冬期混凝土工程質(zhì)量控制

肖 建

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

?

冬期混凝土工程質(zhì)量控制

肖 建

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

介紹了冬期施工期限界定及混凝土的受凍機(jī)理，并對冬期施工中常用的綜合蓄熱法進(jìn)行了闡述，從混凝土拌制、運輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)、檢查等方面，探討了冬期混凝土施工技術(shù)，從而滿足工程進(jìn)度及質(zhì)量要求。

冬期施工，混凝土，綜合蓄熱法，質(zhì)量檢查

1 冬期施工期限界定及混凝土受凍機(jī)理

當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定低于5 ℃即進(jìn)入冬期施工，相反，連續(xù)5 d高于5 ℃即可解除冬期施工。這種界定要求通常工程技術(shù)人員都了解，但往往在未達(dá)到冬期施工條件之前，會遇寒流突襲，出現(xiàn)氣溫驟降的現(xiàn)象，當(dāng)氣溫降到0 ℃以下時，也應(yīng)按冬期施工要求執(zhí)行，這一點應(yīng)引起工程技術(shù)人員重視，及早進(jìn)行冬期施工技術(shù)組織準(zhǔn)備，防患于未然。

混凝土由水泥、粗細(xì)骨料、水、摻合料及外加劑組成，在一定溫度下，水泥水化作用后使混凝土初凝、終凝，強(qiáng)度逐漸提高，達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度要求。水泥水化反應(yīng)的速度主要與水泥品種有關(guān)，同時和混凝土組成成分比例、養(yǎng)護(hù)溫度有直接關(guān)系，溫度越高水化反應(yīng)越快，反之越慢。在冬期施工時，混凝土澆筑成型后，如不采取任何措施使其達(dá)到負(fù)溫條件，混凝土中的水會結(jié)冰，此時固態(tài)的水無法使水泥發(fā)生水化反應(yīng)，因此，混凝土強(qiáng)度無法增長，水在變成冰時體積大約達(dá)到原來的1.09倍，水由液態(tài)變成固態(tài)時，混凝土在強(qiáng)大的膨脹應(yīng)力作用下相應(yīng)產(chǎn)生膨脹，導(dǎo)致發(fā)生破壞。如在未達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度發(fā)生凍害，使混凝土結(jié)構(gòu)得以破壞，即使當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度達(dá)到正溫時, 強(qiáng)度增長也受到限制，影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正常使用。由此，冬期混凝土工程在未達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度前，提高混凝土溫度或采取措施降低水的冰點，避免早期受凍是關(guān)鍵。

2 綜合蓄熱法概述

綜合蓄熱法指摻早強(qiáng)劑或早強(qiáng)型復(fù)合外加劑的混凝土澆筑成型后，利用原材料加熱以及水泥水化反應(yīng)放熱，并采取適當(dāng)保溫措施延緩混凝土冷卻，在混凝土溫度降到0 ℃以前達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度的施工方法。當(dāng)室外氣溫不低于-15 ℃時，冬期混凝土工程采用綜合蓄熱養(yǎng)護(hù)法施工，可選用較低的受凍臨界強(qiáng)度，不小于4.0 MPa即可停止保溫，操作簡單、便于施工，投入的外界人工熱源極少，可降低能耗和材料消耗。因此，在混凝土冬期施工中，綜合蓄熱法是較為常見的混凝土養(yǎng)護(hù)方法。

3 混凝土施工

3.1 混凝土拌制

冬期露天堆放的骨料要覆蓋，雨雪過后及時清理冰雪、凍塊，混凝土配料時不得含有冰雪。混凝土先采用熱水拌合，如達(dá)不到熱工計算要求時，也要提高骨料溫度。加熱時隨時進(jìn)行測溫，保證達(dá)到熱工計算且溫度不超標(biāo)。水和骨料的加熱溫度與水泥強(qiáng)度等級有關(guān)：水泥強(qiáng)度等級小于42.5時，水溫不超過80 ℃，骨料溫度不超過60 ℃；水泥強(qiáng)度等級42.5，42.5R及以上時，水溫不超過60 ℃，骨料溫度不超過40 ℃。當(dāng)不能滿足要求時，可將水加熱到100 ℃，但必需先將水和骨料拌合后再加水泥，水泥不能和溫度超過80 ℃的水直接接觸。拌制混凝土應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級不小于 42.5，水泥不能加熱，袋裝水泥應(yīng)存放在暖棚中，散裝水泥罐外壁設(shè)保溫層。單位體積混凝土中的水泥用量不宜少于 280 kg,混凝土水灰比不應(yīng)大于0.55，混凝土攪拌時間比常溫時延長30 s～60 s，商品混凝土出罐溫度不宜低于15 ℃。混凝土中摻加的外加劑應(yīng)進(jìn)行復(fù)試檢驗，檢驗數(shù)據(jù)符合GB 50119混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范的規(guī)定方可使用。氯鹽類外加劑在鋼筋混凝土中使用時，摻量不得超過水泥重量的 1%，氯鹽類外加劑在素混凝土中摻量不得大于水泥重量的3%,規(guī)定不得摻加氯鹽的鋼筋混凝土中嚴(yán)禁使用氯鹽外加劑。

3.2 混凝土運輸、澆筑

冬期混凝土工程施工前，編制專項施工方案并對參與冬施人員教育培訓(xùn)，做好技術(shù)、組織準(zhǔn)備，施工現(xiàn)場準(zhǔn)備好保溫設(shè)施和材料。給商品混凝土攪拌站下發(fā)需用計劃時，詳細(xì)準(zhǔn)確地提供混凝土澆筑部位、強(qiáng)度等級、計劃用量、混凝土保溫條件及有無特殊要求等。混凝土澆筑現(xiàn)場、攪拌站和運輸車輛之間保持通訊暢通, 保證生產(chǎn)運輸?shù)倪B續(xù)性,縮短運輸時間,降低運輸過程熱量損失，考慮商品混凝土在運輸過程中的熱量損失，要求在商品混凝土出罐時不低于15 ℃，澆筑到作業(yè)面時不低于5 ℃。

澆筑混凝土前,應(yīng)清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢，如必須用水沖洗時，要采用熱水沖洗后及時澆筑混凝土，以防水凍結(jié)后在混凝土中形成隔離層或孔洞。用溫度不低于40 ℃的熱水潤管，以防管內(nèi)接冰,潤管用水不得放入模板內(nèi),不得將潤管砂漿集中在一處,要均勻散開。澆筑過程嚴(yán)禁私自往罐車內(nèi)加水，如果混凝土坍落度過小難以泵送,可在混凝土攪拌站技術(shù)人員的指導(dǎo)下,適量添加隨車帶的高效減水劑,攪拌均勻后仍可繼續(xù)使用,如果混凝土的坍落度過大,做退貨處理，嚴(yán)禁隨意使用。當(dāng)分層澆筑混凝土?xí)r,對已澆筑的部位臨時保溫，在下一層澆筑時，已澆筑的混凝土不得低于2 ℃。冬期混凝土初凝時間一般為8 h～10 h,終凝時間為12 h～14 h，適當(dāng)把握好抹面時間,抹面后及時覆蓋塑料薄膜并加蓋保溫材料養(yǎng)護(hù),以保證混凝土初凝前不受凍。按混凝土取樣批量留設(shè)試塊，每批留設(shè)4組試塊，分別用于檢測：28 d標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度、同條件養(yǎng)護(hù)受凍臨界強(qiáng)度、同條件養(yǎng)護(hù)轉(zhuǎn)常溫強(qiáng)度、同條件等效養(yǎng)護(hù)齡期達(dá)到600 ℃·d。

3.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

冬期混凝土養(yǎng)護(hù)，綜合蓄熱法是最常用且經(jīng)濟(jì)的養(yǎng)護(hù)方法，應(yīng)優(yōu)先采用。在施工環(huán)境最低溫度不低于-15 ℃時，拌合混凝土?xí)r將水、骨料按規(guī)定溫度加熱，并摻入一定比例的外加劑，使混凝土入模溫度達(dá)到5 ℃以上，通過水化放熱、蓄熱保溫或短期人工外界加熱，使混凝土冷卻至0 ℃前或外加劑規(guī)定的負(fù)溫前達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度，停止保溫措施后強(qiáng)度繼續(xù)增長,混凝土達(dá)到設(shè)計的強(qiáng)度等級。

混凝土澆筑后及時覆蓋保溫材料，通過熱工計算確定保溫材料的厚度，覆蓋保溫材料要保持嚴(yán)密，對臨邊、易散熱的部位保溫材料的厚度是其他部位的2倍～3倍。保溫材料隨澆筑收面順序依次覆蓋，嚴(yán)禁踩踏腳印。保溫材料固定牢靠，以免大風(fēng)將保溫層吹開，使混凝土失水和受凍。如通過上述保溫措施達(dá)不到熱工計算養(yǎng)護(hù)溫度要求，可將作業(yè)層封閉后進(jìn)行人工加熱提高環(huán)境溫度。

混凝土養(yǎng)護(hù)期間，測溫工作是關(guān)鍵。在澆筑混凝土?xí)r，要預(yù)埋好測溫孔，按照施工方案進(jìn)行測溫,保證測溫次數(shù)和數(shù)據(jù)真實。測溫人員及時對記錄進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計，關(guān)注溫度變化規(guī)律，如發(fā)現(xiàn)降溫過快立即通知項目負(fù)責(zé)人并采取加強(qiáng)措施,資料員將完整的測溫記錄歸入技術(shù)檔案。采用綜合蓄熱養(yǎng)護(hù)法時，混凝土在未達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度之前，每4 h～6 h測一次溫，達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度之后，方可停止測溫。大體積混凝土測溫還需符合GB 50496大體積混凝土施工規(guī)范。

冬期施工混凝土養(yǎng)護(hù)注意事項：

對柱頂、懸挑小型構(gòu)件等保溫薄弱部位要重點檢查保溫覆蓋情況，關(guān)注混凝土早期養(yǎng)護(hù)溫度,不能滿足要求時，采取加強(qiáng)保溫措施。養(yǎng)護(hù)期間保持覆蓋保溫的完整性，如測量放線時要小范圍依次掀開保溫材料，相應(yīng)依次及時覆蓋。混凝土達(dá)到停止保溫強(qiáng)度，但與外界溫差大于20 ℃時，延長保溫時間，使混凝土溫度逐漸和環(huán)境溫度接近，防止出現(xiàn)溫度裂縫。

3.4 受凍臨界強(qiáng)度測定

冬期施工混凝土工程的保溫期限主要根據(jù)混凝土的早期強(qiáng)度決定，保溫時間過短會使混凝土早期受凍，保溫時間過長必將增加費用。合理控制停止保溫時間，不但便于組織施工，還可以有效提高保溫材料的周轉(zhuǎn)率，降低工程施工成本。但在沒有依據(jù)的情況下過早停止保溫，會導(dǎo)致混凝土早期受凍及出現(xiàn)溫度裂縫，甚至發(fā)生質(zhì)量事故。目前,大多數(shù)的工程項目通過測試混凝土試塊的抗壓強(qiáng)度確定混凝土構(gòu)件是否達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度，決定停止保溫時間。完全按這種方法確定時間，有一定的弊端，同時，測定試塊強(qiáng)度較為復(fù)雜且必須多留置試塊，在預(yù)壓試塊不符合要求時以備用，實際操作起來工作量大。利用混凝土成熟度推算早期強(qiáng)度簡便易行，是一種很好的方法，可以在實際中直接指導(dǎo)施工。特別在混凝土成熟度不大于840 ℃·d 時，前期混凝土的強(qiáng)度增長與時間、溫度之間的關(guān)系比較直觀、準(zhǔn)確,為工程實體準(zhǔn)確確定受凍臨界強(qiáng)度、停止保溫時間可提供可靠的理論計算依據(jù)。通過成熟度推算混凝土早期強(qiáng)度時，選用的混凝土養(yǎng)護(hù)溫度和大氣溫度記錄必須真實、可靠，以保證成熟度推算早期強(qiáng)度的準(zhǔn)確性。

3.5 混凝土質(zhì)量檢查

1)檢查表面，看是否受凍、有收縮裂縫；在保溫時是否損壞混凝土，表面是否留有腳印，棱角有無破壞；施工縫部位是否受凍。

2)檢查同條件試塊是否在與結(jié)構(gòu)實體相同的環(huán)境養(yǎng)護(hù)，保證試塊反映的強(qiáng)度真實、有代表性。

3)檢查成熟度計算，應(yīng)用成熟度法推算早期強(qiáng)度時選用的測溫數(shù)據(jù)是否真實有效、符合實際。

4 結(jié)語

在冬期施工中要保證混凝土工程質(zhì)量,必須采取必要的技術(shù)組織措施，要從控制商品混凝土拌制、運輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)、受凍臨界強(qiáng)度控制入手，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求執(zhí)行,以避免混凝土工程在冬期施工中留下質(zhì)量隱患，從而提升工程質(zhì)量。

[1] GB 50204—2015,混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[2] GB/T 50107—2010，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].

[3] JGJ/T 104—2011，建筑工程冬期施工規(guī)程[S].

The quality control of winter concrete engineering

Xiao Jian

(ShanxiSecondConstructionGroupLimitedCompany,Taiyuan030013,China)

This paper introduced the winter construction period definition and cold mechanism of concrete, and elaborated the commonly used comprehensive thermal storage method in winter construction, from the concrete mixing, transportation, pouring, maintenance, inspection and other aspects, discussed the winter concrete technology, so as to meet the engineering schedule and quality requirements.

winter construction, concrete, comprehensive thermal storage method, quality inspection

1009-6825(2017)09-0201-02

2017-01-15

肖 建(1975- )，男，工程師

TU712.3

A