冬季混凝土施工質(zhì)量控制研究

董宇飛

【摘要】文章結(jié)合天津地區(qū)的工程實(shí)例，重點(diǎn)分析了冬季混凝土施工質(zhì)量控制措施。

【關(guān)鍵詞】冬季；混凝土施工；質(zhì)量控制

通常連續(xù)5天日平均氣溫低于5°C或日最低氣溫低于-3°C時(shí)，就要采取冬季施工措施。以往天津市冬施期為11月15日～3月15日，總計(jì)天數(shù)128天。根據(jù)歷年氣溫變化規(guī)律，冬季施工分為以下兩個(gè)階段：第一階段為低溫階段（大氣溫度不低于-5℃），時(shí)間在每年11月15日至12月中旬和來(lái)年的2月中旬至3月15日，大約70-80天。第二階段為極低氣溫階段（大氣溫度低于-5℃），時(shí)間在每年12月下旬至來(lái)年2月中旬，特別的1月屬天津地區(qū)氣溫最低月份，日最低氣溫在-10℃左右。

一、混凝土的攪拌、運(yùn)輸控制要點(diǎn)

通常是在施工現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土。由于拌合料加熱使混凝土稠度加大等原因，為了加強(qiáng)攪拌效果，最好選用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，尚應(yīng)考慮低溫季節(jié)點(diǎn)，盡量選用容量大的攪拌機(jī)，減少使用臺(tái)數(shù)，有多臺(tái)拌合樓時(shí)，在滿足施工要求情況下，盡量集中使用，較少冬季施工措施費(fèi)用，并便于管理。

冬季混凝土的運(yùn)輸應(yīng)考慮對(duì)運(yùn)輸機(jī)具進(jìn)行適當(dāng)?shù)乇兀蚶眠\(yùn)輸車的廢氣進(jìn)行加熱。運(yùn)輸時(shí)間和距離應(yīng)盡量縮短，裝卸次數(shù)盡量少，在運(yùn)輸過(guò)程中的溫度損失不宜超過(guò)5-6℃。在運(yùn)輸、澆筑過(guò)程中的溫度和覆蓋的保溫材料，應(yīng)符合熱工計(jì)算的數(shù)值，當(dāng)不符合要求時(shí)，可采取提高原材料加熱溫度，減少裝卸次數(shù)，縮短運(yùn)輸時(shí)間等措施給予調(diào)整。

二、混凝土的澆筑控制要點(diǎn)

第一，混凝土澆筑前，應(yīng)清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢。模板宜用木模板，有條件時(shí)，澆筑前可用熱空氣噴模板面及鋼筋。倉(cāng)前混凝土應(yīng)即時(shí)入模，不得延誤。混凝土經(jīng)振搗成型后應(yīng)立即覆蓋，必須保證混凝土在開(kāi)始養(yǎng)護(hù)（加熱）前的溫度滿足要求；第二，冬季不得在強(qiáng)凍脹性地基土上澆筑混凝土，在弱凍脹性地基土上澆筑混凝土?xí)r，地基土不得遭凍。常可采用保溫、預(yù)熱或摻用外加劑等措施防凍，當(dāng)在非凍脹性地基土上澆筑混凝土?xí)r，混凝土受凍必須達(dá)到預(yù)期的抗凍臨界強(qiáng)度；第三，對(duì)加熱養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，模板的支撐、澆筑程序和施工縫位置，應(yīng)考慮到能夠防止加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)較大的溫度應(yīng)力。當(dāng)加熱溫度超過(guò)40℃時(shí)，由于溫度高，勢(shì)必在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力，為消除結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度應(yīng)力，應(yīng)通過(guò)計(jì)算，征得設(shè)計(jì)單位同意，在結(jié)構(gòu)跨中適當(dāng)位置設(shè)溫度施工縫；第四，分層澆筑厚大整體式結(jié)構(gòu)混凝土?xí)r，已澆筑層的混凝土溫度在未被上一層混凝土覆蓋前不應(yīng)低于2℃，采用加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)養(yǎng)護(hù)層的溫度也不得低于2℃。

由上可知，混凝土運(yùn)輸澆筑過(guò)程中也可能需要一定的熱能補(bǔ)充，以滿足澆注前的保溫、地基防凍及澆筑后初期的熱應(yīng)力控制要求。

三、混凝土的養(yǎng)護(hù)控制要點(diǎn)

根據(jù)自然條件，熱源條件和使用原材料的不同，我國(guó)冬季混凝土養(yǎng)護(hù)施工方法大致可以分為了兩大類：第一，養(yǎng)護(hù)期間不加熱的方法。當(dāng)外界氣溫不很低時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較厚大，混凝土澆筑前可提高混凝土拌合物的初始溫度。加之水泥初期水化時(shí)利用水泥的水化熱，使混凝土在入模后有一定的溫度，加上模板外面用保溫料進(jìn)行保溫蓄熱，不需再養(yǎng)護(hù)期間額外加熱，即可使混凝土在短期內(nèi)，或混凝土內(nèi)溫度降低到0℃以前，即可獲得必要的允許受凍臨界強(qiáng)度的施工方法；第二，養(yǎng)護(hù)期間加熱的方法。當(dāng)天氣嚴(yán)寒、氣溫較低，對(duì)于不太厚大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，混凝土澆筑后，要求強(qiáng)度能有較快的增長(zhǎng)，若只做簡(jiǎn)單的保溫蓄熱，混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)達(dá)不到預(yù)期要求，則需要利用外部熱源對(duì)新澆筑的混凝土進(jìn)行加熱養(yǎng)護(hù)。加熱方法又可分為間接加熱法和直接加熱法，間接加熱法即利用加熱器先加熱空氣或水，然后由熱空氣或蒸汽來(lái)加熱養(yǎng)護(hù)混凝土，如暖棚法、蒸汽加熱法等；直接加熱法即由加熱器直接加熱混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

在本工程中，對(duì)于混凝土的養(yǎng)護(hù)主要采用了蓄熱法和暖棚法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（一）工程實(shí)例

該工程位于天津地區(qū)，屬于外環(huán)東北部條線工程第一標(biāo)段。該工程主要涉及承臺(tái)及墩柱養(yǎng)護(hù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)于承臺(tái)采取蓄熱法養(yǎng)護(hù)，墩柱則采用暖棚法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（二）具體養(yǎng)護(hù)方案

1.承臺(tái)養(yǎng)護(hù)

由于承臺(tái)位于地面以下，澆筑完成后在四周及上表面覆蓋厚阻燃棉被進(jìn)行養(yǎng)生。養(yǎng)生期間混凝土溫度在升溫和降溫期間每小時(shí)一次，混凝土在恒溫期間每?jī)尚r(shí)一次，并做好測(cè)量記錄。在混凝土施工過(guò)程中要在澆筑地點(diǎn)隨機(jī)取樣制作試件，除做28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)外，保留2組同條件養(yǎng)護(hù)。承臺(tái)澆筑前使用電暖器對(duì)模板進(jìn)行預(yù)熱，在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中使用厚阻燃棉被覆蓋完全，保證模板不外漏。承臺(tái)由于采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)溫度不得低于10℃。

2.墩柱養(yǎng)護(hù)

本方案中對(duì)于墩柱主要采用搭設(shè)暖棚進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在安裝墩柱模板時(shí)，用阻燃棉被把外露模板全部包裹起來(lái)。墩柱在澆筑混凝土前，在構(gòu)筑物周圍用鋼管搭設(shè)大棚，用厚帆布包裹密封，大棚搭設(shè)必須牢固、不透風(fēng)。保溫棚高度以滿足封閉。混凝土拆模后，墩柱外側(cè)同樣采用阻燃棉被包裹。暖棚內(nèi)采用電暖器加溫，每個(gè)暖棚根據(jù)根據(jù)高度不同，每3m設(shè)置一層，每層4-6個(gè)，保證澆注前及養(yǎng)生時(shí)模內(nèi)溫度在5℃以上。暖棚的出入口設(shè)專人管理，防止棚內(nèi)溫度下降，造成風(fēng)口處混凝土受凍。電暖氣在棚內(nèi)均勻布置，使構(gòu)件的環(huán)境溫度一致。混凝土澆筑前就加熱電暖器進(jìn)行預(yù)熱，加熱時(shí)應(yīng)保持構(gòu)件均勻受熱。并安排專人觀測(cè)棚內(nèi)溫度，養(yǎng)生時(shí)升溫過(guò)程中觀測(cè)每小時(shí)進(jìn)行一次，恒溫是每?jī)尚r(shí)觀測(cè)一次并作好記錄。

以截面面積最大的Q型墩柱（3.5mX1.8m）為例，墩柱冬施布置如下圖。

拆模前應(yīng)測(cè)量棚內(nèi)溫度，使棚內(nèi)溫度與外界溫差不大于15℃，當(dāng)環(huán)境溫度在0℃以下時(shí)，應(yīng)待混凝土冷卻到5℃以下后，方可拆模。

由橋梁施工規(guī)范知普通硅酸鹽水泥配制的混凝土強(qiáng)度未達(dá)到40%以前不得受凍，由下圖知425水泥配制混凝土在5℃的養(yǎng)護(hù)條件下7天可達(dá)到40%強(qiáng)度，由于承臺(tái)及墩柱均為C35混凝土，現(xiàn)場(chǎng)要求在達(dá)到15MPa前混凝土不得受凍。

混凝土達(dá)到40%的養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度后，不得一次性撤除養(yǎng)護(hù)設(shè)施，應(yīng)首先逐步撤除電暖器，避免溫度劇烈變化。在全部撤除電暖器后在確保暖棚內(nèi)外溫差不大于15℃的前提下方可撤除相應(yīng)設(shè)施。

總之，文章結(jié)合天津地區(qū)冬季混凝土施工具體方案，探討了混凝土運(yùn)輸、澆筑以及養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的重點(diǎn)，以期給同類工程作為參考。

【參考文獻(xiàn)】

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