西北地區(qū)冬季砼施工探討

1、西北地區(qū)冬季混凝土施工探討張新國 劉軍華 姚良炎、王麗萍、盧相軍（山東電力建設第二工程公司）摘 要百年大計、質量第一是國家發(fā)展之根本，更是企業(yè)生存的命脈。在這里我們談到的質量就是產品的合格，一個企業(yè)生產出的產品必須是合格的，否則，企業(yè)將無法生存，更不用談發(fā)展。作為建筑施工企業(yè)，工程施工質量更是我們謀生存，求發(fā)展的首要條件。在當前社會體制下，作為基建單位在工程施工中不免受到各種因素的影響，如施工條件、地域、工期、天氣、環(huán)境等等各種原因帶來的約束，不能正常的、合理的從事常規(guī)條件下的施工。諸如，在零下近三十度的嚴寒、風雪天氣下從事混凝土的施工，質量不易保證，且勞命傷財，得不償失。本文著重論證某風電場

2、冬季施工采取的措施方案，從成本投入進行論證，大面積、大體積混凝土工程施工不宜在冬季低溫下施工。關鍵詞西北地區(qū) 冬季施工 混凝土抗凍性 施工質量 費用增加引 言西北地區(qū)冬季氣溫較低，11月份中旬至來年4月份中旬，氣溫普遍在零下10-25度，極端最冷天氣為零下35度。在此氣溫下從事混凝土施工，不穩(wěn)定因素多，工程質量不易控制，混凝土一旦受凍，后果不堪設想。本文通過對內蒙古某風電場升壓站及風機基礎冬季混凝土施工的實踐總結，進一步論證在冬季施工中采取必要的保溫、防凍方案，小范圍、小體積可進行混凝土的施工。但對于大范圍、大方量的混凝土需要投入大量的物力、財力，質量不易保證且易人身安全和機械安全，結果勞命傷

3、財，得不償失。正 文 內蒙古某風電場地處內蒙古中東部，屬于中溫帶大陸性季風氣候區(qū)。年平均氣溫在16，1月最冷，平均氣溫自北向南由-14遞降到-17。極端最低氣溫-39，7月最熱，平均氣溫自南向北由16遞升到24。極端最高氣溫35.7。因工期緊張，部分工程正值冬季施工，為保證工程質量，我公司根據施工經驗編制了詳細的冬季施工方案。1、 準備工作1.1在施工前，應認真編制嚴謹的混凝土工程冬季施工方案并貫徹執(zhí)行。編制原則：確保工程質量，經濟合理，就地取材。編制混凝土工程的冬季施工方案和重點工程冬季施工方案，必須經過主管工程師審批，對已經批準的冬施方案，要認真貫徹執(zhí)行，如需變更要經原審批單位同意并報冬季

4、施工補充方案。按照已經審批的冬施方案或冬季施工技術措施進行交底。并應設有專人分工負責,確保每個工序都能按規(guī)程執(zhí)行。1.2人員的培訓按照施工方案對涉及到人員進行冬季施工專業(yè)培訓：對混凝土澆筑人員、測溫人員、保溫人員、外加劑的添加人員，專門組織技術業(yè)務培訓，并明確職責，經考試合格后方能上崗。1.3明確檢查制度：設專人進行冬季施工的檢查工作，責任到人。包括：所須的熱源和材料有可靠的來源，認真、及時的檢查施工人員的工作，發(fā)現問題及時上報進行處理。4.按照施工方案選用加熱、保溫、測溫材料和工具，積極組織有關材料進場。2、混凝土施工質量控制2.1原材料溫度控制2.1.1為減少、防止混凝土凍害，選用較小的水

5、灰比和較低的坍落度，以減少拌合用水量，此時可適當提高水泥標號，水泥標號不低于p42.5級的早強硅酸鹽水泥，而且水泥用量不低于300kg/m3。同時根據現場施工實際塌落度及溫度，對配比進行相應進行調整。對于細骨料我們要采用級配良好的硬質、潔凈的中砂，不得含有冰塊、雪團，含泥量不大于3%，粗骨料強度要高，要有抗凍融的特性，含泥量不大于1%。冬季低溫條件下灌注的砼，在遭受凍結之前，采用普通硅酸鹽水泥配置的混凝土其臨界抗凍強度不能低于設計標號的30%，c15及以下的混凝土其抗壓強度未達到5mpa前，不能受凍。在充水凍融條件下使用的砼，開始受凍時的強度不低于設計標號的70%。當混凝土摻用防凍劑（外加劑）

6、時，其試配強度較設計強度提高一個等級。2.1.2混凝土生產設備、攪拌機等拌合設備要進行整體防寒處理1）拌制混凝土時，使用整體搭設暖棚和室內增溫措施，確保砂石骨料的溫度保持在0以上，拌合用水使用鍋爐家人，使攪拌用水溫度不低于5。當加熱水不能滿足拌合溫度時，可再將骨料均勻加熱。水及骨料按熱工計算和實際試拌，確定滿足出機混凝土溫度達到入模溫度不低于5的要求。2）水的加熱溫度不宜高于80，當骨料不加熱時，水可加熱至80。2.1.3混凝土的運輸過程混凝土的運輸過程快裝快卸，不得中途轉運或受阻，運送中覆蓋保溫防寒。當拌制的混凝土出現坍落度減小或發(fā)生速凝現象時，應進行重新調整拌和料的加熱溫度?；炷涟韬蠒r間

7、較常溫施工延長50%左右，對于摻有外加劑的混凝土拌制時間應取常溫拌制時間的1.5倍。砼卸出拌合機時的最高允許溫度為40，低溫早強砼的拌合溫度不高于30。 2.1.4混凝土原材料的控制骨料不得帶有冰雪和凍塊以及易凍裂的物質，嚴格控制混凝土的配合比和坍落度，由骨料帶入的水分以及外加劑溶液中的水分均應從拌合水中扣除。拌制摻用外加劑的混凝土時，當外加劑為粉劑時，可按要求摻量直接撒在水泥上面和水泥同時投入。當外加劑為液體，使用前按要求配置成規(guī)定溶液，然后根據使用要求，用規(guī)定濃度溶液再配置成施工溶液。各溶液分別放置于有明顯標志的容器內，不得混淆。2.1.5混凝土運輸過程控制冬季施工運輸混凝土時，盡量減少混

8、凝土拌和物熱量損失措施，我們在此可以采取以下措施： （1）盡量縮短運輸距離，選擇最佳運輸路線，縮短運輸時間。 （2）正確選擇運輸容器的形式、大小和保溫材料。對長距離的運輸，采用混凝土輸送車，容量根據混凝土施工用量和澆注時間選擇。 （3）盡量減少裝卸次數并合理組織裝入、運輸和卸出混凝土工作。做好機械的調度和現場的管理。 2.1.6混凝土出機溫度控制現澆混凝土采用綜合蓄熱法施工時，混凝土的出機（罐）溫度一般不低于20oc。并根據其運輸方式和運輸距離予與調整。運輸混凝土的工具應進行保溫，具體的保溫厚度、選用的保溫材料應根據運距、熱工計算決定?；炷涟韬衔锏臏囟萾0=0.92(1*t水泥+1.7*t砂

9、子+2.55*t石子)+4.2*0.45*t水/4.2*0.45+0.92(1+1.79+2.55)即混凝土拌合物溫度為t0t1= t0-0.16(t0-10)即混凝土出機溫度為t1t2= t1-(0.25*1+0.32*3)40-(-15)即混凝土入模溫度為t2?；炷翝仓尚蜁r溫度t3=1*2430* t2+0.48*420*（-15）/(2430+0.48*420)綜上，水、水泥、砂子和石子溫度分別為t水、t水泥、t砂子和t石子。2.1.7外加劑摻量控制外加劑一般為化學后生物制劑，它的摻加量對混凝土的質量有決定性影響。所以對于外加劑的使用必須認真。外加劑進場后應先檢查來料說明，外加劑摻量

10、的允許誤差應按規(guī)范要求控制。液體外加劑應經常攪拌，嚴格計量。粉狀外加劑應檢查有無破袋，并抽檢每袋裝量是否準確。2.1.8混凝土澆筑 （1）混凝土澆注前，清除干凈模板和鋼筋上的冰雪和污垢，當環(huán)境氣溫低于-10時，采用暖棚法將直徑大于25mm的鋼筋加熱至正溫。砼的灌注溫度，在任何情況下均不低于5，細薄截面水泥混凝土結構的灌注溫度不宜低于10，砼分層連續(xù)灌注，中途不間斷，每層灌注厚度不大于20cm，并采用機械搗固。 （2）新、舊混凝土施工縫清理時前層混凝土的強度不得小于1.2mpa。施工縫處的水泥砂漿、松動石子或松弱混凝土必須鑿除干凈，并用水沖洗干凈，但不得有積水。新混凝土在澆注前，宜在橫向施工縫處

11、先鋪一層厚約15mm并與混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂漿。然后再繼續(xù)澆注新層混凝土。施工縫處的新層混凝土要重點搗實。冬季低溫施工接縫混凝土時，在新混凝土澆注前對結合面進行加熱使結合面有5以上的溫度，澆注完成后，及時加熱養(yǎng)護使混凝土結合面保持正溫，直至進澆注混凝土獲得規(guī)定的抗凍強度當舊混凝土面和外露鋼筋暴露在冷空氣中時，對新、舊混凝土施工縫1.5m范圍內的混凝土和長度在1.0m范圍內的外露鋼筋進行防寒保溫。 2.1.9冬季施工混凝土保溫、養(yǎng)護 暖棚好熱量計算q0=q1+q2q1=a*k（tb-ta）q0-暖棚總耗熱量q1=通過維護結構各部位的散熱量之和q2=由通風換氣的熱損失a-維護結構的

12、總面積k-維護結構的傳熱系數1、 加熱燃料好用量gp=q0g*0.6/rgp-燃料耗用量q0-暖棚總耗熱量g-加熱器效率r-燃料發(fā)熱量混凝土養(yǎng)護采用獨立式暖棚養(yǎng)護。暖棚法養(yǎng)護時在構筑物周圍用鋼管搭設大棚，用采棉帆布包裹密封，大棚搭設必須牢固、不透風，上覆蓋面帆布，采用燃煤取暖爐加熱，必須將爐的排氣管引出棚外，將煙氣排到棚外。以防止煤氣中毒和防止氧化碳濃度過高加速混凝土的碳化。暖棚內底部溫度不低于5，當低于5時應采取增加煤爐的辦法。混凝土養(yǎng)護期間（大于14天），安排專人對煤爐進行檢查，填加燃煤，保持棚內溫度。如下圖示： 平面布置示意圖立面示意圖（1）混凝土澆筑成型后，立即進行防寒保溫，防寒保溫措

13、施為內部熱源加熱法。當室外最低氣溫高于-15時，混凝土結構表面系數不大于15m-1的工程應優(yōu)先采用搭設暖棚進行養(yǎng)護，應保證混凝土結構小環(huán)境溫度不得低于5（本工程采用獨立式暖棚保溫）。（2）采用暖棚法時,對模板用保溫材料包裹，頂面用保溫材料（雙層棉被）覆蓋,同時對結構的邊棱角加強覆蓋保溫,迎風面采取防風措施。（3）混凝土澆筑前對澆筑部位開始生爐保溫。砼的灌注溫度，在任何情況下均不低于5，細薄截面水泥混凝土結構的灌注溫度不宜低于10（棉被以下溫度）。（4）安排專人對建筑物進行溫度測量，保溫養(yǎng)護，消防看守。留設專人值班，認真做好測溫工作，以保證冬季混凝土施工質量。（5）冬期施工不得直接灑水養(yǎng)護，宜采

14、取包裹塑料布保濕增濕措施。3、混凝土受凍臨界強度的控制混凝土冬季施工的重要保證就是在混凝土達到臨界強度前不得凍。為此必須控制好混凝土的臨界強度。3.1應將現場制作的試塊及時送交中心試驗室按期檢驗。3.2按混凝土成熟度值來推算其是否達到受凍臨界強度。3.3混凝土未達到受凍臨界強度前不得拆除保溫設施。3.4施工員根據試驗結果填寫混凝土拆模申請，報項目技術負責人批準，否則不準拆模。3.5重點部位及有特殊要求的結構還應進行拆模強度驗算。 4、冬季施工測溫與保溫管理工作4.1冬季施工測溫管理工作測溫工作在冬季施工中是及其重要的環(huán)節(jié)，施工中應極為重視。各施工現場要在入冬前建立測溫組織，每日對大氣溫度、混凝

15、土溫度、砂漿溫度進行觀測,并指定專人測溫。測溫時間和所測溫度值應詳細記錄，整理歸檔。測溫人員應保持與供熱、保溫人員的聯系，如發(fā)現供熱故障或保溫措施不當使溫度急劇變化或降溫過快等情況，應立即向項目技術負責人報告進行處理。 質量檢查人員，每天要抽查測溫情況，將其納入質量控制的范圍。4.2冬期施工保溫工作管理保溫材料計劃應與冬施方案同時提供給材料部門,包括數量、品種、規(guī)格及進場日期等。保溫材料進場后應合理堆放苫蓋。一般應遠離用火區(qū)，防止雪水浸泡。周轉使用的材料每次使用時應及時整理晾曬。攪拌機棚、水泵房、操作棚和淋灰池應搭設好暖棚（蓋）,準備好必要的取暖設備。正確選用混凝土運輸容器的形式和保溫材料?；?/p>

16、凝土澆筑后應及時進行保溫覆蓋，并根據所控制的臨界強度決定保溫。5、冬季施工外加劑及試塊管理 冬季施工外加劑，其技術指標應符合相應的質量標準，并有產品合格證。同時要經過質量監(jiān)督部門的使用認可。對已進場的外加劑均須補做試驗，確認合格后方準使用。新品種外加劑研究配制方法、儲存條件、摻加方法，進行外加劑與水泥品種相適應的優(yōu)選試驗，并確定其摻量。對新引進的外加劑，應做摻外加劑混凝土與空白混凝土的強度對比試驗及其它有關外加劑性能的對比試驗。 冬施中混凝土試塊為混凝土拆模和確定熱養(yǎng)護期提供依據。在制作試塊時應按混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范（gb50204-92）中有關規(guī)定執(zhí)行。試塊組數應比常溫多兩組，并與施

17、工部位同條件養(yǎng)護，其中一組用于檢驗混凝土受凍前的強度，確定混凝土熱養(yǎng)護期限，或用于檢驗拆模強度；另一組用于檢驗混凝土同條件養(yǎng)護28天再轉入標養(yǎng)28天的強度值f-28+28。6、費用增加，成本分析6.1混凝土生產工程成本分析：（1）根據采取的保溫措施實際測算，按照供應量為2000m³計算，每立方米增加費用412.6元，合計增加費用：82.52萬元，具體如下：1）商品混凝土站砂石料場采用面帆布包裹保溫2000m2，每平米造價：40元（含人工及防風纜繩），增加費用8萬元。2）攪拌棚增設暖棚240m2，每平米造價680元，增加費用16.32萬元3）新增鍋爐造價40000元；費用合計：增加4萬

18、元4）敷設蒸汽管網300m，增加費用3萬元5）冬施用煤400噸，增加費用40萬元； 6）冬季摻加外加劑按水泥用量的25%左右，造價40元/ m³；按照2000m3計，增加費用8萬元；7）混凝土運輸車輛保溫措施造價4000元/輛，共用8輛； 增加費用3.2萬元；增加費用合計：82.52萬元（2）其他費用成本分析：1）棉被保溫：棉被共計1200床，150元/床；增加費用18萬元2）棉帆布暖搭設：12000m2, 45元/ m2；增加費用54萬元3）人工機械降效：增加費用10萬元；4）其他配套材料及運輸費：增加費用5萬元；增加費用合計;87萬元。綜上兩項綜合增加費用累計169.52萬元，從數據上分析其冬季施工費用成本偏高。結 論 本文通過對西北地區(qū)冬季混凝土施工的具體實施過程，不確定因素太多，難以預料，況且進入12月份，大氣溫度急劇下降及大風、暴雪天氣導致道路不通，泵送十分困難，混凝土生產供應工作無法進行，養(yǎng)護成本偏高，消防看守不容疏忽，混凝土質量不容易控制，強度遞增緩慢。一旦保溫措施不得