綜合蓄熱法混凝土冬季施工

“綜合蓄熱法”混凝土冬季施工江蘇****西安公司------***【摘要】:本文介紹了“綜合蓄熱法”混凝土冬季施工技術(shù)在陜西西安銀翎大廈工程中的應(yīng)用，以及應(yīng)用效果的分析【關(guān)鍵詞】：1、概述銀翎大廈工程地下二層，地上三十層，局部三十三層。建筑面積73865m2，地上部分66146m2,裙房部分層高首層5.0m,2-4層4.5m,4-5層間設(shè)2.4m高設(shè)備層,5層以上為3.0m高的標準層。全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻厚分別為500,350,300,200不等,五層以上均為200厚,砼強度等級:五層以下C50,六至十二層C45,十三至十九層C40,二十至二十六層C35,二十七層以上C30。標準層外墻設(shè)鋼絲網(wǎng)架聚氯乙烯泡沫板保溫，與外剪力墻一體施工。該工程2006年3月底開工，根據(jù)施工合同規(guī)定，2008年底完成交付。根據(jù)有關(guān)資料顯示，西安地區(qū)從11月15日即進入冬季施工，到次年3月底才結(jié)束。因此，要實現(xiàn)這一工期目標，2006年冬季必須保證連續(xù)施工。根據(jù)施工進度計劃，從7層開始進入冬季施工。我們與預(yù)拌混凝土廠家一道，經(jīng)過認真研究分析，采取“綜合蓄熱法”進行混凝土冬季施工。實踐證明是可靠的，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。2、“綜合蓄熱法”混凝土冬季施工的可行性2.1“綜合蓄熱法”混凝土冬季施工的理論依據(jù)混凝土冬季施工，欲使混凝土完全不受凍是不現(xiàn)實也是不經(jīng)濟的。通過對混凝土各組成材料加熱（水泥除外），使混凝土在澆筑入模后具有足夠的溫度。通過高效能的保溫圍護和利用水泥水化熱盡可能長時間地保持混凝土在正溫環(huán)境下硬化并達到預(yù)期的強度，同時摻入具有防凍性能的高效減水劑，使得混凝土在降至冰點后也不致?lián)p害混凝土的各項性能，從而滿足設(shè)計和使用要求。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204-92）的規(guī)定，混凝土在受凍前，混凝土的抗壓強度不得低于下列規(guī)定：硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設(shè)計的混凝土強度標準值的30%；礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設(shè)計的混凝土強度標準值的40%。我們在銀翎大廈冬季施工中采用“綜合蓄熱法”保證混凝土在受凍前達到或超過上述標準。2.2銀翎大廈混凝土冬季施工采取“綜合蓄熱法”的可行性該工程全現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)體系，外墻設(shè)鋼絲網(wǎng)架聚氯乙烯泡沫板保溫板，外墻上的門窗不大也不多，只需對門窗洞口進行封閉即可形成很好的保溫圍護，樓面在混凝土澆筑成型后覆蓋塑料薄膜，并加蓋足夠厚的麻袋即可達到很好的保溫效果。通過我們對商品混凝土供應(yīng)商的調(diào)查，他們的冬季施工的基礎(chǔ)條件很好，完全能夠保證混凝土出機溫度不低于18℃。其運輸條件也能保證混凝土入模溫度不低于12℃。其主要設(shè)施包括：a安裝了6噸的快裝鍋爐，可以保證24小時供熱；b設(shè)置了兩個600噸的砂石料加熱倉，內(nèi)設(shè)6層加熱排氣管，可以隨時對砂石料進行加熱，能夠保證砂石料進攪拌機的溫度在10℃—25℃間；c設(shè)置了一個200噸的加熱水池，可以保證混凝土用水在40℃—60℃間；外加劑的選擇通過大量的市場調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)一種“H2—6Ⅰ”防凍高效減水劑，他是由高濃萘系減水劑、三聚磷酸鈉緩凝劑、CON—AE引氣劑復(fù)配而成，在陜西省兒童醫(yī)院住院樓、西安日報新聞大廈等工程的冬季施工應(yīng)用中都有良好的表現(xiàn)。通過以上的調(diào)查分析我們有理由相信，在銀翎大廈混凝土冬季施工中采取“綜合蓄熱法”是能夠保證質(zhì)量的，方案是可行的。3熱工計算3.1冬季施工C45混凝土配合比：水泥水砂石子H2—6Ⅰ防凍劑礦粉434185718103314.8603.2經(jīng)過多次試驗，氣溫在-15℃時，水加熱到40℃，砂石加熱到20℃左右可以保證混凝土的出機溫度。水、砂、石加熱后經(jīng)實測混凝土各組成材料的溫度為水泥水砂石子H2—6Ⅰ防凍劑礦粉674221181918砂、石的含水率分別為10%和1%。3.3根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204-92）提供的混凝土冬季施工熱工計算公式：T0=[0.9（mceTce+msaTsa+mgTg）+4.2TW（mW-wsamsa-wgmg）+c1（wsamsaTsa+wgmgTg）-c2（wsamsa+wgmg）]÷[4.2Mw+0.9（mce+msa+mg）]因骨料溫度>0℃，故取c1=4.2c2=0則T0=24.2℃。實測的混凝土出機溫度是23℃，與計算結(jié)果相近；混凝土運致現(xiàn)場出罐的溫度是21℃；通過泵送到10層樓面的混凝土澆筑成型后溫度是15.5℃。3.4根據(jù)施工進度的要求，混凝土在保溫條件下只能養(yǎng)護3天時間，即3天后撤除保溫材料混凝土溫度將下降至0℃以下。混凝土3天的平均溫度根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204-92）提供的混凝土冬季施工熱工計算公式,混凝土在保溫條件下養(yǎng)護3天（72小時）的平均溫度為：ηθ-θνcetηθ-νcet1νcetTmηθ-θνcetηθ-νcet1νcetνce水泥水化速度系數(shù)，查表得0.013（h-1）t養(yǎng)護時間72（h）e自然對數(shù)之底取2.72ω透風(fēng)系數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場條件，按偏于保守的計算原則，取3.0Ac混凝土結(jié)構(gòu)表面積，根據(jù)計算結(jié)果Ac=2150（m2）vc混凝土總體積，根據(jù)計算結(jié)果vc=315（m3）ψ結(jié)構(gòu)表面系數(shù)=Ac/vc=6.83（m-1）d1保溫層，采用雙層麻袋，d1=0.05（m）k1保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)，查表可得0.047（W/m.K）3.63.60.04+d1/k1K保溫圍護層的總導(dǎo)熱系數(shù)==3.26（KJ/m2.h.K）Cc混凝土比熱容，查表可得0.9（KJ/Kg.K）ρc混凝土質(zhì)量密度取2444.8（Kg/m3）Cce水泥累積最終放熱量，查表可得330（KJ/Kg）mce沒立方米混凝土水泥用量，根據(jù)試配結(jié)果為434（Kg/m3）T3考慮模板、鋼筋吸熱影響，混凝土澆筑成型后的溫度，根據(jù)實測15.5（℃）Tm，a混凝土保溫養(yǎng)護期內(nèi)平均氣溫，實測后取為-7（℃）ωkψνωkψνceCcρcννceCcemceνceCcρc-ωkψφ綜合系數(shù)==-49.57η綜合系數(shù)=T3-Tm，a+φ=-27.07將上述數(shù)據(jù)代入計算式Tm=9.93℃。取10℃根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204-92）提供溫度、齡期對混凝土強度影響曲線，混凝土在10℃條件下養(yǎng)護3天強度已達到30%，滿足了該規(guī)范規(guī)定的混凝土在受凍前強度不低于30%的條件。4冬季混凝土施工的實際效果4.1實測溫升溫降記錄見下圖一：20℃16℃12℃8℃4℃-2℃61218243036424854606672（小時）圖一上圖是實測的2006年11月29日澆筑的九層頂板混凝土內(nèi)部3天的溫升溫降的曲線圖，對其積分可以求得其3天的平均溫度為9.45℃，與計算結(jié)果相近。4.2冬季施工的混凝土試塊經(jīng)過標準養(yǎng)護、3天同條件養(yǎng)護、28天同條件養(yǎng)護、再轉(zhuǎn)28天標準養(yǎng)護的強度統(tǒng)計見下表：冬季混凝土試塊強度統(tǒng)計表表一序號月.日層次設(shè)計強度MPa混凝土強度MPaa標養(yǎng)28天同養(yǎng)3天同養(yǎng)28天再標養(yǎng)28天111.14七C4546.546.446.446.520.239.553211.19八C4548.147.123.43849.2311.23八C4546.746.545.5472138.254.2411.28九C4553.547.424.533.949.3511.29九C4545.246.624.232.650.9612.3九C4546.852.620.247.745.3712.6九C4550.848.222.537.546.5812.17十C4547.948.320.834.745.6912.26十C4552.854.825.632.746.11012.30十C45454520.43547.41112.31十C4548.149.42236.746.3根據(jù)上表統(tǒng)計結(jié)果，標準養(yǎng)護試塊26組，Sfcu=2.78，mfcu=48.03Mpa，fcu.min=45Mpa；同條件養(yǎng)護28天再轉(zhuǎn)標準養(yǎng)護28天的試塊11組，Sfcu=2.71，mfcu=48.18Mpa，fcu.min=45.6Mpa；兩者相近。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204-92）第條的評定要求，上述兩種養(yǎng)護條件下混凝土強度均符合設(shè)計要求。從上表可以看出，同條件養(yǎng)護3天的混凝土試塊強度在設(shè)計強度的45%—55%間，比理論計算的結(jié)果要高，一方面因為水泥執(zhí)行新標準后，水泥早期強度提高的結(jié)果，另一方面也是外加劑作用的結(jié)果；從上表還可以看到，保溫撤除后，混凝土強度仍然繼續(xù)增長，達到混凝土設(shè)計強度的70%—85%；同條件養(yǎng)護28天后再標養(yǎng)28天，混凝土強度繼續(xù)增長并能符合設(shè)計要求，說明凍害對混凝土強度的影響不大。冬季施工的混凝土強度的回彈檢驗為了檢驗冬季施工混凝土試塊強度的可靠性，2007年5月31日，我們對冬季施工的混凝土進行了回彈，回彈結(jié)果見下表：7—10層混凝土強度回彈記錄表表二序號層次回彈值平均值FccuMPaK修正Fccu修MPa123456789101112131415161七4641473742424346464444404446424443.747.62.349.924647404242484445424342465048444244.148.61.950.43八4645475044464946464644494842485146.754.40.154.544644504042454145434842423942434643.4472.449.454448485143454242494346464746474545.752.20.8536九4742464240404144424440404045464542.5453.04874645434043434244384141434143444142.645.32.948.284448424541404641404245434144404442.745.52.848.39十4840394750414845434642474443464544.850.11.551.6104240484644474841454348444644404544.649.61.651.2114346444842414547474345414044434143.647.42.349.7124042474648484346444241454344474444.449.21.750.9根據(jù)上表統(tǒng)計結(jié)果，12組回彈值Scfcu=1.97，mfccu=50.43Mpa，則混凝土推定強度fcw.e=48.03Mpa，與混凝土試塊的強度值相近。因此，混凝土試塊的強度值具有充分的代表性。5結(jié)語銀翎大廈冬季施工的7—10層混凝土結(jié)構(gòu)約2205m3，根據(jù)統(tǒng)計分析約增加費用110250元，但為了保證銀翎大廈2008年6月底封頂，并在年底交付創(chuàng)造了條件，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。通過銀翎大廈結(jié)構(gòu)混凝土的冬季施工，我們相信在寒冷的西安地區(qū)，采取“綜合蓄熱法”進行冬季混凝土施工是可行的。其關(guān)鍵就在于：一是要有可靠的供熱設(shè)施和能力，特別是要具有對砂、石加熱的條件，才能保證混凝土的入模溫度；二是工程自身應(yīng)具有良好的蓄熱條件，減緩溫降速度，延長混凝土的正溫養(yǎng)護條件；三是通過試驗確定性能優(yōu)良的具有抗凍早強組分的外加劑，提高混凝土抵抗凍害的能力，使混凝土在受凍前具有足夠的強度；四準備充分的應(yīng)急措施，一旦保溫蓄熱失敗或在劇烈的氣候變化條件下，