王新光 耿志國
摘 要:當室外日平均氣溫連續5天穩定低于5 ℃或最低氣溫連續5d穩定在-3 ℃以下時即進入冬季施工。進入冬季,混凝土由于自身的溫度反映特點:0 ℃~4 ℃時,比15 ℃時的凝結時間延長3倍;溫度降到0.3℃~0.5 ℃時,混凝土開始凍結后,反應停止;-10 ℃時,水化反應完全停止,混凝土強度不再增長,同時混凝土中水凍脹體積增加9%,硬化的砼結構遭到破壞,及發生凍壞,造成工程結構重大安全隱患,要保證不發生凍寒,冬季施工混凝土前必須要精心安排,提前準備。
關鍵詞:冬季施工 鋼筋 混凝土 溫度
中圖分類號:U2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)03(b)-0078-02
平均氣溫連續5 d穩定在5 ℃以下或最低氣溫連續5 d穩定在-3 ℃以下時,按低溫季節施工。混凝土早期允許受凍臨界強度滿足下列要求:
(1)混凝土不低于7.0 MPa(或成熟度不低于1800 ℃·h)。
(2)非大體積混凝土和鋼筋混凝土不低于設計強度的85%。
低溫季節,施工部位盡量集中。已澆筑的混凝土,在強度低于10 MPa、成熟度小于1800 ℃·h時。
1 作好冬季施工前的準備工作
1.1 前期準備工作
在冬季來臨之前,要提前做好準備,收集施工地區冬季氣溫變化資料,對可能出現的問題作出正確分析,把影響工期的因素消除在萌芽狀態中。對氣象資料也要進行收集,總結出當地的氣溫變化規律、風力情況、最低溫度、下雪狀況等。施工開始后,要注意時刻關注天氣預報,了解天氣的變化,了解未來一周的天氣變化情況,以便防患于未然。
除了了解施工現場天氣狀態外,在施工開始前,還應該編制好冬季施工具體方案性文件,使其成為冬季施工的技術指導性文件,使工程在宏觀上有一個整體的方案。冬季施工技術文件必須包括施工方案和施工組織設計或技術措施,具體包括以下幾方面內容。
(1)冬季施工的生產任務安排和部署。
(2)施工材料進場計劃。
(3)勞動力計劃。
(4)熱源、設備計劃和部署。
(5)冬季施工人員培訓計劃。
(6)工程質量的控制要點。
(7)冬季安全生產的要點。
(8)施工工序及進度安排。
(9)各分項工程的施工方法和施工技術措施。
1.2 作好人員培訓和技術交底工作
作好人員的培訓工作。冬季施工由于在負溫下進行作業,不了解或不熟悉冬季施工規律,極易造成工程質量事故,為保證工程質量,冬季施工前必須進行人員培訓和技術交底。
1.3 作好原材料的檢驗復試及材料的配合比
在冬季施工過程中,對于必須需要進行復試的原材料,必須進行復試,保證原材料的質量。除此之外,在冬季混凝土施工過程中,還需要運用一些外加劑,目前市場上存在著一些偽劣產品,隨著外界溫度的變化,如果不進行原材料的復試,將存在安全隱患,可能會給整個施工帶來不可避免的損失,由此可見,做好原材料的檢驗復試是必要的。
2 加強施工過程中的質量控制
2.1 冬季混凝土的施工方法
盡量白天澆筑砼,夜晚停工。
拌合站冬季蓄水池四周搭設架管用篷布封閉,同時使用鍋爐輸入蒸汽加溫,混凝土采用熱水攪拌,保證水溫不得超過80 ℃。整個攪拌部分施工彩鋼板圍護。投料前,應先用熱水沖洗攪拌機,攪拌時應先投入骨料和已加熱的水,攪拌均勻后再投入水泥和外加劑,以防止發生假凝現象,攪拌時間應較常溫時延長50%(3~3.5 min)。拌制的混凝土出現坍落度減小或發生速凝現象時,應重新調整拌合料的加熱溫度,保證混凝土出機溫度不宜低于15 ℃,且不高于300 ℃。在攪拌混凝土前和停止混凝土攪拌后,用熱水及時沖洗攪拌機。
外加劑為液體材料,存放處搭設防雨、雪儲藏彩鋼棚,三面使用彩鋼圍護,僅留開口用帆布遮擋,內部供應暖氣。
攪拌站設1t加熱鍋爐一臺。
罐車全部采用保暖帆布包裹保溫,混凝土罐車出口在運輸過程中要遮擋,盡量減少溫度損失,運輸到工地時入模溫度不低于5℃。
溫度觀測。
外界氣溫采用人工測溫,每天測量4次。
水、外加劑及骨料的溫度每小時測一次。測量水、外加劑溶液和砂的溫度,溫度計插人深度不小于10 cm,測量粗骨料溫度,插入深度不小于10 cm并大于骨料粒徑1.5倍,且周圍用細粒徑充填。混凝土的機口溫度、運輸過程中溫度損失及澆筑溫度,根據需要測量或每2 h測量一次。溫度計插人深度不小于10 cm。
已澆混凝土塊體內部溫度,埋設測溫孔(孔深大于l5 cm,孔內灌滿液體介質),用玻璃溫度計測量。大體積混凝土澆筑后3 d內加密觀測溫度變化:外部混凝土每天觀測最高、最低溫度;內部混凝土8h觀測一次。其后宜12 h觀測一次。
氣溫驟降和寒潮期間,應增加溫度觀測次數。
承臺養護:混凝土澆筑完成后,頂面覆蓋土工布保溫,上面用草簾覆蓋,現場加溫時間控制:砼為5 ℃以上的養護齡期不得小于48 h,當環境為負溫時,砼5 ℃以上的養護齡期不得小于72 h。混凝土等強超過臨界受凍強度后,拆除模型和加溫設備,四周及時用土回填,頂面繼續按要求二層保溫養生等強。
墩柱養護:墩身四周用帆布封閉,墩頂面套帆布與四周帆布搭接,形成封閉,內部生爐子保溫。現場加溫時間控制:砼為5 ℃以上的養護齡期不得小于48 h,當環境為負溫時,砼5 ℃以上的養護齡期不得小于72 h。混凝土等強超過臨界受凍強度后,拆除模型和加溫設備,外側包裹塑料布保濕,上面在頂面包裹帆布隔風進行等強養生。
2.2 鋼筋工程施工過程中的控制重點
冬季鋼筋施工最主要的是鋼筋的焊接。冬季負溫焊接和常溫有很大的區別,在焊接時要對焊工進行培訓,掌握負溫下的焊接規律,并按說明書的要求對焊條進行烘焙,干燥后再使用,才能保證焊接質量,確保結構安全。焊接質量的好壞直接關系到工程結構的安全。冬季進行鋼筋焊接,影響因素較多,鋼筋焊接前必須根據當地的施工條件、氣溫狀況進行試焊,試焊時先根據氣溫狀況調整焊接參數及焊接工藝,焊接參數和工藝確定后,再進行試焊,試焊的焊件送實驗室實驗,合格后再進行批量焊接。
焊條或焊劑的質量控制。焊劑或焊條在冬季運輸、保存過程中極易受潮,使用受潮的焊劑或焊條會造成焊接熔池中混入氣體停留在焊肉中造成氣孔,影響焊接接頭質量。在使用焊條或焊劑時,要按說明書的要求對焊條或焊劑進行烘焙,干燥后再使用。
2.3 混凝土工程施工過程中質量控制重點
控制好原材料的加熱溫度。冬季施工對混凝土原材料的加熱是保證混凝土早期強度增長的重要因素,在施工過程中要確定原材料的加熱溫度,作好加熱措施,定時進行溫度測量,保證加熱溫度達到要求。
控制好混凝土的入模溫度。施工中作好混凝土澆筑入模溫度,一般不應低于2℃,溫度過低,則容易造成新澆混凝土冷卻過快,使混凝土在很短時間內降至冰點溫度而影響混凝土早期強度增長。
作好試塊的留置工作。根據規范冬季施工試塊留置不少于2組(六塊),與結構同條件養護,分別用于檢驗受凍前混凝土和轉入常溫養護28天的混凝土強度。
加強成品的養護。冬季混凝土的養護管理是保證混凝土質量的重要措施,新澆筑的混凝土,一是作好覆蓋保溫工作,并經常檢查,二是作好混凝土的測溫工作,隨時掌握混凝土的內部溫度,保證混凝土在初凝期不受凍。
2.4 鋼結構工程施工過程中的控制重點
鋼結構工程施工中高強螺栓連接。高強螺栓連的好壞是影響鋼結構質量的一個重要因素,高強螺栓產品說明書中扭矩系數是常溫下的標定值,影響扭矩系數的因素很多,如:環境溫度、終擰時間、擰緊速度等,尤其是環境溫度的影響最大,一般情況下,產品說明書中扭矩系數是常溫下的標定值,在負溫下要重新標定,否則,仍按說明書給的值控制,有可能使螺栓產生的拉應力不足,降低結構的安全度,或導致螺栓擰緊,影響結構的安全度。
3 制定冬季安全施工措施
冬季施工氣溫較低,引發安全事故的因素較多,在施工前要制定相應的冬季安全施工措施,配備必要的安全防護用品,對施工人員進行安全教育,尤其是高空作業和特殊工種的教育,并加強現場施工管理工作,確保工程安全施工。
4 結語
冬季施工雖不常發生,但施工前如果不提前準備和防范,會影響工程質量、進度,措施不當會給工程質量帶來隱患,因此,在工程即將進入冬季前作好防范,在施工期間作好控制是必要的,是保證工程質量必須的措施。
參考文獻
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[2]TZ210-2005,鐵路混凝土工程施工技術指南[S].北京:中國鐵道出版社,2009.