工程质量的基础。渠道混凝土冬季拌合质量的关键是拌制过程中的温度控制。冬季施工常用蓄热法或综合蓄热法,采用热水拌合、骨料加热、延长拌合时间等方面的措施来提高混凝土拌合物质量和性能,改善混凝土的和易性,提高混凝土的抗冻、抗渗性能。
4.4运输和倒运要求
混凝土的运输和倒运次数也对其质量和性能有显著影响。混凝土运输距离越长,倒运次数越多,混凝土的和易性越差。冬季施工时,还须考虑混凝土的入模温度等因素限制,所以混凝土施工中宜尽量缩短运输距离和减少倒运次数。
4.5浇筑质量控制
混凝土的浇筑质量是混凝土工程的关键。渠道混凝土冬季施工时,要确保各工序的紧密衔接,做到连续供料、准确摊铺、快速浇筑、高频振捣、及时抹面,尽可能缩短各工序间的时间间隔,做到流水施工,高效作业。
4.6养护质量
混凝土养护的好坏决定着其后期强度增长。渠道混凝土冬季施工时,浇筑完毕后要及时进行保温处理,提高养护质量,以保证混凝土能达到设计强度要求。
5渠道混凝土冬季施工质量控制措施
5.1混凝土拌合
(1)冬季施工混凝土选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,水泥标号不应低于32.5;渠道施工区环境水对混凝土存在硫酸盐腐蚀时,选用抗硫酸盐硅酸盐水泥,以提高结构的抗侵蚀性能;为防止活性骨料的碱骨料反应,混凝土中水泥含碱量应不大于0.6%,拌合物含碱量应小于0.5%,且拌合物中氧化镁含量应控制在3.5%~5%范围之内。(2)粗骨料宜选用连续级配、质地坚硬的卵石或碎石,符合要求的卵石应优先选用;骨料形状接近正方形最佳,针状和片状的颗粒含量不应超过15%;骨料的最大粒径要求不超过钢筋最小净距1/4,同时最大粒径不应大于40mm。细骨料应采用级配良好、质地坚硬的中粗砂,优先选用洁净的河砂;细度模数宜控制在2.4~3.0,含泥量不得超过3%,云母含量小于2%;为抑制碱骨料反应,优先选用非活性骨料。(3)混凝土配合比中混凝土每方水泥用量不宜小于300kg,水灰比宜采用0.5~0.6,为减少冻害,混凝土配合比中宜将用水量降至最低限度,严控塌落度。为提高混凝土的和易性,混凝土中宜掺入外加剂,如常用的减水剂、早强剂、抗冻剂等。外加剂掺入前必须进行试配试验,以确定掺入种类、掺入量和掺入程序等。另外,还可掺入粉煤灰、硅粉等掺合料,以抑制碱骨料反应。(4)冬季施工时,检查原材料堆放和储存条件。较常温季节,砂石骨料宜增大堆高高度,高度不宜小于6m。夜间对骨料堆的迎风面应进行覆盖,防止上霜。骨料堆下宜设地笼廊道,出料口地笼廊道半隐蔽或全隐蔽于地下。依据气温条件,决定对地笼廊道是否加温以保证骨料的温度。缩短水泥在罐内的存储时间,减少热量流失。外加剂桶包裹保温,防止冻结。热水循环管道亦需要包裹保温,减少热量散失防止受冻开裂。(5)混凝土拌合前,采用热水冲洗搅拌机。混凝土拌合时,检查骨料是否清洁,严禁含有冻块和冰雪。混凝土的拌合时间较常温季节延长20%~25%。拌制掺外加剂混凝土时,严格计量,需先按要求配制成浓度溶液,再按使用要求配制成施工用溶液,各溶液须分开摆放,并在容器外做明显标志,不得混淆,每班使用的外加剂溶液须一次配成。检查原材料的计量是否符合配合比要求,允许计量偏差为:水泥±2%、砂石骨料±3%、水±2%、外加剂±2%。严格控制混凝土拌合物的机口温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃。
5.2混凝土浇筑
(1)混凝土运输设备具备保温措施;选择混凝土运输最佳路线,尽量缩短运输距离,减少混凝土罐车的等待时间。(2)混凝土浇筑宜选择在白天或正温时间段进行;浇筑前进行清仓处理,清除模板和钢筋上的霜花、冰雪和污垢;浇筑完毕收仓时及时对裸露混凝土面进行保温覆盖,风沙大的地区,保温材料表面应进行压重,确保保温层的保温效果;必要时,对模板也应进行保温处理,采用外挂保温层时,应确保紧密,以保证保温效果。(3)现场留置同条件养护试块,以确定混凝土强度,留置数量由现场施工需要确定。(4)根据混凝土同条件试块的强度和混凝土的内外温差(不得大于20℃~25℃)等条件,适当选择拆模时间,应避免在夜间和气温骤降时选择拆模,如遇气温骤降情况,应延迟拆模。(5)拆模后,对裸露混凝土面及时进行覆盖保温材料,以防温度骤降产生裂缝。
5.3混凝土养护
(1)混凝土由正温转为负温养护时的强度不小于7.0MPa(或成熟度不低于1800℃•h)。(2)采用的保温材料要保持干燥,如遇雪天,及时清除冰雪;风沙大地区,覆盖保温层上应设置压重设施,以防大风掀起覆盖层,使混凝土在达到受冻临界强度前受冻;模板外挂保温层应紧密、扎牢,保证保温效果。(3)拆模后,在混凝土强度未达到设计强度的30%时,不得解除覆盖。
6结语
大型渠道混凝土冬季施工中,以具体质量管理措施为基础,通过从冬季施工准备到验收的全过程控制和全面质量管理,可以有效提高渠道混凝土工程冬季施工质量。
作者:张凤霞 单位:香河县水务局
0引言
水利工程建设具有规模大、成本高的特点,对施工质量有极高的要求,否则无法发挥水利设施应有的作用。水利工程建设周期较长,为了保证水利工程具备度汛条件和农田灌溉前使用,工程建设往往需要在冬季施工。冬季气温较低,会对混凝土施工产生冻融循环的作用。如果施工中对冻融循环认识不足,未采取有效措施预防冻融问题,将会造成严重质量事故。因此,防止冻害,确保冬季混凝土施工质量,对保障工程主体结构安全具有重要意义。
1冬季混凝土浇筑施工要点
1.1施工前期准备
冬季进行水利施工前必须做好以下4项准备工作:一是调查施工地区的气象条件和地质条件,掌握工程施工条件,了解建筑的结构和规模;二是调查施工现场的机械和劳动力配置情况,制定施工后混凝土养护方案;三是分析施工地区气象变化特点,根据气象变化特点制定相应的应对方案;四是调查工程施工现场的工作环境。
1.2合理选择材料及配合比
(1)选择快干的水泥,方便使用。根据施工质量要求以及工程建设特点,尽可能选择快速强化或硬化型水泥,或者使用速凝剂加速水泥凝固。如混凝土内放有钢筋,需避免使用氰化物,以免影响钢筋性能。
(2)对于大体积混凝土施工,选择中热型水泥和混合水泥。由于水泥水化热作用的源头为混凝土中央位置,混凝土中央部位温度较高,容易使混凝土出现温度裂缝,而中热型水泥和混合型水泥可以预防和降低水化热作用。
(3)选用无氰化物和无碱型防冻剂作为外加剂。防冻剂的主要成分为硝酸或亚硝酸化合物,并分为I型和II型,II型防冻剂无减水作用,与AE减水剂配合使用时,如防冻剂含有氰化物,可能在混凝土施工时产生有毒气体。因此需考虑是否与外加剂相容并且增加不含氰化物防冻剂用量可增长强度。
(4)选择水化热释放速度更快的水泥,如C3A含量高的水泥,可以在施工早期控制混凝土的温度。
(5)将拌合物各个组分分别加入。将水加热至70℃左右,温度过高会引起水泥发生闪凝。加热时要将水泥和热水分离,避免两者直接接触,同时控制拌合物组分投放顺序。加热骨料时不能采用直接喷蒸汽加热,而应采用管道蒸汽加热方式,以免骨料水分发生变化。控制骨料加热温度,将骨料温度控制在52℃以内。骨料加热应将骨料中的冰块全部融化,以免冰块融化吸收混凝土热量,导致混凝土温度降低。
(6)控制混凝土作业中的配合比。根据W/C标准,初期养护后混凝土抗压强度不得低于3.5N/mm2;使用AE混凝土,降低单位含水率,降低混凝土冻结的可能。
1.3混凝土运输及浇筑
(1)当路基或混凝土基面发生冻结时,不能直接浇筑混凝土。需首先将路基和模板表面控制在冻结温度以上,再在未冻结的路基上进行混凝土浇筑。
(2)浇筑前,清除附着于路基和钢筋表面的冰雪,采用蒸汽解冻,解冻后采取必要措施预防结冻部位再次发生冻结。
(3)浇筑混凝土过程中要注意混凝土温度,做好预防措施,防止混凝土温度快速下降;整平作业前,观察混凝土是否存在自由水,处理自由水后再进行整平。浇筑后采取保温措施,避免混凝土长时间暴露在寒冷天气中。
(4)如若采用混凝土泵进行施工,需要先将输送管道做保温处理,或使用温水浸泡,以免先进入管道内的水泥浆发生冻结。
2冬季混凝土养护要点
2.1养护管理
养护管理的首要任务为确定养护周期,根据建筑学会的标准,冬季混凝土养护周期需要持续到混凝土强度不再受初期冻害影响及混凝土强度需达到3.5N/mm2或5N/mm2。达到预期强度后,根据工程龄期调整养护时间,直至混凝土强度达到水利工程对混凝土强度的需求。养护周期需根据水工混凝土暴露状况确定养护时间。持续暴露状态或处于水分饱和状态的部分,在5℃的养护环境下,普通水泥、快干水泥和混合B型水泥混凝土养护时间分别为9d、5d和12d;在10℃的养护温度下,养护周期分别为7d、4d和9d。一般的暴露部分和不属于持续暴露或处于水分饱和状态的混凝土,在5℃的养护环境下,普通水泥、快干水泥和混合B型水泥的养护时间分为4d、3d和5d;在10℃的养护温度下,养护周期分别为3d、2d和4d。养护温度确定需要综合考虑各种因素,如外界气温、养护方式、混凝土配合比等。由于养护周期确定受养护温度影响较大,冬季混凝土作业时温度管理工作具有重要作用,温度管理应注意以下两点:一是记录各个操作环节的温度,如搅拌温度、浇筑温度和养护中温度等;二是根据养护温度调整养护周期,如若实际温度低于预期温度可以适当调整养护时间。
2.2养护方法
一是保温养护。保温养护可通过隔热和蓄热方式达到恒温效果。隔热是指在混凝土表面覆盖隔热材料,利用水化热效应达到温度要求。隔热养护多用于温度不低于-3℃环境下的混凝土养护。当温度低于-3℃,需将隔热材料制成模具,提高保温性能。由于保温模具的保温效果极佳,水化热损失极少。当移除隔热模具后水泥混凝土温度会急剧下降而导致裂缝。因此,当养护室温度降至0℃以下时,浇筑温度不应过低。当温度降低至一定程度后,应考虑是否用防冻剂。二是蓄热法。通过保温措施保存水化热及外界热量,形成良好的温度环境,提高混凝土强度。使用蓄热法时,可通过加热骨料和水,弥补热量损失。由于水温加热设备简单,水温控制难度低,且水的比热高于砂石料,可首先考虑加热水。骨料加热温度应控制在75℃,水温控制在90℃。蓄热时还可根据浇筑构件的散热情况确定混凝土的入模温度,并反推拌合物出机温度,进而计算各项材料的加热温度。当气温处于-15℃~5℃之间,且混凝土体积较大,采用蓄热法养护的效果最佳。
2.3供热养护
当外界温度过低,单纯依靠水化热温度无法实现混凝土最佳强度,在此情况下可采用供热养护。供热养护常用方法为蒸汽加热法,它包括水汽化和蒸汽液化两个过程。蒸汽加热混凝土是利用蒸汽液化过程释放的热量以及凝结水在降温中释放的热量使混凝土温度达到要求。采用蒸汽加热需要做好预养、升温、恒温和降温4个环节的工作。预养期的时长对混凝土初期强度、膨胀变形能力和后期强度有很大的影响,只有当混凝土达到一定强度后,蒸汽升温才能减少变形能力和抵抗增强内胀力。升温期的重点在于控制升温速度。由于混凝土构件内部温度存在差异,不能完全根据内部温度控制升温速度,还应根据预养时间控制升温速度。如预养期较长,可采用快升温,反之采用慢升温。由于快升温对混凝土与钢筋粘合作用的影响较大,因而在蒸养时长不变的情况下,尽可能选用慢升温和短预养。恒温期也叫热养期,恒温期时长及温度相互制约,温度越低,恒温期越长。普通混凝土蒸养过程中存在临界温度值和时间值(矿渣水泥不存在临界值),通常最高温度不超过95℃(部分混凝土最高温度不超过75℃),可达到最好的生产效率和经济效益。在降温期,由于蒸养混凝土各层降温速度存在差异,内慢外快,容易导致混凝土出现温差,并产生拉应力。对于大尺寸构件、低强度低配筋构件,应采用慢降温方式,可预防收缩应力。慢降温同时要预防出现单侧降温问题,做好均衡降温。
3冬季混凝土施工质量控制要点
3.1建立健全施工质量管理体系
科学有效的是施工质量管理体系是施工质量控制的保证。每个管理人员在沟通的基础上相互协调,最大化发挥团队作用,提高施工效率,确保施工质量。质量管理体系主要包括以下层次。
第一,项目经理。项目经理负责施工组织及领导,对工程质量直接负责。项目经理通过制定质量目标和质量措施计划,组织落实施工目标,根据施工目标下达各项措施和要求。项目经理接受质量保证部门及检验人员的监督,根据质保部门及检验人员提出的建议和要求改进工作。
第二,项目技术负责人。技术负责人负责项目施工技术责任,根据相关规定、技术标准和设计图纸要求,设计施工技术方案,进行技术交底的具体措施。负责人还负责管辖范围内的质量控制措施,对出现的质量问题及时作出判断和提出应对措施。
第三,施工班组长。组长负责质量检查,做好施工记录和质量检查记录,根据施工质量确定是否移交下道工序。发现施工中的问题及时向上级汇报。如发现施工材料有问题后应拒绝使用,以免因施工材料问题引发质量事故。
第四,质检监督员。监督员负责各项把关及交接工作,如材料把关、隐蔽验收把关和工序交接、交工验收检查;发现施工中违反规范的施工行为,并立即要求返工或停工。搜集整理施工中检查记录,制作质量报表,协助分项、分部工程的质量评定。
3.2质量管理过程控制方法
一是施工前的质量计划与控制,包括核查地质勘查资料,做好图样会审;进行施工组织设计和技术交底控制,确定施工方案、施工工艺及施工顺序。做好“4M1E”控制,“4M1E”控制是冬季水利工程混凝土施工准备阶段的首要工作,及设备、材料、配件、施工方案及人员技术资质、施工现场各项质量审核工作,确保“4M1E”控制始终处于控制范围内。建立施工现场质量保证体系。管理人员要根据工程特点制定质量管理制度及保证体系,确定质检技术手段,编制质量目标展开图,确保质量目标和措施得到保证。
二是施工中的质量控制,包括工序质量控制、质量检查和成品保护。工序质量控制方法有主动控制与事前控制。在施工前主动找出影响因素,并严加控制,预防质量问题。质量检查首先要求做好巡视工作,负责人要经常巡视施工操作,及时纠正违规行为和不符合规程的施工操作,做好工序质量交接阶段的检查。成品保护是指对已完成的混凝土做好包裹、覆盖、封闭等保护措施,预防后续工序对成本造成污染和损害。
三是施工结束后质量控制。施工结束后质量控制属于竣工验收阶段对形成的混凝土进行的质量控制,具体控制内容包括竣工验收控制,对竣工的项目进行内部模拟验收,保证通过正式验收。正式验收包括对设计任务书及其相关文件、施工说明书、招投标文件等资料文件的验收。施工单位提交验收申请报告后,监理工程师审核验收报告,确定可验收后再进行初验。初验过程检出的问题应要求施工单位返工,再进行正式验收。工程项目质量评定:根据设计图纸、工程合同及工程质量检验标准严格评定工程项目的质量。
4结语
综上所述,水利工程在冬季进行施工应尽量将施工工期缩小至最小范围,并首选蓄热法,结合材料加热法,可降低成本,提高施工质量,减少冬季恶劣气候条件对混凝土施工进度的影响。虽然以上方法对提高冬季混凝土施工质量的效果显著,但是为保证施工质量、降低成本和施工难度应尽可能避免冬季施工。
作者:陈伟 乐瑞 单位:江西省东乡县林业科学研究所 江西省东乡县水务局
工程中为了缩短工期,则必须进行混凝土冬季施工。但是,在冬季进行混凝土施工时,其容易受到气温的影响而直接影响工程的整体质量,这主要是因为在冬季的低温环境下,水的形态会发生一定的变化而直接影响施工混凝土的质量,所以在现场进行混凝土施工时,必须严格控制施工质量。随着相关人员对混凝土施工的研究不断深入,发现在进行新一轮混凝土的浇筑前,有一段预养时间,能够在很大程度上减少混凝土内部的固相、增加液相,进而提高水泥水化作用的速度,有助于提高混凝土冬季施工的质量。实践表明:只有当采用了合适的施工技术方法,才能提高冬季混凝土施工质量,所以本文就冬季混凝土施工的关键技术进行了粗浅的探讨。
1混凝土冬季施工特点及前期准备工作
1.1混凝土冬季施工特点
一是由于冬季温度较低,以致混凝土强度增长的速率十分缓慢。在实际工程中,为了让混凝土强度快速达到标准强度,则采取一定的保温措施。二是对于混凝土的养护而言,需要正温养护环境,所以提高了施工的费用,且施工技术较为复杂。三是浇注的混凝土常会出现一定的质量问题,且大部分质量问题出现的时间会在春融期或者后期,具有比较明显的滞后性。四是冬季施工混凝土不仅会遇到气温变化问题,同时还会遇到失水问题,导致混凝土失水现象的原因在于冬季的风速较大。
1.2混凝土冬季施工前期准备工作
1.2.1技术准备在制定相关的施工技术方案和措施时,需要以确保施工质量及生产安全为前提,且考虑的主要内容应该包括施工所需的材料、进场与农动力计划以及设备部署等。1.2.2生产准备当进度计划确定之后,则需要对施工任务及现场准备工作进行规划,包括设备的保温防冻、场地的整平以及临时道路的设置等。1.2.3资源准备该环节需要组织外加剂材料、保温材料以及施工仪表等,并做好原材料的检验复试及材料的配合比等相关工作。
2混凝土冬季施工中的关键施工技术
2.1施工温度控制技术
2.1.1混凝土的分块分层技术考虑到混凝土浇筑面积一般会很大,所以在现场进行施工时,为了避免混凝土内部温度过高,则需要进行分块浇筑,且混凝土块与块之间应该设置后浇带,方便后续施工。当需要浇筑的混凝土厚度过厚时,则应该采取分层浇筑的方法进行阶段性浇筑,每一层的厚度尽量控制在2m左右。需要注意的是后浇带的混凝土浇筑时间应在主体混凝土温度基本稳定后浇筑,目的在于尽可能地避免接缝开裂,影响施工质量。2.1.2控制混凝土的浇筑温度所谓的“浇筑温度”指的是在混凝土出拌和机后,经泵送、振捣诸过程后的温度,施工现场的“浇筑温度”一般被控制在28℃以内。为了控制好混凝土的浇筑温度,需要从如下几方面着手:一是在混凝土开盘之前,便需要控制好原材料的初始温度,具体操作是相关技术人员先分别测量各原材料的初始温度,并计算这些材料的出机温度,最后估算出浇筑温度;二是由于浇筑温度会受到很多因素的影响,实际工作中,其温度往往会偏高或者偏低,当浇筑温度超过标准值时,则采取相应的措施,如用草袋遮盖混凝土泵管、利用洒水的方式来降低温度等。2.1.3控制各层浇筑的间歇当需要进行分层浇筑混凝土时,需要注意层与层之间的浇筑间歇,实践表明:浇筑间隙为5~7d时,效果比较好,主要是因为在这个时间段,底层混凝土内部温度已经达到了峰值,并呈现下降的趋势。值得注意的是当浇筑间歇时间超过7d时,为了保证前后层浇筑的混凝土能够很好地结合在一起,则需要对混凝土进行相关的验算,并采取相应的温控措施。
2.2选择合适的配合比
一是冬季施工的混凝土应该具备较高的的抗冻性能,提高混凝土抗冻性能的重要手段:一是选择适当品种的水泥,工地上一般使用的是早强硅酸盐水泥,该水泥的特点在于具有较大的水化热,所以在早期释放的强度最大;二是应该尽可能地降低水灰比,具体操作是增加水泥的用量,进而在一定程度上提高水化热量,便于缩短混凝土达到临界强度需要的时间;三是在施工现场,相关技术人员也会使用引气剂来提高混凝土的抗冻性能,其原理是在保证混凝土配合比不变时,通过使用引气剂,在混凝土内部生成一定数量的气泡,以便增加水泥浆的体积,这样不仅能够提高拌和物的流动性,同时还能在一定程度上改善混凝土的粘聚性和保水性。
2.3对原材料进行加热和保温
在实际工程中,由于冬季施工的温度较低,所以需要对原材料进行加热和保温处理,处理的过程中应该注重以下几方面:一是使用的砂石骨料,应该将其温度保持在0℃以上,一旦出现加热水不能满足拌和温度时,则需要对骨料进行均匀加热,保证骨料的温度在一定的范围内,方便施工;二是施工中使用的水,其温度不宜高于80℃,过高或过低的水温会直接影响施工的质量,同时还应该避免水泥与热水直接接触,具体操作是先投入骨料和已加热的水,搅拌均匀之后,再加入水泥;三是施工现场,也可以通过对骨料进行加热,但加热的温度不应高于60℃;四是不能对水泥进行直接加热,当需要对水泥加热时,则可以利用暖棚来进行预热。
2.4混凝土的拌和及运输
一是为了减少材料运输过程中的热量损失,不仅需要将混凝土的搅拌场地设置在靠近施工地点的位置,同时还应该正确选择运输用的容器,包括形状、大小、保温措施等方面。二是在进行混凝土浇筑工作之前,要保证模板和钢筋上不存在杂物。三是对于使用的混凝土,应该在浇筑之前测量混凝土本身的抗冻剂性能,并做好适当的防冻保暖措施。四是对于需要连续施工的工程,则应该对混凝土采取有效措施,以便保证混凝土能够在规定的时间内达到需要的强度。五是严格控制好混凝土的搅拌时间,搅拌的时间过长或过短,都会在很大程度上影响混凝土的施工质量,混凝土搅拌的最短时间如表1所示。由表1可知,在确定混凝土的搅拌时间时,需要根据混凝土的自身坍落度,以及使用的搅拌机类型和搅拌容量来定。
3结语
由于冬季施工过程中不仅会遇到温度问题,同时还会遇到风速等问题,所以混凝土的冬季施工过程中常会出现各种问题,以致控制冬季施工质量的过程显得比较复杂,在实际的施工过程中,应该将重点放在控制混凝土的温度上。实践表明:不仅需要严格控制混凝土的施工温度,还应该选取有效的冬季混凝土施工技术方法,只有这样才能从整体上提高混凝土的冬季施工质量。
作者:杨佑势 单位:甘肃水利机械化工程公司
混凝土是一种混合材料,包括水、水泥、石灰、胶凝等材料,将这些材料按照规定的比例充分的混合,最后形成我们经常见到的混凝土。在水利工程施工中,对混凝土的使用很多,施工要求混凝土必须有一定的强度,质量必须过硬,否则会影响工程的质量。在冬季施工中,影响混凝土质量的一个重要因素就是温度,因为温度过低,混凝土的物理和化学变化就会受到影响,在配比过程中,水结成冰,这就会降低混凝土的强度,最终影响施工的质量,所以在冬季施工中,如何提高混凝土配比过程中的温度是关键。
一、水利工程建设冬季混凝土施工容易出现的问题
1.水分转移及结构疏散。这是混凝土结构最为常见的问题,一般表现是混凝土配比后颜色暗哑,土色明显,敲打起来声音空空的,显而易见,这样的混凝土不合格,结构经不起长期的考验,坚硬度不行,造成这种情况的原因就是因为冬季温度低,混凝土内外温差大,水分由内而外移动。2.混凝土裂缝及钢筋锈蚀。裂缝也是混凝土常出现的质量问题,在冬天天气寒冷,热胀冷缩,混凝土施工完成以后,裂缝是非常容易出现的,而且由于钢筋受冷,混凝土也会受到钢筋的影响而开裂,混凝土出现裂缝的原因很多,温度影响只是其一,包括在配置的时候成分差异,材料质量的影响等等。3.结晶腐蚀。冬天水分蒸发速度快,混凝土内部的水分快速蒸发到表面,致使混凝土表面出现结霜的情况,这些结晶会严重腐蚀混凝土,降低混凝土的硬度和质量,长此以往,混凝土本来的坚硬就会被严重影响,工程质量也会降低。4.表面起灰。表面起灰的现象不是很常见,但是也是一个比较严重的问题,造成这种问题的原因有两点:一是温度低,冬季温度过低,混凝土内部的水分就难以平均分布,不是这多就是那少,这样就会造成水分和灰的配置出现问题;二是混凝土在配置的过程中,成分本身就不合格。
二、水利工程冬季混凝土施工措施
1.原材料的配置和搅拌1.1水泥:水利工程施工中,水泥进场时要对品种、级别、出厂日期、散装仓号或包装等进行检查。1.2砂石:施工混凝土中添加河砂中的粗中砂,选择粒度较小的花岗岩。1.3聚丙烯纤维:为增加水利工程设施的使用强度及使用寿命,可以添加适当的聚丙烯纤维,保证混凝土凝结后的抗冲击性、抗裂性能、抗冻融性能、抗收缩性能增加。1.4水:首先,混凝土中对水质的要求还是比较高的,不要因为这样的水用于施工就不在意水的质量和纯度,混凝土中水的最低要求是要符合生活用水的标准,因为水质不纯会影响混凝土的质量。其次,水温也有要求,不宜过高,也不宜过低,一般都会对常温的水进行加热,标准是低于八十摄氏度,温度过低会影响材料凝合,温度过高会出现材料假凝合的情况。2.施工用混凝土的温控措施。2.1混凝土的运输。运输中要保障三点:一是确保时间控制在有效范围内,因为混凝土配比完成以后,放置时间过长不进行后续施工会致使浇筑以后坚硬程度降低;二是在运输中确保交通畅通,运输之前做好路径勘察工作,避开拥堵路段;三是做好保温措施,保证混凝土的温度,可采用加温措施。2.2电加热措施。水利工程冬季建设中混凝土保温浇筑施工措施是使用电加热法,电加热是借助电子设备的电热和感应加热,将变压器与拌合站进行电缆连接,装配相应的漏电保护装置,并在拌合站的水池底部设置30-38根的电热管,通过设置在上水口的温度计对拌合站内的水温进行实时测控。2.3添加防冻剂。上文已经提高了,在低温状态下,混凝土的水化反应会出现异常,混凝土的质量会受影响,添加防冻剂就很好的避免了这一情况,添加的时候要注意结合周围的具体的环境,确定添加的剂量和比例,随时根据外部温度的变化采取措施,做到具体情况具体分析,避免一刀切。3.施工技术要求。3.1冬季混凝土浇筑后在恶劣的环境因素下水化速度加快,混凝土的内部释放热量,但冬季昼夜温差大,造成混凝土的外围温度极低甚至冰冻现象的发生,导致温度分布不均衡出现应力平衡被破坏的现象发生,进而产生混凝土的开裂影响施工质量。避免类似破坏现象的发生可以在混凝土的浇筑前对模板及直径为25mm以上的钢筋进行预热操作,保证浇筑时模板及截面的温度在5-10℃左右,浇筑过程中机械振捣要配合严密。在浇筑工序实施以后,当温度降低时,要做好保温措施,一般采用搭建保温棚的措施,通过这样的封闭避免内部温度降低,也可以适当加温,控制混凝土质量。3.2浇筑的周期会影响混凝土的质量,如果时间过长,混凝土就会受到低温的长时间影响,所以施工方一定要严格控制浇筑的时长,首先要提高工程的技术,这样就能够按照合理的工序进行,程序化作业有利于缩短施工时间;其次要做好培训工作,提高工作人员的施工效率。4.混凝土的养护。混凝土质量的保障,养护工作是非常重要的一个环节,很多混凝土质量出现问题可能并不是前期制作的过程中造成的,很大一部分都是由于后期的养护工作没有做到位,致使问题频发。混凝土的后期养护工作主要从三个方面进行。一是控制水分蒸发。上文也都详细的分析过了,水在混凝土中的作用很大,如果在后期水分都蒸发殆尽了,混凝土也就完了,所以要严格控制水分蒸发,一般采用覆盖的方式,在混凝土浇筑完成后十二小时内完成。二是做好保温工作。冬季混凝土施工的重要影响就是低温,我们也分析了低温对混凝土造成的危害,所以保温工作很重要。一般保温的方式是通过加盖保温棚,保温棚的制作材料用草,因为草的保温效果比较好,草帘还可以避免大风影响。三是适当加热。如果温度过低,保温措施也难以抵御,这时候就要采取加热措施,通过蒸汽管道的方式进行加热。
三、结语
由于在北方夏季汛期不易施工,所以冬季水利工程施工更加方便,但是也存在很大的难度,主要就是冬季寒冷低温的影响,冬季混凝土施工最容易受到低温的影响,所以要加强重视。施工人员要做到控制混凝土配比和浇筑的质量,同时也要控制温度对混凝土质量造成的影响,降低低温造成的水化反应不合格等问题。水利工程施工在我国的基础工程建设中占有很大的比例和很重要的地位,对于工程的方方面面都要照顾到,这样民生工程的质量才有保障。
作者:张太山 单位:安阳水利建设投资有限责任公司
1铁路工程施工方法
本铁路工程冬季混凝土施工,在混凝土中掺加适量抗冻剂并将混凝土搅拌原材料预先加热,混凝土经运输、入模温度保持10℃以上,通过蓄热保温、人工加热(通过电暖器、电热炮加热)使混凝土养护温度保持在5℃以上。现场混凝土采用搭设保温防护棚,混凝土输送泵管用保温材料包裹,表面采用塑料薄膜覆盖保湿保温。
1.1冻临界强度冬季施工期间,采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝土,在抗压强度达到设计40%及5MPa前不得使其受冻;采用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土,在抗压强度达到设计50%前不得受冻。
1.2原材料配合比要求混凝土冬期施工应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,水泥的强度等级不应低于PO42.5MPa,最小水泥用量不应<300kg/m3,水灰比≯0.55。砂石材料必须清洁不含冻块。水加热应提前4h进行,保证水温达到80℃。搅拌站的冬施措施按照天津市相关规定执行,施工前检查其措施必须执行到位方可拌制混凝土。搅拌站的冬施混凝土要求掺加具有早强效果的抗冻剂,保证混凝土在-10℃环境下,混凝土的水分子能够保持液相状态。抗冻早强剂的使用效果和掺量经试验室试配后确定能否达到要求,防冻剂必须是环保产品,不得含有尿素、氯盐成分。混凝土的塌落度有严格要求,冬施期间,底板塌落度140~160mm,搅拌站按照要求塌落度进行搅拌,混凝土运输到工地后要对塌落度进行检验,发现塌落度不符合要求,混凝土拌和物离析、泌水,立即予以退回。
1.3混凝土搅拌和运输为保证搅拌温度,必须严格控制水的加热温度。搅拌过程中,随时注意检查砂、石、水的温度情况,当不满足计算要求的温度时,应及时采取措施或暂停搅拌混凝土。混凝土的搅拌时间不得少于135s,商品混凝土到现场的出罐温度控制在15℃以上。混凝土运输车,外缠苫布保温。混凝土运至浇灌部位后,采用2台泵车水平分层,分区块铺料,快振捣,及时覆盖的快速施工方法。混凝土经输送泵的传输后的入模温度不应低于10℃,对每一台班车辆的进场混凝土进行入泵前的温度测量,入模温度的测量,混凝土浇筑后覆盖前的温度测量并做记录。混凝土的搅拌及运输由混凝土厂家严格按要求进行控制。
1.4混凝土泵送混凝土出罐前一定要测量其温度,保证其温度不低于150℃,输送到作业层的混凝土,测量入模温度,要求不低于100℃。每一台班施工完成后,清洗机具,彻底排出其内部的积水,以免其内部受冻,影响施工的正常进行。罐车必须设置在稳固地点,不得有冰雪冻融物。喂料前,要监督罐车进行倒转,防止混凝土的离析等物理不良变化。施工现场道路注意防滑等措施,水平管的出料方向要低于进料方向。
1.5混凝土浇筑1)冬施混凝土浇筑安排每次浇筑的开始时间宜在当日上午9:00开始,尽可能避开夜间作业。2)冬施混凝土浇筑应尽可能避开雨雪严寒天气施工。3)浇筑混凝土前及时将模板、钢筋上的冰、雪清理干净。4)浇筑前充分做好准备工作,提高混凝土的浇筑速度,保证混凝土的入模温度。5)每次浇筑混凝土前,要检查混凝土入模温度。6)现场混凝土随浇随盖,尤其是底板表面混凝土在二次抹光前,临时性的先铺一层塑料薄膜,待二次抹光后,及时加盖一层保温被。7)混凝土浇筑时要测量其入模温度,保证其温度不得低于100℃,浇筑成型后的混凝土温度不得低于50℃。混凝土浇筑完毕后要及时覆盖保温养护。
1.6混凝土养护和测温混凝土的养护采用地热及混凝土本身温度及外加热综合养护,即在混凝土中掺加适量抗冻早强剂并将混凝土搅拌原材料预先加热,混凝土经运输、浇筑完成时,温度保持在10℃以上,通过蓄热保温或短期人工加热,使混凝土经1~3d混凝土强度达到抗冻临界强度后,可靠混凝土及地热蓄热、覆盖养护。蓄热保温及短期人工加热搭设保温棚。棚架采用钢管焊接制作,底板棚架宽21m×20m,侧墙利用搭设的脚手架,四周及顶部用带棉的帆布密闭。表面覆盖塑料布保湿保温,要求相邻塑料布搭结200mm,铺盖过程中应注意混凝土的成品保护,不得随意踩坏混凝土。遇大风天气时,保温棚用木方或钢管等重物覆盖,以免大风将保温层吹开。安排专人负责混凝土的覆盖检查工作,同时对工人加强冬施期间的技术交底,注意混凝土覆盖物的保护。在浇筑混凝土时,要根据测量温度的要求,预埋好温度计的测量位置,测温次数见温度测量表。保温完毕,相关人员要认真检查,遇有大风天气,要留专职人员检查覆盖情况并负责修复被风破坏的保温层。混凝土养护温度不得低于5℃,不能满足该温度条件时,必须立即增加覆盖保温。若混凝土拆模后,混凝土温度与外界温差>20℃时,在混凝土表面必须继续覆盖两层阻燃草帘被。
1.7测温测温孔的均匀设置,浇筑混凝土时,按照设计位置埋设并采取措施固定,埋设深度为底板厚度的中间部位,每块板共埋设9个。测温时,按测温孔编号顺序进行,每昼夜测4次。
2结语
通过合理的组织安排并制定完善的冬季混凝土施工方案,严格按照计划方案进行实施,可以最大程度的保证冬季混凝土施工质量和进度,为后续铁路工程的顺利推进打下坚实基础。
作者:李琳 单位:天津市政建设发展有限公司
摘要:
作为我国基础设施建设的重要组成部门,桥梁工程有着工程大、成本高、质量严的特点。混凝土作为桥梁工程建设过程中的重要施工材料,对完善桥梁工程的施工结构起着重要的作用。特别是在冬季施工的过程中,应该采取相应的措施,确保混凝土在冬季施工的质量。
关键词:
桥梁工程;混凝土;冬季;施工
1引言
在桥梁工程的建设过程中,由于受到冷空气的影响,混凝土的施工面临重重困难,首先是混凝土在低温环境中,其性能将大大降低,甚至会出现开裂以及表面脱落的现象,严重影响了工程结构的耐久性;其次,如果没有充分认识到冻融循环的重要性,会出现质量问题,危害国家的财产以及人们的生命安全。因此,如何有效地实行混凝土冬季施工技术,不仅是人们关注的重点,也是所有桥梁工程研究者首要解决的问题。
2冬季环境对混凝土性能的影响
由于桥梁工程的建设周期长,冬季施工在所难免。因此,冬季低温环境对混凝土性能的影响包括以下几个方面。
(1)低温与水是影响混凝土强度和耐久性的重要因素。因为冷空气会对水产生影响,使其凝结成薄冰,而这些冰凌颗粒会依附在钢筋结构上,使混凝土的黏附力大大降低,最终导致整个桥梁工程的耐久性和抗压性大大降低。
(2)冬季低温容易导致混凝土表面及内部冻融损伤,致使混凝土表面出现脱落脱皮、块体因冻胀出现破裂等质量问题。
(3)在低温环境下,当水变成冰后,不仅会对钢筋结构产生影响,还会在骨料以及钢筋表面形成一层冰凌,使混凝土的抗压强度大打折扣。此外,当冰凌遇到高温天气融合后,会对混凝土的内部结构造成一定的影响,使其形成空隙,从而使混凝土的密实性大大降低[1]。
3混凝土冬季施工技术
要有效地进行混凝土冬季施工技术,就要根据桥梁工程中冬季混凝土的实际情况,通过对配合比法的调整以及蓄热法的应用,提升混凝土冬季施工技术。
3.1调整配合比法
因为冬季施工的温度都在0℃以下,因此,应严格按照相关要求,配置混凝土的配合比,以便混凝土在冬季施工也可以发挥最大的功效。使其能够适应混凝土在冬季施工的需要,具体做法包括以下几方面:
(1)选择水泥时,要选取适当的品种,以此来提高混凝土的抗冻性能。实验表明,早强硅酸盐水泥不仅水化热较大,而且抗压强度相对其他普通硅水泥高出2倍左右,效果显著,受到了许多桥梁工程的欢迎。
(2)合理降低水灰比。在桥梁工程施工中,可以根据施工的实际情况适量增加水泥用量,合理降低水灰比,以增加水泥的水化热,进而使混凝土缩短达到龄期强度的时间。
(3)掺用引气剂。在保持混凝土配比不变的前提下,为了改善拌和物的流动性、混凝土的黏聚性以及保水性,缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力,提高混凝土的抗冻能力,施工单位可以加入引气剂后生产的气泡,由此增加水泥浆的体积。
(4)早强外加剂的掺加,是将混凝土凝结时间缩短,提高混凝土早起强度的最佳方法[2]。
3.2蓄热法
在施工温度达到-10℃左右时就可以应用蓄热法来控制混凝土在施工时的质量安全。具体有以下几个操作步骤:
(1)利用蒸汽对混凝土中的拌合物(如水、砂、石等)进行加热,通过搅拌保证运输机浇筑后混凝土仍具有足够的热度,以此来提高水泥水化热的速度以及混凝土的抗冻能力;
(2)一般桥梁工程并不采取蒸汽加热,而是优先选取热水加热的办法,但是热水的温度不宜高出60℃,以防水泥出现假凝固的现象。此外,如果此方法仍不能达到拌合物出口温度的需求,还可以通过对骨料进行加热来提高温度[3]。因为该方法的操作简单,成本低廉,受到许多工程的欢迎。但是该方法也极其易导致温度不均或内部温度较低等现象的发生,因此,在实施时必须加以注意,谨慎维护。
4混凝土冬季施工的注意事项
4.1施工前的准备工作
为了有效地进行冬季混凝土施工作业,降低施工成本,提高工程质量,要在施工作业前对施工地区的气候变化、环境条件、施工规模以及工程条件等进行详细的调查和研究,工程建设中的人员配置以及工程材料的养护方案也要有详细的规划,以便为混凝土冬季施工打下稳定的基础。此外,混凝土材料也要有充足的准备,首先应按照一定的要求,合理采用拌和物,并保证骨料清洁度符合要求,没有任何杂质,避免混凝土出现开裂以及空隙的现象;采用蓄热法时,还应合理设置热水阀,通过对加热水箱的维护结构的增设实现水箱的保温;另外,在采用蓄热法时,施工人员还要加强防火意识,做好防火措施,保证工程以及人身的安全性;在混凝土浇筑前,要确保梁板内没有冰块或雪花,如果有,要先将其进行处理再浇筑,而在浇筑过程中,需要用火盆对混凝土模板进行不断地烘烤,使其加快混凝土的黏聚时间。
4.2混凝土的生产和运输
在冬季,混凝土搅拌的均匀与否,对混凝土的强度以及抗冻性有着十分重要的影响。因此,采用机械搅拌较为合理,如果采取人工搅拌,要将混凝土的混合物的颜色搅拌均匀一致方可停止。另外,为了避免混凝土因冬季气温影响而产生过早冻结的现象,就要为混凝土的搅拌容器配置保温措施。而在混凝土材料的加热过程中,最好按照先加热水再加热颗粒的顺序进行操作。通常水加热是最常采用一种方式,主要是因为水加热有较多的优点,如设备较为简单方便等。如果二者一起加热搅拌的话,还应严格控制加热温度,使其在60~70℃之间,搅拌时,混凝土的温度一定要严格控制,使其在<40℃,混凝土平铺后的温度≥10℃。而混凝土的运输一定会大大减少混凝土的热量的损害,因此,要确定可行性较强的路线,尽量缩短运输距离。
4.3大体积混凝土的配合比法
为了预防冬季大体积混凝土出现裂缝,施工单位可以根据实际情况,对混凝土材料以及拌合物用量进行优化设计,由此选取最佳方案。在冬季混凝土的搅拌中,应按照要求,适当加入砂率,这样有利于混凝土裂缝的控制。虽然砂率对混凝土有一定的帮助,但是若不能确定砂率的最佳掺量,会降低泵送性能,增加混凝土的稠度,及其内部摩擦力,还会降低混凝土的流动性,还会让混凝土的表层产生较厚的砂浆层,进而降低混凝土的抗裂性能[4]。因此,在大体积混凝土的搅拌中,砂率的用量要根据泵送的高度、泵程等因素综合考虑,选取最为适量的砂率,进而减少大体积混凝土的开裂现象。
5结语
总之,混凝土在冬季施工中,容易产生很多问题,只有不断完善桥梁工程中的混凝土施工技术,才能使混凝土冬季施工的质量得到提高,保障桥梁工程的结构稳定。因此,要根据桥梁工程的具体情况,通过对混凝土材料、配比、施工等方面的控制和选择,减少混凝土在冬季施工中的问题,由此让混凝土在桥梁工程中发挥最大的优势,推动我国桥梁工程健康、稳定地发展。
作者:张鹏 单位:河北益合交通检测技术有限公司
摘要:
由于受到工期的影响,使我国北方的一些工程常常会不可避免的在冬季进行施工。因此在冬季工程施工中,尤其是在对混凝土的施工中,必须要采用科学的施工方式,尽可能地避免混凝土出现早期浸冻的现象,同时还要保证混凝土在冻结过程中的温度与湿度,这样才能保证后续施工的顺利进行。基于此文章针对混凝土冬季施工技术进行了简要阐述,提出几点个人看法,仅供参考。
关键词:
混凝土;冬季施工;技术;研究
在混凝土施工的过程中,尤其是新浇混凝土,当水泥与液相状态的水发生化学反应以后,就会产生复合物,可以将砂石与钢材等材料紧紧地结合在一起。但是一旦新浇混凝土处于低温状态下,就会造成这一化学速度减慢,甚至是混凝土强度的增长延缓。当水的温度降至4℃以后,并持续降低时,就会出现水体积增加的现象,如果水泥在水化作用时所需要的水被冻结了,就会造成化学反应终止,这样就会对水泥晶粒结构产生永久性的伤害。
1低温环境对混凝土性能所产生的影响
1.1影响早期性能混凝土一旦发生受冻现象,就会造成物理力学的性能发生改变。经过相关调查可以看出,在低温环境下混凝土浇筑的初凝时间与终凝时间都会被延长,尤其是终凝时间延长比较明显。且在低温环境下,混凝土表面所产生的水蒸气会结成水,这样也就加大了水灰比,最终也就造成了混凝土强度雨季表面的抗渗能力降低。由于混凝土发生了早期受冻的现象,因此也就造成了结构被破坏,降低了后期的强度,且如果结冻时间早,强度损失也就更大。
1.2降低混凝土的强度在低温状态下,在一定程度上混凝土强度会增长,但是也会产出一定的水化作用。尤其是当温度逐渐降低以后,强度的增长也就更加缓慢了。在温度降至5℃左右时,水化作用减慢。当温度降至0℃左右时,水化作用停止。在发生冻结以后,混凝土硬化程度就会受到温度、水分以及空气含量等因素的影响。且在混凝土中,所存在的游离水发生结冰现象,这样水分体积就会出现膨胀,在其内部也就会产生出相应的冻胀应力,尤其是当早期强度不足以抵挡冻胀力时,其内部就会发生裂缝。这样在钢筋的周围也就形成了一定的冰膜,减低了钢筋与混凝土之间的粘结力,减少了强度。所以当温度降低到5℃左右的过程中,施工人员应当要立即采取有效的保护措施,避免出现早期受冻的现象[1]。
1.3降低混凝土的耐久性在低温环境下,混凝土中的水分会发生结冰膨胀的现象,这样也就造成了混凝土出现裂缝,尤其是在荷载作用逐渐加大的影响下,就会降低混凝土的抗裂、抗冻以及抗水渗等性能,这样也就降低了混凝土的耐久性。
2混凝土冬季施工
2.1控制好水灰比在冬季进行混凝土施工的过程中,要控制好水灰比,并根据实际要求适当提高水泥的实际使用量,同时还可以采用早强硅酸盐水泥。通过相关调查可以看出,适当采用引气外加剂与早强剂等可以有效缩短混凝土的凝结时间,这样在一定程度上也就提高了混凝土的早期强度[2]。
2.2保护好原材料的温度在实际施工过程中,要适当对原材料进行保温处理。水泥是不能直接进行加热的,因此就可以将水泥放置在储罐中,在外围也要包裹上保温的棉毡。对于砂石来说,在冬季进行露天堆放很容易发生结霜与起冰等现象,因此必须要铺盖上塑料的篷布进行保温,避免砂石表面发生结冰的现象。而对于搅拌用水来说,就可以采取底部生火加热等方法来保证搅拌用水满足温度要求。
2.3改善混凝土拌制与浇筑为了避免对混凝土进行拌制过程中热量的损失,因此要对搅拌站进行封闭管理,同时还要适当采取保温措施。此外,还可以采用容量较大的搅拌机来进行搅拌,以此来提高搅拌量,保证工作效率。另外,在进行投料的过程中,要严格遵守搅拌的顺序,先加入骨料与水,这样就可以利用水温来溶解骨料上的冰霜,提高了骨料的温度,当进行预搅拌以后,就可以加入水泥了,同时还要控制好搅拌的时间[3]。另外,为了保证混凝土在运输过程中的温度,还可以采用将罐车的储罐外层包裹上保温的帆布,或是用热水清洗储罐,在运送到施工区域以后,要立即进行浇筑施工,以此来降低温度的损耗。
2.4做好混凝土浇筑后期的养护工作为了保证混凝土浇筑的质量,可以采取分批浇筑或是暖棚综合法进行养护。暖棚综合法进行养护其实就是在磨房的周围利用棉被进行封闭处理,这种棉被在北方极为常见,因此购买也比较便捷与经济。此外在暖棚中还可以利用火炉或是暖风机等进行加热,以此来保证棚内的温度,达到保温的效果。另外,为了避免混凝土温度过高,就可以适当放置钢板,以此来避免温度的集中。或是可以采用无烟煤来保证混凝土表面的干净。采用暖棚综合法可以保证混凝土不发生冻害,在保证质量的同时,还提高了工作的效率。但是这种方法也存在一定的缺陷,就是经济消耗大,费用高。加之搭建暖棚的过程中需要耗费大量施工材料与人力,因此也就延长了准备的时间。
3冬季混凝土施工要点
3.1施工的要求在进入到冬季以前,施工企业就要制定出生产计划,尽可能地避免在冬季进行施工,或是减少在冬季施工的工作量。其中要注意的是当不可避免需要在冬季进行施工时,要保证施工的安全与质量,同时还要注重施工图纸的科学合理性,不仅可以避免能源与材料的过度消耗,还可以有效缩短工期。此外在进行冬季施工的过程中,还应当落实好各个环节的施工设备与材料,以此来保证可以在冬季中进行连续施工,或是要制定出科学的施工方法,以及质量安全监管措施,同时还要提前采买好保温材料与加热设备等,保证保温措施满足实际要求。其次是要对施工人员进行相关的技术培训工作,加强施工人员的冬季施工安全意识,同时还要规范好相关的施工要求,严格遵守施工方案进行施工,在保证人身安全的前提下保证施工的质量。最后是要做好技术交底工作,落实施工现场的安全责任人,及时记录施工测温数据等。且在进行施工时,还要严格遵守施工方案进行施工管理,并及时进行测温,保证冬季混凝土的施工质量[4]。
3.2冬季混凝土施工技术要求在冬季进行混凝土施工的过程中,可以选择早强型的普通硅酸盐水泥,这样可以保证在混凝土发生初凝时不会受到冻害。其次是要选择一天温度最高的时间进行混凝土浇筑,同时要保证混凝土施工配比的科学合理性,并选择一些适应性强的减水剂,以此来保证混凝土具备一定的抗冻能力,同时在进行搅拌的过程中,还应当要控制好投料的先后顺序。此外还应当要避免混凝土在运输过程中热量的过度消耗,在运输的过程中,还要规划好运输的路线,减少运输的时间。此外还要及时清除钢筋上的垃圾,只有保证温度满足最基本的要求以后,才可以进行浇筑。
4结束语
综上所述,在冬季进行混凝土施工的过程中,必须要制定出详细的施工方案,这样才能加强对施工过程的管理,同时还应当及时采取有效的措施,减少冬季施工的风险。此外还要做好各个环节的施工控制工作,这样才能保证混凝土的施工质量。
作者:唐鹏 陶毅 单位:江苏盐城水利建设有限公司
1表面起灰
混凝土的搅拌过程中由于低温作用会造成水分的分布不均匀,或者施工前未进行严格的混凝土配比实验室实验,造成水灰比不合理,在搅拌过程中或浇筑过程中产生粗骨料与砂浆的离析分离现象,产生严重的表面起灰。这种现象发生证明混凝土内部的水化作用较差。
2水利工程冬季混凝土施工措施
2.1原材料的配置和搅拌(1)水泥:水利工程施工中多选择强度在42.5以上的硅酸盐水泥,水泥进场时要对品种、级别、出厂日期、散装仓号或包装等进行检查,对水泥的安定性、强度和必要性能进行复检。(2)砂石:施工混凝土中添加河砂中的粗中砂,保证砂的比率在40%-50%,选择粒度较小的花岗岩。(3)聚丙烯纤维:为增加水利工程设施的使用强度及使用寿命,可以添加适当的聚丙烯纤维,保证混凝土凝结后的抗冲击性、抗裂性能、抗冻融性能、抗收缩性能增加,纤维原材料应满足:直径12-110um,长度5-26mm,抗拉强度不低于290mpa,弹性模量不低于3200Mpa。(4)水:需要符合饮用水标准的生活用水。混凝土的配料要保证强度等级满足施工技术要求外,还要保证施工对混凝土和易性的要求,和易性是对混凝土的流动性、保水性、粘聚性的要求。混凝土的搅拌可以采用对材料进行预热的方法,可以通过蒸汽加热或铁板翻炒加热的方式实现骨料的有效增温,可以将拌合用的水进行加热,但确保加热后的水分不超过80摄氏度,避免温度过高造成水泥发生假凝现象。
2.2施工用混凝土的温控措施(1)混凝土的运输。混凝土的运输要求是运输过程中不产生离析现象,保证浇筑时规定的坍落度和混凝土初凝前实现充分的浇筑和捣实,确保运输时间不超过行业规定(如表一),需要对运输路径进行有效的勘查,出现道路堵塞等意外交通状况,采取加热保温应急措施保障合适的温度。(2)电加热措施。水利工程冬季建设中混凝土保温浇筑施工措施是使用电加热法,电加热是借助电子设备的电热和感应加热,将变压器与拌合站进行电缆连接,装配相应的漏电保护装置,并在拌合站的水池底部设置30-38根的电热管,通过设置在上水口的温度计对拌合站内的水温进行实时测控,为保证热量的集中和时效,可以给顶口配置棚盖结构配合水温箱的保温效果。(3)添加防冻剂。防冻剂的添加可以确保混凝土在低温的状态下正常发生水化反应,增加材料的有效硬度增长,确保混凝土在规定时间内达到预期强度,可以根据具体的地域特点及施工实际情况确定防冻剂的添加比例和方式,确保防冻剂的添加满足最低温度的防冻需求,避免温度的变化影响混凝土水泥和水分的比例。
2.3施工技术要求(1)冬季混凝土浇筑后在恶劣的环境因素下水化速度加快,混凝土的内部释放热量,但冬季昼夜温差大,造成混凝土的外围温度极低甚至冰冻现象的发生,导致温度分布不均衡出现应力平衡被破坏的现象发生,进而产生混凝土的开裂影响施工质量。避免类似破坏现象的发生可以在混凝土的浇筑前对模板及直径为25mm以上的钢筋进行预热操作,保证浇筑时模板及截面的温度在5-10℃左右,并利用土工布、塑料布等进行密实的围裹实现温度的有效保持,并且保持灌注的连续性,控制灌注厚度在20厘米以内,浇筑过程中机械振捣要配合严密。浇筑完成后,出现严重的降温时,可以适当的进行保温棚的搭建,利用密封效应实现对内部加热温度的保持,使混凝土的施工质量达到预计强度。(2)控制浇筑周期,浇筑时间影响混凝土施工的质量水平,施工单位需要根据实际情况制定合理的浇筑时间,避免浇筑时间过长导致温度较低,出现内部结构温度不均匀、水化作用不均匀的质量问题,根据设计的浇筑时间严格控制,保障浇筑质量的合格。
2.4混凝土的养护混凝土的养护是混凝土质量实现的重要环节,养护过程中要严格控制混凝土的水分蒸发。需要在混凝土浇筑完成后12小时内实现覆盖保护,通常采用塑料薄膜与麻袋结合铺盖的方式实现全面的养护,从下往上的覆盖顺序为塑料薄膜加麻袋加黑色硬质塑料薄膜,在冬季水利工程混凝土施工中,混凝土的养护层上面还可以加盖保温棚用的草帘进行外层的压盖,保温效果提升的同时避免大风的侵袭危害。当施工温度遭遇大幅度的降温状况时,可以采用蒸汽加热的养护方式,具体的操作方法是搭设好蒸汽管道,确保地下的蒸汽管道深埋至冻结部位,蒸汽管道每隔20m设置气眼,保证管道内的高温蒸汽均匀的分布在混凝土的表面,并搭设密封性能好的暖棚实现对蒸汽的恒温保存,保证养护效果的实现。
3结束语
水利工程的冬季混凝土施工是较难的施工操作,需要技术人员对施工过程中的各环节进行严格的把控,实现质量的控制满足工程建设的需求,需要技术人员根据水利工程所处的地理位置及环境进行施工措施的改进和更新,为施工的合理性提供帮助,并切实加强混凝土的养护工作及质量控制,确保工程质量为度汛及灌溉提供充足的保障。
作者:陆梅 王守春 费守明 单位:天津市水利科学研究院 天津市水务工程建设交易管理中心
一、冬季混凝土的施工注意问题
冬季混凝土施工时会面临很多问题,像混凝土的养护期龄的确定问题,而且在施工中要时刻注意混凝土的受冻情况,以便及时处理,还有就是要密切关注混凝土的强度变化,抓住最好的时机对混凝土进行有效的改进。如果错过了最佳时期则会对工程的质量有很大的影响,到时就会严重影响到施工方的利益,以及可能违背施工方最初想要达到的效果。
1.1确定混凝土的养护期龄
混凝土的养护期龄就像食品的保质期,只有确定了混凝土的养护期龄才能更好地施工。如混凝土的养护期龄是28天,在通常条件下,当逐日累计的养护温度达到六百摄氏度时,由于基本反映了养护温度对混凝土强度增长的影响,同条件养护试件强度与标准养护条件下28天龄期的试件强度之间有较好的对应关系。而当温度在零下时,不应考虑混凝土强度的增长,于此对应的养护时间就不计入等效养护期龄。当养护期龄范围在14天到60天为最宜养护期龄,混凝土强度增长处于匀速状态。所以确定混凝土的养护期龄对于后期的施工是非常重要的,这个不仅会关联到施工的工期问题,而且还会与混凝土的强度挂钩。
1.2冬季混凝土的受冻情况
由于混凝土受冻会严重影响混凝土的强度,所以混凝土的受冻情况的观察就变得尤为重要。混凝土应该在早期就预防受冻,在冬季混凝土施工中,水的形态变化是影响混凝土强度的主要因素。从国内外的研究可以知道,新浇灌的混凝土在冬季低温时易冻结,有百分之八十的以上的水变成冰,仍为水的部分不足百分之二十,而混凝土的凝结是水化作用的结果,所以在低温时水化作用就极其微弱了。混凝土在浇灌后应该在早期就进行养护,对水化作用的加速有极其重要的作用,因此需要在早期就预防冻害。
1.3混凝土在冬季的强度状况
混凝土的强度是工程施工的一个重要指标,混凝土的强度主要的影响因素是其中的水分的含量与水化作用的强弱。在冬季,混凝土的强度受到温度与湿度的影响,在受冻的混凝土中发生水化作用停止之前,达到一个最小的强度值,便能使混凝土不受冻害,最终强度也就能保证了。所以归根到底还是要保持混凝土中的水分含量,使其能充分地发生水化反应,其中达到混凝土的最小临界强度以及减少自由水的含量是防止混凝土冻害,加强混凝土强度的重要一步。
二、混凝土施工问题的解决办法
对于冬季混凝土施工中遇到的问题,施工方首先要注意的是要针对相应的问题找出相应的对策,比如混凝土是由于温度的过低而影响到了混凝土的最终强度,那么施工方就要对混凝土进行相对应的处理,加热或者加入防冻剂等措施。对于出现的问题,要及时发现,及时反映,以便及时处理,一旦发现延迟,或者反映延迟,都会使施工方遭受不必要的损失。在对待混凝土出现的问题上,施工方要多准备不同的解决方法来提高混凝土的强度,施工技术的改进能很好地提高混凝土的强度。为了防止混凝土在低温下的不正常硬化,一般的解决方法有蓄热、外加热、防冻剂、综合法等基本处理方法,只要合理运用以上的方法,便可以有效解决混凝土施工中过低温的问题。
2.1对温度湿度进行监控
冬季混凝土的施工进度很大程度上是取决于气温、湿度的变化幅度,所以随时对温度、湿度进行监控变得尤为重要。在冬季进行混凝土施工前,要提前收集或者提前参考有关于本地冬期气温的资料,要提前做好准备和防范,把不利因素扼杀在摇篮期。了解、收集当地冬季的气象资料、气温变化、最高最低温等信息,还要了解施工期未来一段时间的天气变化情况,随时了解温度的变化。施工方要学习并且掌握各种测温仪器的使用情况,了解测温工作的内容,认真记录各项测温数据,指定表格,统一要求。在冬期施工中各种原材料都需要反复的测定温度,以防止不合格的材料被用在施工过程中,还有就是在混凝土中经常会使用一些抗冻剂,抗冻剂的使用量也与温度的变化有很大关系。由此看出温度的监控对于混凝土的施工是很有必要的,关系到整个施工过程是否顺利。
2.2混凝土的强度要及时反映
温度的测量有助于混凝土强度的反映,对于施工方,工程的进度指标都要依赖混凝土的强度,及时反映混凝土的强度状况,有利于提高工程的施工速度。混凝土的强度指标是抗压强度,抗压强度的测定可以使用回弹法检测,用此方法必须要有专业培训的人员来进行仪器的操作。由于回弹法可以在现场测定,操作方便,测试比较迅速,固可以及时反映混凝土的强度情况,但是回弹法测量的精度不高,存在误差大,受影响因素多,所以一般还必须配合其他测定方法综合评定混凝土的强度。混凝土强度的变化趋势随着温度的变化而发生变化,所以温度的测量与强度的测定得到的数据一般都要统一分析,才能更好地反映混凝土的实际情况。
2.3施工技术改良提升强度稳定性
冬季时,混凝土强度的稳定性的提升依赖于施工技术的改进,冬季作业时混凝土的养护一般采用的方法有蓄热、外加热、防冻剂和综合法四种。利用一定的外界帮助来提高混凝土的强度,有助于施工的顺利进行,也能使施工方在有利的环境条件下高效地完成任务。以上四种施工技术,可以单独使用,也可以相互配合使用,各个方法相辅相成,使混凝土的强度能达到施工的要求,提升了其稳定性,以达到用最短的工期,最低的费用来获得优质的施工质量的目的。
2.3.1蓄热
蓄热法主要是针对施工量较大的工程,需要的混凝土量比较大,以及用于零下负十度左右气温的混凝土施工。首先是把原料,如水、砂、石等进行加热,使其带有一定的热量,由于原料的密度较大,热量不易发散,能保持较高的温度。第二步在搅拌的时候还能有相当大的热量,在搅拌时要注意混凝土内部的保温,不要让热量散失太快。接着运输、浇灌后,热量开始减少,但水泥水化作用放热,加强了混凝土的保温,保证了在达到零度时混凝土仍具有抗冻能力。这种方法已广泛用于冬季混凝土的养护与工程的施工中,由于此法操作简单,工艺流程简便,而且费用低廉,受到了广大施工方的认可。需要注意的是此法是一次性加热,利用余热来防止混凝土的冻害,所以要注意环节中的保温,措施要做好,才能达到较好的效果。
2.3.2外加热
相对于蓄热法,此法用于施工量不是很大的工程,适用气温比蓄热法要高,在负十度以上。外加热法可以用火炉、蒸汽、电、红外线加热等,通过加热混凝土周围的器具或者周围的空气等介质,再传递给混凝土本身,或者直接对混凝土加热,使混凝土处于正常硬化的温度条件。运用火炉加热虽然方法简单,但是会释放出二氧化碳使新浇灌的混凝土表面黑化,影响混凝土的质量;蒸汽加热温度较为均匀,且带入的水汽可以使混凝土在湿热环境下硬化,此法操作易于控制,但是由于其使用的设备需要专门购买,加重施工的费用负担,并不是理想的加热方法;电加热是利用电能转换成热能,只需把钢筋与混凝土相连便能直接加热,热损失相较于蒸汽加热较少,但是耗电量大,适用于小型的工程;红外线加热则是利用气体红外线发生器对混凝土进行密封辐射加热,危险性较高,一般较少使用。
2.3.3防冻剂
混凝土防冻剂是根据冬季温度条件,结合施工情况,使混凝土可以加速在负温情况下的凝结与硬化,强度有显著提高并且不影响混凝土的后期强度。目前使用较多的防冻剂有氧化钙、氯化钠等化学药剂,它们混在混凝土里可以降低水的冰点以达到抗冻的效果。防冻剂可直接使用,不需要另外的处理,其加入量为总胶材料用量的百分之二到百分之五,要根据温度的不同而适当调整掺量。
2.3.4综合法
综合法就是针对实际情况,合理地把上面三种方法组合起来使用。比如外加热法用电加热法的话耗能太大,就可以加热到一定程度之后,配合加防冻剂来达到想要的预期效果。
三、结语
对于冬季的混凝土施工的若干问题,做出了相应的对策,施工单位要根据不同的施工条件选择不同的应对策略。混凝土的硬化的速度,硬化的程度都关系到工程的施工过程的顺利性,所以,搞好冬季混凝土工程施工的各种问题的研究就变得尤为重要了。
作者:叶东和单位:吉林市公正建设工程招标有限责任公司
1.分析水利工程冬季混凝土施工过程中的一些问题
1.1混凝土裂缝以及钢筋材料发生锈蚀
由于水泥具有的安定性差,并且混凝土材料水灰比例太大,导致失水速度快,早期强度相对比较低,从而造成开裂现象。混凝土结构中有部分水分沿着边缘结构移动到中心位置,从而产生压力形成轴向裂缝。
1.2水分转移以及混凝土结构疏散情况
混凝土结构疏散、混凝土水分转移,表现为混凝土表面为土黄色或冰晶,并且砂浆骨料声音空哑巴、结合脆弱等。另外,因为混凝土内部结构具有的湿度差、压力差以及温差,造成水分从边缘移至中心位置,形成空隙结构。
1.3混凝土表面出现起灰问题
混凝土中由于粗骨料和砂浆料发生脱离,从而造成“表面起灰”情况,表现为骨料裸露在外,表面起灰。其主要是因为混凝土混合物材料中水灰比例过大,其存在泌水、离析严重,具有的保水性以及粘聚性差,另外养护温度过高,使水泥材料几乎停止了水化作用,水分蒸发快速,从而造成表面起灰。
1.4混凝土出现结晶腐蚀问题
施工中,混凝土结构表面出现返霜情况,在混凝土凝结硬化后,一些外加剂会渗进混凝土表面中,加上混凝土表面水分不断蒸发,从而对混凝土结构和饰面层结构的结合产生影响。
2.分析冬季混凝土施工技术措施
2.1重视施工选料工作
①采用的水泥应具备强抗冻性能:冬季混凝土施工过程中应采用普通硅酸盐水泥或者是硅酸盐水泥,选用的水泥标号不能小于32.5号,因为这两种水泥具有的抗冻性能均比较强。水泥用量最小不能低于300kg/m3,并且水灰比例应<0.6。
②配置施工材料时应熟悉并掌握各种掺合料对混凝土材料的抗渗性能以及抗冻性等性能的影响,从而严格控制掺合料的用量。
③确保使用的骨料不含有其他杂质,如冰雪、矿物质等。对于含有钠、钾离子的防冻剂物质的混凝土材料中,其骨料不能含有活动材料,防止其与添加剂产生化学反应。
2.2施工混凝土的搅拌工艺技术
2.2.1搅拌采用调整配合比方式。这种方式适合应用在混凝土温度为0℃环境下的施工作业,详细步骤:
(1)为了加强混凝土具有的抗冻性应采用适合的水泥品种,可选用强硅酸盐水泥;这种水泥具有较高的水化热,处于早期时强度很高;通常情况下,三天时具有的抗压强度值等同于普通硅酸盐水泥七天时的抗压强度值。
(2)最大限度的减小水灰比例,适当提高水泥用量,提高水化热,从而缩短达到一定强度水平所需时间。
(3)可以通过添加引气剂物质,在确保混凝土配合比一定的前提下,添加引气剂之后产生的气泡会使水泥浆体积增大,也相应改善了拌和物具有的流动性能,提高保水性及粘聚能力。还能帮助降低混凝土内水形成冰过程产生的压力,从而增强混凝土材料具有的抗冻性。
(4)可以添加早强外加剂,从而缩短混凝土的凝结时间,改善早期强度。采用掺有2%水泥量的硫酸钠以及掺有5%水泥量的早强复合减水剂。
2.2.2混凝土搅拌环节中的蓄热技术
适用条件为外界气温低于-10℃,并且工程结构较厚的施工。具体措施是针对选用的砂料、石料以及水实行加热处理,确保混凝土材料在搅拌过程、运输过程以及浇灌之后,还残留有一定的热量,促进水泥水化作用,提高混凝土的早期强度。从而确保新浇混凝土材料在温度下降至0℃之前就具备一定的抗冻能力。该工艺方法具有施工费用低、操作简便的特点,在施工过程中需重视内部保温处理,防止外露表面和角部位置受冻,并且需要适当延长养护时间。
2.2.3搅拌施工中的外部加热技术
该施工工艺适用施工环境温度为不低于-10℃,工程构件厚度适中。施工方式是对混凝土构件结构四周的空气进行加热,然后使热量传送至混凝土中,也可以对混凝土直接进行加热处理,确保混凝土材料能在常温环境下硬化。方法1:通过火炉加热,这种方法只适合应用在小范围工地施工中,其方法简单。缺点是效果不是很明显,并且燃烧过程中排放出的CO2会对浇筑的混凝土结构质量产生影响。方法2:通过蒸气加热方法,其能确保混凝土结构处于湿热环境下硬化,这种方法控制比较简单,并且加热也比较均匀。缺点是需要使用专门的锅炉,所以所需费用较多,另外热量损失严重。
2.3分析混凝土材料的运输工作及浇筑技术
2.3.1施工混凝土材料的运输
合理确定搅拌机设备的摆放位置,从而缩短混凝土的运输路程,并且制定最优的运输路线。所用运输容器也应从容量大小、容器类型以及保温材料等方面进行考虑选择,确保装运混凝土容器具备良好的保温作用。
2.3.2混凝土浇筑施工技术
在进行浇筑之前,先将钢筋及模板表面杂物进行清除干净,尤其是对新、老混凝土衔接部位的垃圾、冰雪物质进行清除。外界温度不低于-10℃时,可以采用暖棚方法对钢筋(直径≥25mm)进行加热。确保不管在什么条件下混凝土浇筑温度均高于5℃,对于细薄截面结构的施工,灌注温度应高于10℃,实行分层连续灌注施工。每一层结构的灌注厚度不小于20cm,利用机械帮助捣固。混凝土浇筑过程中防止出现漏振及过振情况,防止出现离析、分层或泌水情况。
2.4针对混凝土施工的养护
(1)实行晚间浇筑混凝土,尽可能进行两边的人工振浆及混凝土表面初抹施工,实行压砂整平之后应在混凝土表面覆盖保温层,并在第二天外界温度达到不低于0℃后再次进行压纹机抹面施工。
(2)完成混凝土铺筑施工后,通过蓄热法对混凝土周边进行保温养护。
(3)针对采用抗冻剂物质的水利工程,利用草袋和彩胶对外露结构进行覆盖,不使用浇水养护。
3.结语
总之,在水利工程施工过程中冬季混凝土施工一直是工程施工工作的一个难点。这是因为混凝土受到外界温度影响较大,温度过低会对混凝土的一些性能造成不良影响。因此,冬季水利工程混凝土施工是应从施工材料选择、搅拌技术、运输以及浇筑工艺方面做好各个环节的施工控制,确保混凝土施工质量。
作者:田波单位:中国水电十五局科研设计院
摘要:针对气温对混凝土的不利影响,高标号混凝土T梁混凝土在冬季施工时,使用高效减水防冻剂减水,并在混凝土拌合和养护施工中采取保温措施,可有效保证施工质量,缩短施工周期,降低工程成本。
关键词:冬季;高标号混凝土;T梁;施工
前言:随着我国高速公路的发展,各种新材料新工艺不断用于工程施工,为加快施工进度、缩短施工周期及降低工程成本创造了条件,然而冬季施工又要求我们必须确保施工质量和施工进度,现结合笔者在施工中一些所得就C50T梁施工中一些问题浅谈如下:
一、温度对混凝土的破坏机理
冬季施工中,混凝土在0℃以下的硬化是一个多种因素共同作用的复杂过程。新浇混凝土在0℃以下作用的冻涨破坏主要分以下两种。
混凝土浇筑后,初凝前水泥未来得及水化就冻结成冰晶体。在这种情况下,水泥处在“休眠”状态,温度恢复0℃以上水泥才进行正常的水化,与未受冻的混凝土强度基本相同。但混凝土在极低温度下很快冻结无法振捣。
新浇混凝土初凝后,水泥进行缓慢水化,强度缓慢增强,温度继续下降混凝体就会受到冻害。因为冷却从表面逐渐向内部发展,水分向表层移动。当温度降到冰点时,水分开始结冻,形成冰聚体,引起水分在混凝土中的重新分布。由于冰聚体体积膨胀而排挤凝胶体和水泥颗粒,破坏了水泥水化后形成的结晶骨架。另外混凝土越密实,毛细现象越明显,水分的移动、冰聚体的形成越迅速。一旦混凝土转入0℃以上,冰聚体消失,就会在原来位置留下空隙,给混凝土留下严重的质量隐患。
混凝土在0℃以下受冻最常出现第二种情况。在冬季施工中必须采取有效措施,进行热工计算,保证混凝土在0℃以下强度的正常增长。
二、降低单位混凝土用水量
经试验知混凝土的抗冻性能同水灰比有关,在水泥等级相同情况下,水灰比越小,混凝土强度越高。所以在满足规范要求的前提下降低单位混凝土的单位用水量,可减少游离态的自由水。
(一)测定掺加减水剂的7天抗压强度
试验中采用po.525水泥,掺加减水防冻剂2.5%,7天抗压强度平均值为48mpa,减水率为12%。
(二)确定w/c
C50混凝土标号采用w/c来控制混凝土强度。
经验公式:Rp7=0.48Rcj7(C/W-0.52)式中:Rp7——混凝土配制强度,取值为设计强度的100%;Rcj7——掺加减水剂的水泥7d的抗压强度。
(三)计算用水量
单位混凝土的用水量同骨料种类、粒径及混凝土的坍落度等因素有关。混凝土的用水量可用下式计算:W=3.33(H+K)(1-Wj)式中:H——设计混凝土需要达到的坍落度;Wj——掺加减水剂的减水率;K——系数。
注:k适用于中砂,如采用细砂值应增加3.采用粗砂应减小2。
配制高强度混凝土时,在用水量确定后,通常采用调节减水剂的用量来控制混凝土的坍落度。其他计算同普通混凝土配合比计算一样,在此不再累述。
三、热工计算
为保证混凝土的拌合温度及出机温度,在施工前应预先通过热工计算,确定其合适温度。施工中采用热水(50~55℃)拌和及骨料预热(30~35℃)的方法。
混凝凝土的拌合温度按下式计算:T=[.092(M1T1+M2T2+M3T3)+4.2Tw(Mw_W2M2-W3M3)+C1(W2M2T2+W3M3T3)-C2(W2M2+W3M3))/[4.2Mw+0.9(M1+M2+M3)]式中:T—混凝土拌合温度,℃
Mw—用水量,㎏M2—砂子用量,㎏W2—砂子的含水率,%C2—冰的熔解热,KJ/㎏Tw—水的温度,℃T1—水泥的温度,℃T2—砂子的温度,℃T3—石子温度,℃W3—石子的含水率,%C1—水的比热容,KJ/㎏M1—水泥用量,㎏M3—石子用量,㎏
骨料温度大于0℃时,C1=4,C2=0;当骨料温度小于或等于0℃时,C1=2,C2=335,经计算,混凝土的温度完全能够满足要求,可用来控制施工。
四、施工工艺
采用强制式拌和机和锅炉烧热水法。为了满足热工计算要求,保证混凝土拌合温度、出机温度及入模温度,步骤如下:
(1)投料搅拌。投上全部砂石骨料后,开始搅拌,同时通蒸汽30~45s,保证混合料再拌合仓内均匀受热,此时骨料预热可达30—35℃。需注意的是骨料加热不能超过40℃。
(2)搅拌。将热水、水泥、高效减水剂依次投入拌合箱内搅拌60—90s,可根据具体情况适当延长,以加强混合料之间的热量传递,保证温度基本一致,提高拌合质量,增强混泥土的和易性。混凝土拌合物的出机温度控制在25—30℃。
(3)运输、浇注、振捣成形。采用翻斗车加棉被覆盖,运入施工现场,确保入模温度控制在18—25℃,并振捣成形,成形后立即转入暖棚养生。成形温度应控制在10℃以上。
五、暖棚养生
暖棚搭建采用分段式,用钢筋焊结成骨架,上面覆盖透明塑料布,以利用白天太阳光的能量;晚上覆盖草毯子保温。暖棚搭接触采用棉被覆盖保温,防止漏气。分别在棚的四角及棚中间生炉火,炉火数量根据暖棚大小确定,确保棚内温度不得低于5℃,设专人检查混凝土及棚内温度,各点应选择有代表性的位置布设,一般应离地50cm左右,第一个24小时不少于八次,其余每昼夜不少于四次。同时要用烟筒将烟气引出棚外,以免新浇混凝土吸收CO2后易于同混凝土中的氢氧化钙反应,在混凝土表面形成碳化层。
养护期间注意棚内温度和湿度。混凝土的硬化,关键在于水泥的水化作用,温度升高,水泥水化速度加快,因而混凝土强度发展也快。反之,温度降低,水泥水化速度降低,混凝土强度发展将相应迟缓。湿度对水泥的水化作用能否正常进行有显著影响,湿度适当,水泥水化便能顺利进行,使混凝土强度得到充分发展。如果湿度不够,混凝土会失水干燥而影响水泥水化作用的正常进行,甚至停止水化。水泥水化作用不能完成,致使混凝土结构松散,渗水性增大,或形成干缩裂缝,严重降低混凝土强度,从而影响耐久性。发生失水现象时,应及时采取增湿措施或在混凝土表面洒温水养护。
摘要 笔者结合某焦炉基础大体积混凝土工程,较为详细的介绍了施工质量控制要点,并提出了大体积混凝土冬期施工技术质量保证措施,具有较强的现实指导意义。
关键词 焦炉基础工程;大体积混凝土;冬期施工
1 工程概况
某焦炉基础长76.05m,宽16.3 m,厚0.8m~1.2m。设计要求混凝土强度等级C25,加强带部分为C30。内配,Φ20@130双层钢筋网片,属于超长大体积混凝土。施工时间2009年1月8日,正值寒冬时节。加之该地区正降大雪,施工现场积雪厚度10cm,室外气温最冷降至-12℃。根据设计要求,混凝土应连续浇灌不留施工缝。针对此情况,施工企业对此工程精心研究方案,合理组织施工,在冬期圆满完成施工任务,施工质量经济效益很好。
2 施工要点
2.1 基底处理
岩面清冼前,对于已经清理干净的基底用常用的小锤进行岩面敲击,通过这种方式来进行基岩是否坚固的检测,若存在松动的岩块,应先进行清除,待清除完毕后才可进行下一道工序。完成岩面清洗后,项目的施工人员应以实际情况为基础进行地质素描图的绘制,并和项目的建设、设计、监理以及质检站等方面的相关人员协调一起对基底的地质与开挖方面的情况进行检查验收,值得注意的是岩面应保持洁净。
2.2 模板的安装
从设计要求来看,施工中的测量放线环节为9.65m,在模板的安装中应对标高进行严格的控制,同时应做好加固。通过脱模剂的应用来提升混凝土表面所具有的光滑度。按设计的要求进行模板安装后,应对模板的位置进行检测,确定是否存在偏差,同时还应对模板控制点所具有的高差进行检测。从该项工程技术来看,由于模板是悬置在钢筋上面的,因而导致安装弧形模板比较困难,正因为如此,应预先设置好支撑,通过内拉锚杆增设的方式来实现安装时对模板的控制,从而确保模板无法下沉和上浮。
2.3 混凝土浇筑以及收面工序
焦炉基础大体积混凝土冬季施工中为了确保质量,应以施工组织设计为基础,有步骤的进行底板混凝土的施工,在施工过程中要控制好不同标号的混凝土所具有的浇筑位置。
在对硅粉混凝土进行收面时,应将一个自制的钢滚筒的一端安放在浇筑完成的混凝土的底板上,钢滚筒的另一端则应放在能够进行高程控制的槽钢上面,通过滚动的方式让混凝土的表面平滑。人工用木抹子对初凝的混凝土进行压平,在此基础上,通过钢抹子来进行抹面收光,由于硅粉混凝土的凝固速度较快,因而该项工作必须在混凝土浇筑完成后的三个半小时内完成。
由于弧形边墙弧形半径很窄,同时,捣振混凝土当中,水泡冒出后都粘固在钢模的里侧上剔除不掉,只能把钢模剔除以后,但这些混凝土表明依旧是有太多的孔洞,混凝土的施工质量定然会被影响。因而,采用合适措施及时处理是必要的。由于这些决策的实行,并运用上下两块不同模板,实行拆掉下部模板时收面,而且因上部模板作用规避混凝土成功,证明的确存在气孔。
2.4 混凝土砼的保养
为确保混凝土浇筑后有优良的硬化平台,规避因干缩而产生裂缝,需在混凝土脚注后12小时里紧密盖实,且蓄水25cm来保养砼3天。
2.5 混凝土砼的测温
我们采用应对策略进行制约检测,就为快速掌握大体积底板混凝土砼的温度转变情形。这个工程所有底板中,安置了测温导线56处,在砼被浇注后3天初凝中,温度间隔两个小时进行一次检测,3天后每隔到4小时进行一次检测,同时搞好温度准确记录。此次工作要到混凝土和外界温差小于15℃时才能达成。此工程采取测温仪型号是UJ38型电子测温仪。
大体积混凝土砼的施工质量需要确保,底板及底板特殊部位的设计也需要保障,制止由于温度而出现缝隙,我们要实时对所测温度实行及时记录和讨究,且实行措施随时进行温控。在底板出现周围里,在上部掩盖毛毡被二层,铺设一层塑料薄膜在下面,如果混凝土砼的内外温差已达25℃,那么,混凝土上还应盖上草帘被确保混凝土砼内外温差缩小到25℃。
3 冬期大体积混凝土砼施工保障技术质量策略
依据具特别性的此工程,运用了泵送补偿收缩,由于冬期施工气温较低,有效发散大体积混凝土砼水化热的混凝土技术,在合作比选料设计、施工措施、理论计算、测温、控温、保养保温方面需要使用综合性策略,能够有效制约混凝土缝隙。在强化带中加有钢丝网片,网片2h被隔开以后再到浇灌强化处,不能留下作业缝隙,要一次性完成浇注。在试验室测验压力后,28d与条件试块在和标准试块C25混凝土砼的强度值保证C28强度,两个月后在现场检验基础时没出现施工缝隙。现如下进行经验归纳:
1)通过合理的施工程序和方式,分段分层浇注。混凝土初凝时采取气温较低的有利条件在第二层浇筑前使水化热有效散发,不会留下作业缝隙,尽力抑制住混凝土砼内部温度上升;
2)现场设置暖棚,封住搅拌站、生火取暖,加高混凝土搅拌温度,在不放入热水泥、骨料情形下,通过蒸气锅炉加上热水让水温度保持在75℃~95℃间,混凝土采取矿棉管保持运输管温度来减少热耗损;
3)选择矿渣硅酸盐水泥使水化热相对较低,用粉煤灰代之部分水泥,能有效减弱水化热,其后期强度和基准混凝土高于或等同混凝土,完备了混凝土密实性和和易性,强化混凝土泵送性和保水性;
4)投入HS-AF高效减水剂能有效减弱水灰比,隔离混凝土中水分的游离。完备混凝土砼的内部制约力情形,混凝土砼中内部的毛细气孔减少,极大降低混凝土砼的收缩,从而缩短和制止缝隙的出现;
5)进行二次振捣来缩紧粗骨料和钢筋下部裂缝,强化混凝土砼的紧实度,加大混凝土砼的抗裂功能;
6)加强现场的测温保温工作,做到间隔四周生焦3m炭火一座,需要人为进行保温生火。在混凝土砼浇筑前,模板需要预热,周围温度需要加大,浇筑混凝土后,在上部和周围积极盖上草帘和塑料薄膜。在盖不到草帘的地方采取聚苯板盖上。布置合理的测温孔,把握精准混凝土砼的表面和内部温度。通过结构检测和施工工艺对混凝土砼的内部温度情形采取修整,强化对工程质量的预控预防功能;
7)在浇筑混凝土砼达成4h时开始测温,在3天后检测混凝土内部温度达到21℃,表面温度却只有5℃,温差是16℃,持续一周后温度逐渐下降,甚至有些偏低,基本满足体系规定温差25℃的需求。
实践说明了掺入粉煤灰和外加剂技术进行大体积混凝土砼的施工是可行的。以此方法代之原设计HEA能有效缩减资本。在质量和经济方面成效都非常显著。
4 结论
在焦炉的基础施工中集中的应用了多项新的技术,以焦炉基础表面为例进行了硅粉砼表层的处理,应用了钢滚筒与底板边墙的弧形模板下部拆除收面等两项技术,通过这些先进技术的应用,实现了该项目的工程施工工艺的良好简化,工作效率也得到了极大的提高,项目的工期也大大的缩短,实现了良好的经济效益与社会效益。
摘要:饮马峡110kV输电线路工程经过地区多为沙漠戈壁地区,受气候、地形地貌因素、植被、土质条件、河流等因素的影响,饮马峡110kV输电线路工程沿线多年冬季气温表现出较为强烈的差异性。基于此,文章介绍了青海110kV饮马峡~锡铁山输电线路铁塔基础混凝土冬季施工方法、步骤及技术要点,以期为类似工程提供参考。
关键词:输电线路;铁塔基础;混凝土;冬季施工
由我项目部承建的饮马峡110kV输电线路工程,线路全长41.15km,共有134基铁塔,混凝土2082.34m3。全线海拔为3230~3750m,经过地区多为沙漠戈壁地区,受气候、地形地貌因素、植被、土质条件、河流等因素的影响,饮马峡110kV输电线路工程沿线多年冬季气温表现出较为强烈的差异性。最低温度为-30℃,最大风速40m/s,覆冰情况10mm,个别地段标准冻土深度为172cm。为了满足饮马峡110kV输电线路工程在沿线恶劣的自然环境条件下浇制混凝土的需要,确保混凝土结构的长期耐久性能,在参考青藏高原冬季混凝土施工经验的基础上,深入线路基础施工现场,针对我项目部施工的不同区段、不同环境条件的特点,在施工现场进行了试验,取得了宝贵的第一手资料,并根据试验结果,确定了基础混凝土冬季施工措施。
本工程基础施工将延续到2009年12月~2010年1月进行,该季节的平均气温在-5℃以下,且早晚温差较大,夜间气温可在-10℃以下,中午11点到下午3点有时气温能达到0℃以上,现场浇制混凝土的时间主要选择在这个时候进行。另外,冬季浇制要采取相应的防冻措施,确保基础混凝土的施工质量。我项目部将采取蓄热法的施工方法对全线路基础进行浇制。
一、冬季施工温度界定
当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃,则此5天的第一天为进入冬季施工的初日;当室外日平均气温连续5天稳定高于5℃,则此5天的最后一天为冬季施工的终日。
根据当地气候特点及地下水位较低情况,本工程冬季施工采用综合蓄热法,即掺入防冻剂的混凝土浇制后,利用原材料加热及水泥水化热的热量,通过适当保温,延缓混凝土冷却,使混凝土温度降到0℃前达到预期要求的施工方法。
二、施工技术措施
(一)原材料准备
1.混凝土冬季施工水泥采用普通硅酸盐水泥时,水泥标号为42.5, C20强度砼用量312kg/m3,水灰比0.53。当采用抗硫酸盐水泥时,水泥标号为42.5,C20强度砼用量360/m3,水灰比0.48。
2.拌制混凝土所采用的粗细骨料应清洁,不得含有冰、雪冻块、有机物及其它易冻裂矿物质。砂子加热温度控制在20℃。拌合水采用饮用水。
3.在基础工程开工前,器具等进行核查时,砂、石、水、水泥备料必须能满足连续浇制施工的需要,并且应在浇制前备足养护用彩条布、棉篷布、草帘、火炉、煤碳等。
4.水泥在使用前运入搅拌棚内存放,进行预热。
(二)土石方开挖
1.基坑开挖预留500mm防冻层,待浇筑前操平再挖至设计深度,以避免地基受冻在来年春天解冻后造成不均匀受力,形成基础倾覆。
2.基础坑开挖后保留预留高度,若不能及时浇制时则在坑底铺盖厚度不小于1m的稻草或苞谷秸保温,防冻。基坑操平后用彩条布将坑口盖严,采取坑内生火炉的防冻措施,且应挂测温温度计,随时掌握坑内温度变化。
(三)混凝土浇制
1.不得在冻胀性地基上浇制混凝土,防止解冻后产生不均匀下沉。
2.冬季施工根据室外温度确定当室外温度低于5℃时应以加热混凝土用水及砂来保证混凝土拌和物出机、入模温度。砂采用将火炉埋入砂堆的方法加热。要求当加热水时敞口罐必须加盖,以防止灰尘落入水中造成污染;砂加热用的铁皮汽油桶不得少于2个,且不得有破损,以保证有足够的预热面积,并防止炉灰掺入砂料,影响混凝土浇制质量。对已烧坏、破损的炉(桶)须及时更换。混凝土拌合水及骨料最高温度分别为60℃和40℃。
3.浇制用水、砂石提前加热,一般保证砼出机温度不低于10℃,入模温度不低于5℃。
(四)混凝土浇制减少热量损失措施
合理选择放置搅拌机地点,保持道路畅通,尽量缩短距离。尽量减少装料次数,投够后再加热水。砂、石加热要按技术要求严格认真操作。
三、混凝土养护
(一)基础养护
1.基础浇制结束后除留有火炉燃烧用的通风孔外需及时用彩条布或棉篷布将坑口盖严,坑内生火养护。彩条布、棉篷布离开基础顶面300~400mm并用草帘遮盖严实,以保证整个基础都在恒温状态下,顶面不受冻,并在彩条布、棉篷布上加盖草帘或苞谷秸,以减少坑内热量损失。负温下新浇制混凝土禁止浇水养护,基础立柱浇筑后立即包草袋。
2.养护火炉采用煤炭。应开通风口,防止人员加煤、测温时煤气中毒。火炉每个坑内以2个为宜(具体数量根据坑的大小及天气情况确定),并随天气状况适当增加数量;养护火炉不宜太小,必须保证坑内温度稳定在5℃左右;养护必须设专人负责,每6小时测量一次坑内温度并作好记录;下坑添火等作业应将坑上覆盖物打开后不能立即下坑,待新鲜空气置换后再下坑操作,且坑上应有监护人。火炉不能距基础结构太近。为确保混凝土养护期间不受冻,每基基础浇制完成后均留2 人进行24小时值班监护到回填结束。
(二)拆模回填
1.土方回填作业时间应安排在上午11点至下午3点进行,当天基础坑必须回填完,防止受冻。 基础拆模后,按设计及规程要求进行回填,然后在地面露出部分盖草袋,堆土1米后做防冻层。
2.防止早拆模或因拆模温差太大,导致气温急剧冷却造成混凝土表层裂缝。 当日均气温在0℃~-10℃时基础浇制后应按蓄热法养护3昼夜,养护期间将立柱顶部用草帘遮盖严实后,再用彩条布或棉篷布将整个坑口盖严,并在上面加盖草帘或苞谷秸。
3.当养护期间气温下降,则在每个坑内加生2个火炉,确保养护期间基础坑内呈正温;当日均气温在-10℃~-20℃时基础浇筑后应按蓄热法养护4昼夜,其间每个坑内必须生2个火炉,将立柱顶部用草帘遮盖严实后,再用彩条布或棉篷布将整个坑口盖严,并在彩条布上加盖草帘或苞谷秸。
4.开挖出还需回填的土方采用塑料薄膜覆盖两道,防止土料受冻。 基础拆模后在立柱上套塑料薄膜立即回填,回填土中不得填入冻土。
四、冬季施工混凝土质量检查
1.检查外加剂质量和掺量,检查水、骨料、混凝土出机及浇制时的温度。检查混凝土从入模到拆除保温层或保温模板期间的温度,检查混凝土表面是否受冻、粘连、收缩裂缝,边角是否脱落,施工缝处有无受冻痕迹。
2.拆模时混凝土温度与环境温差大于20℃时,拆模后的混凝土表面应及时覆盖,使其缓慢冷却。并检查坑内养护温度。
3.冬季混凝土施工测温的项目与次数应符合规定:室外气温及环境温度测试每昼夜不少于4次,强度未达到3.5N/mm2之前2小时测一次。此外还需要测最高、最低温度。搅拌机棚温度每一工作班不少于4次,水、水泥、砂石温度、混凝土出机、浇筑、入模温度每一工作班不少于4次。
五、结语
1.基础浇制工程所面临的冬季施工问题是基础施工的主要难题之一。尤其是克服冬季气温、环境对混凝土的主观影响,若采取蓄热法的冬季施工就能够确保冬季施工基础混凝土的稳定。
2.冬季混凝土施工必须严格按照设计的配合比进行控制,施工过程中尤其要注意拌合用水、骨料的加热满足要求。
3.在施工中我们采用掺入防冻剂等冬季施工措施,并采取切实可行的保温养护方法和工艺措施。从而大大提高了施工质量和施工进度,确保了工程顺利有序的进行。
实践证明我们采用的这种冬季施工措施是可行的,只要在施工过程中组织得力,措施得当,工序做细,基础混凝土冬季施工是可以保证的。目前通过110kV饮马峡基础混凝土冬季施工,给我们积累了施工经验,探讨出了较先进的施工方法和施工技术,为今后类似施工打下了坚实的基础。
作者简介:邹建华(1984-),男,甘肃平凉人,青海送变电工程公司送电一处助理工程师,研究方向:施工技术。