混凝土冬季施工的一般原理探討
我國許多地方有較長的寒冷季節。由于受工期制約,許多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。國內外對混凝土冬季施工理論和方法的探索研究認為,當環境溫度降到4℃時,只要采用適當的施工方法,避免新澆混凝土早期浸凍,使外露混凝土與冬季氣溫保持較小溫差,也會取得像在天暖施工時的效果。
混凝土冬季施工的一般原理 混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結和硬化,直至獲得最終強度,是由于水泥水化作用的結果。而水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關外,主要是隨著溫度的高低而變化的。當溫度升高時,水化作用加快,強度增長也較快;而當溫度降低到0℃時,存在于混凝土中的水有一部分開始結冰,逐漸由液相(水)變為固相(水)。這時參與水泥水化作用的水減少了,因此,水化作用減慢,強度增長相應較慢。溫度繼續下降,當存在于混凝土中的水完全變成冰,也就是完全由液相變為固相時,水泥水化作用基本停止,此時強度就不再增長。
水變成冰后,體積約增大9%,同時產生約2500千克每平方厘米的冰脹應力。這個應力值常常大于水泥石內部形成的初期強度值,使混凝土受到不同程度的破壞(即旱期受凍破壞)而降低強度。此外,當水變成冰后,還會在骨料和鋼筋表面上產生顆粒較大的冰凌,減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結力,從而影響混凝土的抗壓強度。當冰凌融化后,又會在混凝土內部形成各種各樣的空隙,而降低混凝土的密實性及耐久性。
由此可見,在冬季混凝土施工中,水的形態變化是影響混凝土強度增長的關鍵。國內外許多學者對水在混凝土中的形態進行大量的試驗研究結果表明,新澆混凝土在凍結前有一段預養期,可以增加其內部液相,減少固相,加速水泥的水化作用。試驗研究還表明,混凝土受凍前預養期愈長,強度損失愈小。
混凝土化凍后(即處在正常溫度條件下)繼續養護,其強度還會增長,不過增長的幅度大小不一。對于預養期長,獲得初期強度較高(如達到R28的35%)的混凝土受凍后,后期強度幾乎沒有損失。而對于安全預養期短,獲得初期強度比較低的混凝土受凍后,后期強度都有不同程度的損失。由此可見,混凝土凍結前,要使其在正常溫度下有一段預養期,以加速水泥的水化作用,使混凝土獲得不遭受凍害的最低強度,一般稱臨界強度,即可達到預期效果。對于臨界強度,各國規定取值不等,我國規定為不低于設計標號的30%,也不得低于35千克每平方厘米。
混凝土冬季施工方法的選擇 從上述分析可以知道,在冬季混凝土施工中,主要解決三個問題:一是如何確定混凝土最短的養護齡期,二是如何防止混凝土早期凍害,三是如何保證混凝土后期強度和耐久性滿足要求。在實際工程中,要根據施工時的氣溫情況,工程結構狀況(工程量、結構厚大程度與外露情況),工期緊迫程度,水泥的品種及價格,早強劑、減少劑、抗凍劑的性能及價格,保溫材料的性能及價格,熱源的條件等,來選擇合理的施工方法。一般來說,對于同一個工程,可以有若干個不同的冬季施工方案。一個理想的方案,應當用最短的工期、最低的施工費用,來獲得最優良的工程質量,也就是工期、費用、質量最佳化。目前,基本上采用以下4種方法。
調整配合比方法 主要適用于在0℃左右的混凝土施工。具體做法:①選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗結果表明,應使用早強硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大,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,效果較明顯。②盡量降低水灰比,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,相應增加了水泥漿的體積,提高拌和物的流動性,改善其粘聚性及保水性,緩沖混凝土內水結冰所產生的水壓力,提高混凝土的抗凍性。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少的集料,使其熱膨脹系數和周圍砂漿膨脹系數相近。
蓄熱法 主要用于氣溫?10℃左右,結構比較厚大的工程。做法是:對原材料(水、砂、石)進行加熱,使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后,還儲備有相當的熱量,以使水泥水化放熱較快,并加強對混凝土的保溫,以保證在溫度降到0℃以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。此法工藝簡單,施工費用不多,但要注意內部保溫,避免角部與外露表面受凍,且要延長養護齡期。
外部加熱法 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。①火爐加熱。一般在較小的工地使用,方法簡單,但室內溫度不高,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。②蒸氣加熱。用蒸氣使混凝土在濕熱條件下硬化。此法較易控制,加熱溫度均勻。但因其需專門的鍋爐設備,費用較高。且熱損失較大,勞動條件亦不理想。③電加熱。將鋼筋作為電極,或將電熱器貼在混凝土表面,便電能變為熱能,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。④紅外線加熱。以高溫電加熱器或氣體紅外線發生器,對混凝土進行密封幅射加熱。
抗凍外加劑 在?10℃以上的氣溫中,對混凝土拌和物摻加一種能降低水的冰點的化學劑,使混凝土在負溫下仍處于液相狀態,水化作用能繼續進行,從而使混凝土強度繼續增長。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。
上述4種冬季施工方法都有利有弊,其適用范圍都受一定條件的制約。應根據工地現有條件,采用一種或兩種以上施工方法結合作用。
篇2:商品混凝土冬期生產施工控制措施介紹
商品混凝土冬期生產及施工控制措施介紹
在華北地區,冬季氣溫都在-5℃以下,我們圍繞本單位冬季商品混凝土的生產、運輸、泵送、施工、養護過程,在進入冬期生產施工時作為冬期技術交底與相關方溝通,以便更好的對混凝土生產過程和施工過程進行控制。我公司在實施該措施三年多來,在保證混凝土冬期產品質量和工程質量上起到了一定效果,為今后商品混凝土冬期施工積累了一些寶貴經驗,本文就有關情況作以介紹。
1 冬施條件
我國行業標準《建筑工程冬期施工規程》JGJ104-97規定,當室外日平均氣溫連續五天穩定低于5℃,即滿足冬期施工條件。
2 生產準備
2.1 進入冬施前,材料主管根據任務量情況作好原材料的采購計劃,儲備充足的原材料,防止生產過程中因材料斷檔而影響連續生產。
2.2 嚴把進料關,各種原材料進場后,驗收其質量證明書,并按標準要求進行嚴格的復檢,禁止不合格的材料進入生產過程。
2.3 砂石料應提前備料,依次堆放,使其含水率降低并保持均勻一致。生產時,去除外面一層凍層,使用里面干燥未凍的砂石料,以保證混凝土質量。
2.4 冬施混凝土所用水泥,全部采用水化熱高且早期強度高的P·O32.5和P·O42.5等級的普通硅酸鹽水泥。
2.5 摻加含有早強劑、減水劑和泵送劑的復合型防凍劑,以保證混凝土在達到受凍臨界強度以前不受凍害。
2.6 攪拌用水利用蒸汽加熱,采用抽水箱和貯水箱兩級加熱方式,蒸汽及輸水管外包發泡聚氨酯保溫,一般極限水溫不超過80℃。
2.7 當只加熱水不能滿足要求,必要時對骨料緩沖倉和攪拌機內通入蒸汽,加熱骨料及機體,以保證混凝土的出機溫度。
2.8 輸水泵、水箱、外加劑泵、外加劑箱等加蓋保溫房,以免熱量損失或凍裂泵體。
2.9 各氣動支路、三聯件等易凍部位都通用蒸汽進行預熱,保證開關動作靈活可靠,保證混凝土的正常生產。
2.10 混凝土運輸車罐體外加保溫罩,減少運輸途中熱量損失。
2.11 攪拌和輸送設備提前更換防凍液,根據不同階段氣溫更換相應的低溫機油和低溫燃油,以保證能夠在負溫條件下正常工作。
2.12 質檢員每天檢測砂、石料的含水率,并折算至配合比中,遇雨雪天氣要增加檢測次數。
2.13 質檢員每班最少2次復測外加劑的準確性,嚴格控制好其摻量,防止其波動影響混凝土質量。最少4次測量水和骨料的入機溫度和混凝土的出機溫度,確保出機溫度不低于15℃,入模溫度不低于5℃。
2.14 為了加強與客戶的溝通,及時了解生產過程中出現的各種問題,建立冬施生產質量管理及回訪小組,負責混凝土生產過程中的質量控制及回訪工作。
3 冬施方法
3.1 混凝土公司部分
(1)將加熱的水、砂石料、添加劑與水泥、粉煤灰按如下順序投入攪拌機進行攪拌:中砂、碎石、熱水、水泥、粉煤灰、添加劑,以保證先期投入的砂石料和水的混合物在與水泥接觸時溫度不超過60℃,確保水泥不發生假凝現象。
(2)攪拌時間適當延長50%左右,保證混凝土攪拌均勻。
(3)盡量減小水灰比(不小于0.4,不大于0.6),
泵送混凝土在保證能夠泵送的前提下,坍落度控制在16cm以下,非泵送混凝土在保證能夠卸出罐的前提下,坍落度控制在12cm以下,以降低發生凍害程度。
(4)嚴格控制復合型防凍劑的添加量,防止混凝土凍融事故的發生。
(5)混凝土運輸車罐體上加蓋保溫罩,以減少運輸中熱量損失,每車混凝土打完后,運輸車司機及時沖洗掉進料口及出料口的混凝土,以免污染路面。同時目測混凝土的和易性及坍落度情況,如有異常及時通知質檢員和程控員進行調整,并查明其原因。
(6)混凝土澆筑現場,攪拌站和運輸車之間保持通訊暢通,以便由澆筑現場統一指揮。泵送施工時加強運輸車運輸速度,減少運輸時間,保證生產運輸的連續性,減少混凝土在車泵管道內的停留時間,防止溫降過大堵管,確?;炷寥肽囟炔坏陀?℃。
3.2 施工單位部分
(1)施工方要在生產前詳細準確地提供如下信息:混凝土施工部位、強度等級、計劃用量、混凝土施工方法及有無特殊要求等。
(2)施工現場須準備好混凝土覆蓋用保溫材料,如塑料薄膜、彩條布和草簾等。
(3)搞好擋風外封閉,以提高保溫效果。
(4)澆筑前,應清除模板和鋼筋上的冰霜和污垢,但不得用水沖洗。
(5)不得在凍土層上進行混凝土澆筑,澆筑前,必須設法升溫使凍土消融。
(6)混凝土接槎時,應預熱舊槎,澆筑后加強保溫,防止接槎受凍。
(7)嚴禁私自往罐車內加水。如果送到時混凝土的坍落度過小,不符合設計要求,可在混凝土公司技術人員的指導下,適量添加隨車帶的高效減水劑,攪拌均勻后仍可繼續使用。如果送到時混凝土的坍落度過大導致不能使用,施工單位可做退貨處理。
(8)冬施時初期泵送的清水應用水溫不低于40℃熱水,以防在管內結冰,泵車潤管用水不得放入模板內,初期泵送潤管用過的砂漿也不得直接放入模板內,可先放到其他容器內或均勻散開。
(9)澆筑后,對混凝土結構易凍部位,必須加強保溫,以防凍害。
(10)冬期混凝土初凝時間一般為8小時~10小時,終凝為12小時~14小時。因此應適當把握好抹面時機,并在初凝前(用手輕按表面可留下指痕)進行二次抹面,可以減少表面裂縫?;炷翂?、柱等邊模的拆模時間應適當延長,以避免表面發生脫皮等影響外觀質量問題。
(11)澆筑并進行相關施工工藝處理后,須及時覆蓋塑料薄膜并加蓋草簾養護,以保證混凝土初凝前不受凍,根據施工部位及氣溫情況,一般可參照如下數據覆蓋:氣溫在0℃~5℃時蓋一層草簾和一層塑料薄膜,氣溫在-10℃~0℃時蓋三層草簾和一層塑料薄膜,低于-10℃時蓋四層草簾和一層塑料薄膜;低于-15℃時應采用加溫和其他材料(如巖棉、苯板等)進
行保溫。
(12)由于混凝土中摻有粉煤灰和外加劑,混凝土終凝后,應立即進行覆蓋保溫養護,按國家標準要求,混凝土的養護時間不得少于14天,若早期養護不到位,其28天強度將受很大影響。
(13)派專人負責測溫并詳細記錄整個養護期的溫度變化,發現問題及時采取措施補救。
(14)適當延長養護時間,根據自然養護的試塊強度決定拆模時間。
4 注意事項
4.1 攪拌機啟動前,攪拌手必須檢查各部件動作是否靈活,設法加熱攪拌機減速器,防止啟動負荷過大燒毀控制電器。
4.2 大方量生產前,質檢員和程控員必須復核配合比和各配料秤的準確性,避免計量誤差。
4.3 生產時,質檢員、程控員時刻觀察坍落度及和易性,隨時調整用水量,并根據標準要求,質檢員及時取樣測試坍落度,按國家規范制作混凝土試塊。
4.4 澆筑時,工地質檢員檢測坍落度和制作試塊,取樣應在每車混凝土卸出料的1/4~3/4之間采取,應根據混凝土骨料粒徑合理選擇試模尺寸,注意養護水的溫度,必要時采取加溫加熱措施以保證足夠水溫。
4.5 澆筑時,工地質檢員應經常測量混凝土入模溫度,確保澆筑質量。
4.6 養護初期,工地質檢員每晝夜最少四次測量混凝土和環境溫度,以便及時采取相應措施。
5 結語
確保冬期混凝土工程質量,不僅需要商品混凝土公司嚴格控制生產環節和出廠質量,更需要施工單位大力配合和支持,因此,為了保證工程質量,除嚴格按標準規范進行混凝土施工外,施工單位一定要做好混凝土的施工和養護工作,以避免商品混凝土在冬期施工過程中留下質量隱患,共同來確?;炷恋墓こ藤|量。
篇3:預拌混凝土文明施工安全注意事項
預拌混凝土文明施工及安全注意事項
1、混凝土攪拌運輸車出站前及現場卸料后應仔細清洗干凈,嚴禁掉混凝土渣在路上。
2、混凝土攪拌運輸車駕駛員應嚴格遵守交通規則,嚴禁違章駕駛。
3、攪拌樓、混凝土泵機應保持清潔衛生,殘余混凝土應及時清洗干凈,周圍場地保持清潔,如有污染立即清除。
4、經常檢查、維修各類設備,使機械設備處于完好狀態。
5、各工種嚴格按照"安全操作規程"作業,嚴禁違章作業。
6、各類人員到施工現場必須遵守現場安全紀律并服從施工方的指揮和安排,進入施工現場的人員必須戴安全帽,并做好施工方的成品保護工作。