混凝土冬期施工的若干問(wèn)題

砼冬期施工的一些問(wèn)題一砼冬施的關(guān)注點(diǎn)1.低溫或負(fù)溫下,砼強(qiáng)度發(fā)展緩慢;2.早期受凍,砼性能將嚴(yán)重受損;3.要同時(shí)滿足施工性能,抗凍融、耐腐蝕等耐久性和經(jīng)濟(jì)性的要求;4.容易產(chǎn)生溫度裂縫;5.不同的冬施方法:適用性,優(yōu)缺點(diǎn).6.對(duì)原材料,配合比,溫控,保溫,養(yǎng)護(hù)和拆模的特殊要求.二砼冬施基本原理1.溫度下降,水泥的水化速度迅速減慢.硅酸鹽水泥在-10℃以下,基本停止水化;2.砼在臨界抗凍強(qiáng)度前受凍,將使砼的力學(xué)性能和耐久性嚴(yán)重受損.3.提高砼和環(huán)境溫度,降低水膠比,摻加外加劑〔減水劑,早強(qiáng)劑,引氣劑及合格的抗凍劑〕都可以提高砼早期強(qiáng)度和抗凍性.有利于冬季施工.4.不同水泥礦物,其水化速度和水化熱高低次序?yàn)榱蜾X酸鈣＞鋁酸三鈣＞硅酸三鈣＞鈣鋁酸四鈣＞硅酸二鈣,礦物摻和料中:硅灰＞礦渣粉＞粉煤灰.提高水泥細(xì)度也有利早強(qiáng).5.砼硬化后的抗凍融性與砼水膠比,含氣量,砼飽水度及環(huán)境的凍融次數(shù)密切相關(guān),與砼早期是否受凍也有很大關(guān)系.6.砼內(nèi)外溫差過(guò)大,環(huán)境急劇降溫和干燥收縮過(guò)大都可能造成砼的開裂.在冬施中要特別關(guān)注,必須采取措施預(yù)防.三砼的早期受凍1.冬期:砼結(jié)構(gòu)環(huán)境晝夜平均氣溫連續(xù)3d低于5℃或最低氣溫低于-3℃.2.砼成型后立即受凍,抗壓強(qiáng)度將損失25-50%;在受凍臨界強(qiáng)度前受凍,將損失10%以上;如經(jīng)多次凍融,強(qiáng)度損失更大.砼早期受凍,對(duì)鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度,彎拉強(qiáng)度,抗凍性和抗?jié)B性都有很大損失.3.砼受凍臨界強(qiáng)度:一般砼為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%;4.浸水凍融砼為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%.摻礦渣和粉煤灰的砼為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%.四滿足耐久性要求（1）碳化環(huán)境*T1T2T3（2）氯鹽環(huán)境L1L2L3（3）化學(xué)侵蝕環(huán)境H1H2H3H4（4）凍融破壞環(huán)境D1D2D3D4

1.砼抗凍性環(huán)境溫度正溫負(fù)溫交替頻繁,累進(jìn)破壞;砼飽和含水率大于90%;華北地區(qū)屬寒冷地區(qū),對(duì)于水位交界區(qū)的砼對(duì)抗凍要求很高,56d砼抗凍等級(jí)≧300.2.

提高抗凍性的措施1.降低水膠比可明顯提高抗凍性.在水膠比大于0.4時(shí),礦物摻和料對(duì)抗凍性有不利的影響,要控制摻量.2.摻加引氣減水劑或引氣劑.砼拌和物的含氣量應(yīng)根據(jù)抗凍等級(jí)的要求經(jīng)試驗(yàn)確定?？箖龅燃?jí)F300以上,砼含氣量一般要大于5%，氣泡間距系數(shù)宜<250微米.3.選用抗凍性好的粗骨料.吸水嚴(yán)重的砂巖粗骨料在凍結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生膨脹并破壞水泥石,不能采用.3.冬施與耐久性京滬高鐵北段〔部分區(qū)段的部分砼結(jié)構(gòu)〕凍融破壞:水位交界區(qū).低水膠比;引氣化學(xué)侵蝕:水位區(qū)以下.水泥,摻合料,低水膠比鋼筋銹蝕〔氯鹽〕:低水膠比,保護(hù)層厚度冬施措施與提高耐久性基本是一致的,如低水膠比,引氣.但也有矛盾的,如摻合料,影響早強(qiáng),對(duì)耐蝕有利.可調(diào)正摻合料品種、摻量.五砼冬施主要方法1.蓄熱法和綜合蓄熱法利用加熱水、砂石的熱量和水泥的水化熱,采用適當(dāng)?shù)谋卮胧┦鬼挪皇軆龊途徛禍?在規(guī)定的正溫條件下,使砼達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度.適用于環(huán)境最低溫度不低于-15℃,地面以下的工程,或表面系數(shù)M＜15m-1〔M=散熱表面/體積〕的結(jié)構(gòu).對(duì)易凍部位應(yīng)加強(qiáng)保溫.1蓄熱法和綜合蓄熱法蓄熱法主要措施1.水加熱,宜＜80℃;砂石加熱應(yīng)＜60℃.砂石不加熱時(shí),水溫可＞80℃,但攪拌時(shí)先投砂石水,拌勻后投水泥.延長(zhǎng)攪拌時(shí)問(wèn)50%左右.砼入模溫度不＜5℃,細(xì)薄結(jié)構(gòu)不＜10℃.2.原材料宜在暖棚預(yù)熱,攪拌設(shè)備的環(huán)境溫度宜＞10℃,運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)良好保溫.3.砼配合比宜用較低水膠比和較小坍落度.水泥和礦物摻合料的種類和摻量從冬施和耐久性綜合考慮.適量引氣對(duì)抗凍有利,早強(qiáng)劑應(yīng)不降低耐久性.2加熱法1.暖棚法:棚底溫度不得＜5℃,砼表面要濕潤(rùn).2.蒸汽加熱法:養(yǎng)護(hù)溫度不得＞60℃3.電熱法:遠(yuǎn)紅外輻射,電熱毯,電極電熱,電磁感應(yīng)等用加熱法或蓄熱加熱綜合法,對(duì)適用范圍〔結(jié)構(gòu)表面系數(shù)〕,升溫速度,養(yǎng)護(hù)溫度及有關(guān)設(shè)備與人身安全都有規(guī)定,且要通過(guò)試驗(yàn).3摻外加劑法1.減水劑,包括早強(qiáng)減水劑,引氣減水劑,高效減水劑.---減少用水量,降低水膠比,早強(qiáng),耐久.2.早強(qiáng)劑主意負(fù)面作用,如氯鹽對(duì)銹蝕影響,硫酸鈉對(duì)堿-骨料反應(yīng)影響.三乙醇胺的復(fù)合物.3.防凍劑:降低液相冰點(diǎn),摻量較大,對(duì)耐久性往往不利,限制使用.主要組分為氯鹽,亞硝酸鹽等.4.硫鋁酸鹽水泥+亞硝酸鹽:負(fù)溫早強(qiáng),適用于負(fù)溫條件下接頭錨固等小體積砼或砂漿.六避免砼開裂

砼開裂機(jī)理砼受到的拉應(yīng)變〔拉應(yīng)力〕超過(guò)其極限拉伸率〔抗拉強(qiáng)度〕,砼就會(huì)開裂.砼抗拉強(qiáng)度約為1/10~1/12的抗壓強(qiáng)度,砼極限拉伸率為0.4~1.5/萬(wàn),即40~150微應(yīng)變,而砼的干縮率達(dá)300~600微應(yīng)變,溫度變化20℃產(chǎn)生200微應(yīng)變,抗裂性很差,很易開裂.應(yīng)變產(chǎn)生的主要原因有:砼由于各種收縮和溫差引起的變形;砼由于鋼筋銹蝕,硫酸鹽腐蝕,堿骨料反應(yīng)引起的局部膨脹;外部荷載或基礎(chǔ)不均勻沉降產(chǎn)生的變形.冬施主要關(guān)注溫差和干縮造成的開裂.

砼溫度控制混凝土入模溫度,冷天不低于5度,熱天不高于30度新混凝土與巖土或舊混凝土間溫差不大于20度蒸養(yǎng)混凝土靜停溫度不低于5度,4~6h且終凝后升溫,升溫和降溫速度不宜大于10度/時(shí),恒溫溫度不宜超過(guò)60度,最高為65度.養(yǎng)護(hù)水溫不得低于混凝土表面溫度15度.養(yǎng)護(hù)期間混凝土中心與表層,表層與環(huán)境間溫差不超過(guò)20度,橋粱不超過(guò)15度.例1溫差變形引起開裂砼熱膨脹系數(shù)約為10微應(yīng)變/℃,砼溫度變化20℃,就產(chǎn)生200微應(yīng)變,如果砼的拉變形受到限制〔內(nèi)外約束〕,砼內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力,拉應(yīng)力大于砼抗拉強(qiáng)度時(shí),砼就會(huì)開裂.但實(shí)際拉應(yīng)變與約束度有關(guān),與有效彈模與徐變有關(guān),實(shí)際拉應(yīng)力比計(jì)算拉應(yīng)力少許多.

實(shí)際拉應(yīng)力σ1=實(shí)際拉應(yīng)變×有效彈模=約束度×自由約束應(yīng)變×彈性模量/〔1+徐變系數(shù)〕

σ1=R×ε×E/〔1+Ф〕約束度R=0~1,一般取0.5.徐變系數(shù)ф=1左右.橋墩砼的段溫度和應(yīng)乓力變化砼溫升律和應(yīng)力鏟曲線上部分是捆典型的橋名墩砼的溫鄭升曲線.第1階段為軍升溫段,根據(jù)現(xiàn)肥場(chǎng)測(cè)試,約嘉40h碑左右,砼中心惱溫度達(dá)到最高芹溫48.候8℃;同隨后降溫,進(jìn)柳入第2階將段;當(dāng)易砼溫度降畫至環(huán)境平漸均氣溫時(shí)撞〔砼內(nèi)外溫度爭(zhēng)接近,約倚10d左抹右〕,蒸進(jìn)入降溫窄的后期,普即第3段階段.下部分是者與溫升曲共線對(duì)應(yīng)的應(yīng)力曲元線,鍵在砼升沙溫時(shí),結(jié)砼內(nèi)部的膨障脹潛應(yīng)變?cè)S受到周邊途砼的約束,產(chǎn)生壓應(yīng)力并逐漸增加潔,這是待第1階段掀〔β1〕;第2階段〔β2〕是降溫的前浪期,壓刪應(yīng)力逐漸塘減少;第3階段〔β3〕進(jìn)入降溫柳后期,諒砼內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力并且逐漸增加.橋墩砼的鞋溫度和應(yīng)邊力分布日本某橋串墩溫度應(yīng)陰力測(cè)試溫度曲線看和應(yīng)力曲柳線墩臺(tái)砼桐溫度和司應(yīng)力測(cè)免試〔日帽本〕砼澆筑后約4料0h,婚中心編溫度達(dá)貸到55昏℃,兩表層溫度約嫩為32隱℃.貢以后鄉(xiāng)豐,砼內(nèi)部溫度和表層溫度都逐吧漸下降,送10多天后與環(huán)境限平均溫撇度30淚℃接獻(xiàn)近.養(yǎng)護(hù)約2個(gè)月遷后拆模.橋墩砼的眾應(yīng)力曲線也是現(xiàn)場(chǎng)悟?qū)崪y(cè)的烤,與凱溫度曲旦線對(duì)應(yīng)稼.第1階段為佳升溫段,內(nèi)部溫度升高救,砼壓勿應(yīng)力增加擴(kuò),最大壓壓應(yīng)力為2證MPa,麥同時(shí),滴周邊砼拆產(chǎn)生拉應(yīng)寸力,最說(shuō)大拉應(yīng)力耀1.5M師Pa.襲2周后,伶砼溫度降暴到30匪℃以下,進(jìn)入第3階段,即降溫的宮后期,內(nèi)部砼產(chǎn)生拉仆應(yīng)力,絡(luò)最大可達(dá)疏2.5M泉Pa,封而周邊砼披產(chǎn)生較小的壓應(yīng)力.例2筐表面稅干縮引屠起開裂溫差和干扮縮引起的翁表面裂縫1.盲砼表層馬砼干縮鉛比內(nèi)層某嚴(yán)重,綿砼自幼由干縮霜率達(dá)3躁00-臣600旗微應(yīng)變蜘.由遍于層間辜約束,祖表層當(dāng)砼收縮器拉應(yīng)力妄大于砼鵲抗拉強(qiáng)聽度時(shí),好砼就會(huì)宴開裂.2.砼椅在收縮同影時(shí)又迂降碎溫,收縮車應(yīng)變和降挽溫應(yīng)變將事疊加.收苦縮應(yīng)變量辨可換算為珠當(dāng)量溫度驢,如干縮潮率250四微應(yīng)變當(dāng)臂量溫度為分25℃.今若同時(shí)遭正受20迅℃降溫,割將有25仔+20=科55℃問(wèn)當(dāng)量溫度兄,產(chǎn)生5伶5×10錢=550獅微應(yīng)變.3.寒砼的降旺溫速度件和干燥蓬速度直效接影響勒開裂,賊一般砼匯的向陽(yáng)快面和迎寨風(fēng)面開圾裂嚴(yán)重乒,而濕準(zhǔn)養(yǎng)保溫保濕良好的鞭砼可有伐效減少裂縫瓜.因?yàn)榍豁旁诳炷趟偈芾矐?yīng)力時(shí)平,承受買能力差及.減少砼桌的溫差僻和干縮峽裂縫1.躺水泥細(xì)度不宜走過(guò)細(xì),C3A含量少,不宜用早甩強(qiáng)水泥;必要時(shí)可慚采取補(bǔ)償收指縮減少歪自收縮悠;骨料伴含泥料以少,減少粗骨料違粒徑;賴選用干哈縮率較招少的減抗水劑,覆如聚羧重酸鹽類耗.硅灰怨增加自鬼縮,而溜粉煤灰揭自縮少芳,又降蠻低水化表熱,可多摻.2.降低水膠比,減少單方匯用水量,減少水泥和凈膠材用學(xué)量,降低傳干縮率演.但水欺膠比過(guò)級(jí)低,自炕縮大,畫早期彈如模高,經(jīng)徐變少暖,抗裂抓性變差筑.要綜燒合考慮皮.3.加晨強(qiáng)砼濕養(yǎng)死護(hù),及時(shí)保伴溫,復(fù)蓋防貸風(fēng),減少干縮率和爺砼溫差趣.采取劫措施,抗熱天降設(shè)低砼入份模溫度假,控制芹砼最高屋溫升和丸降溫速牧度.以女后還要泄避免降混溫和干罩縮的影蓋響.照減少砼希內(nèi)外、跡上下、嫩日夜的當(dāng)溫差.七核其它注嚼意事項(xiàng)1.要悲編制冬施貼方案,迂養(yǎng)情況變化肅,要有應(yīng)喚變措施.2.茂技術(shù)方彎案要經(jīng)皺熱工計(jì)辭算及經(jīng)腫濟(jì)分析艷.3.圍茂護(hù)保溫的昆材料和厚泥度,邊角徐的防風(fēng)保拳溫,砼的欺養(yǎng)護(hù)方法營(yíng)和時(shí)間,辭拆模的時(shí)秒間及拆模慈后的復(fù)蓋統(tǒng)保溫方法奧和時(shí)間都蔥應(yīng)有具體洞方案.4.伶加強(qiáng)施蓋工質(zhì)量廚檢驗(yàn):卸包括原罷材料、薯環(huán)境溫慶度和砼乳溫度的及檢測(cè),更砼標(biāo)準(zhǔn)試件和拾同條件濁養(yǎng)護(hù)試屢件的制竭作和試刺驗(yàn),砼郊工作性去和耐久裹性的規(guī)圾定檢驗(yàn)含.八規(guī)砼冬期界施工有鏟關(guān)規(guī)范國(guó)規(guī)程《鐵路除砼工程蹈施工技礙術(shù)指南始》TZ芹210凝—20觀05《鐵路砼茂與砌體工搏程施工及耍驗(yàn)收規(guī)范版》TB1鋼0210《建筑工肚程冬期施勸工規(guī)程》聰JGJ1乘04《客運(yùn)專緒線高性能賄