簡(jiǎn)要：本文結(jié)合作者施工經(jīng)驗(yàn)，分析了低溫條件下混凝土施工前的準(zhǔn)備工作、質(zhì)量控制措施及后期養(yǎng)護(hù)，結(jié)合工程實(shí)例提出了低溫條件下混凝土施工時(shí)的注意事項(xiàng)。
摘 要：本文結(jié)合作者施工經(jīng)驗(yàn)，分析了低溫條件下混凝土施工前的準(zhǔn)備工作、質(zhì)量控制措施及后期養(yǎng)護(hù)，結(jié)合工程實(shí)例提出了低溫條件下混凝土施工時(shí)的注意事項(xiàng)。
Abstract: Combined with the construction experience, this paper analyzes the concrete preparation work before construction, the quality control measures and maintenance under the low temperature, combined with the engineering example, this paper puts forward the concrete construction matters needing attention under the condition of low temperature.
建筑工程的混凝土工程低溫條件下施工管理是一項(xiàng)復(fù)雜的、開放的動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)工程、要做好這項(xiàng)工作，需要建筑施工企業(yè)認(rèn)真分析自身的特點(diǎn)，充分利用自己的長處，采取科學(xué)的方法提高施工管理素質(zhì)。特別是在低溫條件下施工過程中，更加要求工程項(xiàng)目管理人員認(rèn)真負(fù)責(zé)，嚴(yán)格按照低溫條件下施工方案進(jìn)行施工，通過科學(xué)的方法加強(qiáng)混凝土的保溫和養(yǎng)護(hù)工作，一定能夠確保工程質(zhì)量。
編制方案: 進(jìn)入低溫條件下施工的工程項(xiàng)目，在入冬前應(yīng)由技術(shù)負(fù)責(zé)人編制低溫條件下施工方案。編制要遵循以下原則: 確保工程質(zhì)量; 經(jīng)濟(jì)合理，使增加的費(fèi)用為最少; 所需的熱源和材料有可靠的來源; 確實(shí)能夠縮短工期。低溫條件下施工方案中應(yīng)包括以下內(nèi)容: 施工程序; 施工方法; 現(xiàn)場(chǎng)布置; 設(shè)備、材料、工具等的供應(yīng)計(jì)劃; 安全防火措施;測(cè)溫制度和質(zhì)量檢查制度等。施工方案確定后，要組織有關(guān)人員學(xué)習(xí)。并向班組進(jìn)行交底。培訓(xùn)學(xué)習(xí): 及時(shí)組織相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，使他們掌握各自作業(yè)范圍內(nèi)的有關(guān)低溫條件下施工專項(xiàng)知識(shí)。明確職責(zé)，并經(jīng)考核合格后，方可上崗。施工場(chǎng)地的準(zhǔn)備工作: 排除現(xiàn)場(chǎng)積水，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行必要的修整，截?cái)嗔魅氍F(xiàn)場(chǎng)的水源，做好排水措施，消除現(xiàn)場(chǎng)施工用水、用氣造成場(chǎng)地結(jié)冰現(xiàn)象。保證道路的暢通。冬期施工必要燃料、保溫材料的準(zhǔn)備，工程采暖施工熱源用料，應(yīng)根據(jù)施工方案中的要求進(jìn)行準(zhǔn)備。
選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍能力的重要手段。試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)使用早強(qiáng)型硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且早期強(qiáng)度高，一般 3 天抗壓強(qiáng)度大約相當(dāng)于普通硅酸鹽水泥 7 天的強(qiáng)度，效果較明顯。盡量降低水灰比，選擇較低的坍落度。水泥強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于 32．5，水泥用量不應(yīng)低于 300kg/m3 增加水化熱量，縮短達(dá)到齡期強(qiáng)度的時(shí)間。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封閉型氣泡，相應(yīng)增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動(dòng)性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力提高混凝土的抗凍性。摻加早強(qiáng)外加劑，縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間，提高早期強(qiáng)度。選擇顆粒硬度高和縫隙少的骨料，使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹系數(shù)相近。骨料不得帶有冰雪和凍塊以及易凍裂的物質(zhì)，嚴(yán)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(yīng)從拌合水中扣除。拌制摻用外加劑的混凝土?xí)r，當(dāng)外加劑為粉劑時(shí)，可按要求摻量直接撒在水泥上面和水泥同時(shí)投入。當(dāng)外加劑為液體，使用前按要求配置成規(guī)定溶液，然后根據(jù)要求使用。
綜合蓄熱施工方法是在蓄熱保溫的基礎(chǔ)上，充分利用混凝土的初始熱量及水泥在水化過程中所釋放出來的熱量，再輔以化學(xué)外加劑或早強(qiáng)水泥等綜合措施，創(chuàng)造混凝土加速硬化的條件，使混凝土硬化由初始溫度至冰點(diǎn)之前盡快達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度的一種施工方法。現(xiàn)在常用的綜合蓄熱法有蓄熱加外加劑、蓄熱加早強(qiáng)水泥、蓄熱加短時(shí)加熱等數(shù)種措施。綜合蓄熱法比單純某一種方法的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果都要好。
主要用于氣溫在-10℃ 以上，且構(gòu)件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構(gòu)件周圍的空氣，將熱量傳給混凝土或直接對(duì)混凝土加熱，使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。火爐加熱。一般在較小的工地使用，方法簡(jiǎn)單，但室內(nèi)溫度不高比較干燥，且放出的二氧化碳會(huì)使新澆混凝土表面碳化，影響質(zhì)量。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(shè)備，費(fèi)用較高，且熱損失較大，勞動(dòng)條件亦不理想。電加熱。將鋼筋作為電極，或?qū)㈦姛崞髻N在混凝土表面，使電能變?yōu)闊崮埽蕴岣呋炷恋臏囟取４朔ê?jiǎn)單方便，熱損失較少、易控制，不足之處是電能消耗量大。紅外線加熱。以高溫電加熱器或氣體紅外線發(fā)生器，對(duì)混凝土進(jìn)行密封幅射加熱。
在混凝土拌和站搭設(shè)暖棚,選用大容量的攪拌機(jī),以減少混凝土的熱量損失。攪拌前,用40℃的熱水沖洗攪拌機(jī)。混凝土的拌和時(shí)間比常溫規(guī)定的時(shí)間要延長50%。由于水泥和熱水拌和會(huì)發(fā)生驟凝現(xiàn)象,所以材料投入時(shí),應(yīng)先將水和砂石投入拌和,充分拌和后再加入水泥和外加劑進(jìn)行拌和。混凝土的運(yùn)輸中短距離塔設(shè)暖棚通道,保證在運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和距離中混凝土不離析、不喪失塑性。采取的措施主要是為了減少運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和距離,減少外界氣溫對(duì)混凝土的影響,使運(yùn)輸工具得以適當(dāng)?shù)谋亍?/div>
混凝土在澆筑前,先清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢,并使?jié)仓嬲郎?盡量加快混凝土的澆筑速度,防止熱量散失過多。混凝土的出機(jī)溫度不宜低于10℃,入模溫度不得低于5℃,混凝土養(yǎng)護(hù)前的溫度不低于2℃。在施工操作上要加強(qiáng)混凝土的振搗,盡可能提高混凝土的密實(shí)程度。采用機(jī)械振搗,振搗時(shí)間應(yīng)比常溫時(shí)要適當(dāng)增加。澆筑整體結(jié)構(gòu)時(shí)我們基本進(jìn)行一次性澆筑,如不能一次性澆筑的,在適當(dāng)部位設(shè)置施工縫,施工縫的位置設(shè)置在跨內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢?即受力較小處。施工縫處理,在混凝土終凝后立即對(duì)結(jié)合表面進(jìn)行沖洗,去除結(jié)合面表面的水泥膜、污水和松動(dòng)石子。在繼續(xù)澆筑時(shí),為使新老混凝土牢固結(jié)合,要對(duì)舊混凝土表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜?使其溫度和新澆筑混凝土入模溫度相同。同時(shí)鋪水泥砂漿涂刷后即澆其上混凝土。
3 混凝土低溫條件下施工的管理措施
3.1試驗(yàn)人員負(fù)責(zé)每天天氣預(yù)報(bào)的收聽和氣象記錄，掌握近期氣溫變化情況，并及時(shí)傳達(dá)和匯報(bào)氣象信息，以便及時(shí)采取措施應(yīng)付氣溫驟變；
3.2 在施工中，安排專人定時(shí)測(cè)量日大氣最高和最低溫度時(shí)的混凝土出機(jī)口和攤鋪階段的溫度；
3.3 為了驗(yàn)證低溫條件下混凝土強(qiáng)度的發(fā)展情況，要求每班制作一組同建筑物相同養(yǎng)護(hù)條件的試件；
3.4 在混凝土澆筑過程中，工程管理人員日夜輪流值班，并不定期檢查施工情況。
4 混凝土低溫條件下施工的養(yǎng)護(hù)
混凝土中外加劑的摻量按負(fù)溫混凝土要求施工，應(yīng)根據(jù)混凝土澆筑 5 天內(nèi)的預(yù)計(jì)日最低氣溫來選用防凍劑。當(dāng)預(yù)計(jì)日最低氣溫為-15℃ ～-10℃、-10℃ ～-5℃ 時(shí)宜分別采用規(guī)定的-10℃、-5℃ 的防凍劑。當(dāng)預(yù)計(jì)日最低氣溫為- 5℃時(shí)，可采用早強(qiáng)減水劑并用保溫材料覆蓋。
冬期施工中混凝土澆筑后，在負(fù)溫下硬化是緩慢的，硬化過程可能出現(xiàn)受凍過程。也就是說，硬化過程和受凍過程同時(shí)發(fā)生。在負(fù)溫養(yǎng)護(hù)時(shí)，由于熱交換作用，水泥凝結(jié)硬化過程受溫度的影響要做相應(yīng)的后移，溫度越低水泥的硬化過程越慢，養(yǎng)護(hù)期越長。若混凝土在初凝之前受凍、水泥水化處于剛剛開始階段，混凝土仍保持其塑性性質(zhì)，此時(shí)受凍只影響其可施工性，而損壞不了混凝土本身物理性質(zhì)。若混凝土進(jìn)入凝結(jié)期以后受凍。而混凝土結(jié)構(gòu)正在形成階段。受凍既要破壞水泥的凝結(jié)硬化過程。又會(huì)導(dǎo)致混凝土本身強(qiáng)度及耐久性顯著降低。
負(fù)溫養(yǎng)護(hù)期間，混凝土由初溫受凍不會(huì)突然出現(xiàn)，在施工現(xiàn)場(chǎng)也不會(huì)出現(xiàn)所謂速凍的條件。即使在嚴(yán)寒的條件下有劇烈降溫的可能性，混凝土也會(huì)有一個(gè)適當(dāng)?shù)乃^程。冬期施工中經(jīng)常出現(xiàn)的凍害事故，多數(shù)是在初凝期以后受凍所致。因此，在混凝土澆筑完畢至終
凝期間采取強(qiáng)有力的養(yǎng)護(hù)措施，會(huì)取得良好的質(zhì)量效果。負(fù)溫養(yǎng)護(hù)期間混凝土若發(fā)生早期受凍其形成為:
4.1 凍脹表形和殘余變形大。混凝土內(nèi)部必然存在大量的可凍水，水由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)，體積增大約 9%，這必然導(dǎo)致混凝土體積膨脹，可凍水量越多，混凝土體積膨脹越大。這種凍脹變形在溶解后不能完全恢復(fù)變形而有殘余變形。凍脹變形和殘余變形是混凝土早期受凍過程中由可凍水引起內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷和外表體積變化最直接的綜合表現(xiàn)。因此冬期施工時(shí)控制混凝土的水灰比，對(duì)防止混凝上早期受凍有重要的意義。
4.2 強(qiáng)度損失大。混凝土中可凍體變化使混凝土產(chǎn)生凍脹變形，而凍脹變形又勢(shì)必導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織出現(xiàn)微裂縫。這必然導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度大幅度損失，同時(shí)混凝土的物理性能，如彈性模量、抗拉強(qiáng)度、抗凍、透水和耐久性的顯著降低。這樣，混凝土達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。此外，混凝土低溫條件下施工時(shí)的養(yǎng)護(hù)問題中還必須重視的一個(gè)問題，那就是也應(yīng)該采取措施使大體積混凝土內(nèi)部水化熱的升溫與構(gòu)件表面溫度的溫度差控制在 25℃以內(nèi)防止構(gòu)件溫差裂縫的產(chǎn)生。
5 工程實(shí)例分析
5.1工程概況。某地區(qū)酒店公寓項(xiàng)目建筑為框架結(jié)構(gòu)，樓層28 層，高度 99m，主體工程按施工進(jìn)度兩次進(jìn)入低溫條件下施工。為保證工程質(zhì)量，制定了低溫條件下施工的方案。
5.2低溫條件下施工質(zhì)量控制措施。第一，施工措施。本工程混凝土采用攪拌站送料，混凝土中加入防凍劑1％，早強(qiáng)劑1‰，加入熱水?dāng)嚢瑁ＷC將混凝土的入模溫度控制在 15℃以上。混凝土中防凍劑等外加劑質(zhì)量（有無沉淀及雜質(zhì)等）和濃度由攪拌站控制。第二，施工測(cè)溫。在整個(gè)工地上選取了 3軸、9 軸、lx軸 3 個(gè)有代表性的位置，將測(cè)溫孔編號(hào)，繪制出測(cè)溫孔位置圖，專人負(fù)責(zé)測(cè)溫工作，按“測(cè)溫安排表”進(jìn)行測(cè)溫工作。對(duì)澆筑混凝土完畢后的前 3 天每 2h 測(cè)量一次，以后每晝夜測(cè)量 4 次，每次測(cè)量采集 2：00、8：00、14：00、20：00等 4 個(gè)時(shí)間點(diǎn)的大氣環(huán)境溫度和混凝土溫度。在測(cè)溫管理中，必須做到：一是每天將測(cè)溫記錄報(bào)給工長與技術(shù)管理人員，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取措施并匯報(bào)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)負(fù)責(zé)人；二是測(cè)溫人員在每層或每段停止測(cè)溫時(shí)交一次測(cè)溫記錄，平時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)管理人員和技術(shù)人員匯報(bào)，以便及時(shí)采取措施；第三，保溫措施。每天砌筑后，用草簾對(duì)砌筑表面進(jìn)行覆蓋保溫。梁板混凝土澆筑完后，在上部及時(shí)覆蓋草簾子，搭接長度100mm，草簾應(yīng)該壓牢。柱子采取以草簾子包裹和綁固的方法。
5.3效果分析。一是溫度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析該工程所在地區(qū)溫度，在施工過程中低溫條件下室外平均- 3℃，夜間最低溫度- 8℃，由于采用了充分的保溫措施，工程測(cè)溫的溫度記錄顯示養(yǎng)護(hù)期間混凝土的溫度能夠達(dá)到 5℃～ 9℃，符合混凝土的施工質(zhì)量要求。二是現(xiàn)場(chǎng)回彈儀檢測(cè)強(qiáng)度分析為了檢驗(yàn)混凝土強(qiáng)度的發(fā)展情況，利用回彈儀對(duì)不同齡期的 22 個(gè)區(qū)間設(shè)計(jì)強(qiáng)度為 30MPa 的低溫條件下施工混凝土進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度檢驗(yàn)。結(jié)果表明每個(gè)區(qū)間的混凝土強(qiáng)度均達(dá)到要求。
5 結(jié)束語
混凝土在低溫時(shí),水化作用明顯減緩,強(qiáng)度增長受到阻滯。以上措施可以使混凝土在低溫條件下施工的情況下同樣達(dá)到混凝土建筑的質(zhì)量和外觀標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)踐中還發(fā)現(xiàn)塑性混凝土料受凍影響,強(qiáng)度發(fā)展有如下規(guī)律:受凍后的混凝土,若在正溫中溶解并重新硬結(jié)時(shí),強(qiáng)度可持續(xù)增長。不少工程因偶然事故使混凝土受凍,甚至早期受凍,當(dāng)恢復(fù)加熱養(yǎng)護(hù)后強(qiáng)度持續(xù)增長,其28d強(qiáng)度仍接近標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度。此外,混凝土塌落度越大,水灰比越大,受凍對(duì)其強(qiáng)度和抗?jié)B性影響越大。在低溫條件下混凝土的施工中,加強(qiáng)對(duì)混凝土施工的管理,注意溫度、濕度的控制,以預(yù)防為主中,采取多種措施,保證混凝土質(zhì)量。探索運(yùn)用科學(xué)的方法,逐步提高低溫條件下混凝土施工質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
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