李 慧
(甘肅第七建設集團股份有限公司,甘肅 蘭州 730070)
當室外日平均氣溫連續5天低于5℃或最低氣溫連續5天穩定在-3℃以下時的混凝土施工稱為冬季施工。我國許多地方有較長的寒冷季節,由于受工期制約,許多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。冬季施工,混凝土容易受凍害損傷,至于新拌混凝土受凍害損傷后則會導致混凝土凍脹破壞。對于常年負溫期為130d左右的地區,防治混凝土受凍害損傷至關重要。冬季施工如何采取措施確保混凝土施工質量,本文在此作深入探析。
(1)溫度較低時,水與混凝土發生反應的速度會降低,影響鋼筋混凝土的凝固質量和水泥固化的效率。
(2)當溫度低于0℃時,鋼筋混凝土中的水會出現結冰的情況,超過一定閾值后,會產生明顯的冰脹應力,對混凝土內部結構造成破壞,降低混凝土的抗壓強度。
(3)受溫度的影響,鋼筋、骨料等結構的表面會出現冰凌,影響其與混凝土的結合度,易出現斷裂的情況;
(4)混凝土澆筑后,在低溫作用下,混凝土會出現內熱外冷的情況,當混凝土的抗拉強度低于混凝土收縮的約束力時,混凝土會出現裂縫的現象;
(5)混凝土混合物水灰比大會出現泌水現象,如氣溫較低,水泥的水化熱作用會降低,混凝土由于失水過快,會出現表面酥松、干裂的情況。
一般情況下,混凝土強度增速會隨著溫度的降低而減慢,在外界溫度降至5℃時,混凝土水化作用明顯減慢,外界溫度降到0℃時,混凝土的水化作用完全停止。如何避免混凝土出現早期凍害,確保混凝土即使處于低溫環境下,仍然能夠發揮出理想的水化作用,是冬季鋼筋混凝土施工的關鍵。主要采取蓄熱+防護的方式,保證混凝土溫度始終處于低溫臨界值以上,最大程度避免游離水結冰進而產生凍脹應力。
低溫環境下,混凝土初凝及終凝速度均會有所放緩,混凝土表面將凝結少量水,導致水灰比增大,進而給混凝土抗滲能力造成不良影響。因此,如何快速確定最短養護時間,保證實際養護時間大于最短養護時間的前提下,盡量縮短養護齡期,是冬季施工應重點考慮的問題。
混凝土受凍后,其物理性能將發生明顯改變。試驗表明,一次受凍、反復凍融均會給混凝土耐久度、整體強度造成不利影響,影響混凝土的施工質量。施工期間,應根據現場情況、實時溫度和施工所用水泥類型,選擇合適的施工方法,確?;炷聊途眯约皬姸饶軌驖M足施工要求。
在冬季,因氣溫較低導致鋼筋混凝土內部結構發生變化,影響施工質量。因此,在施工時必須對溫度進行嚴格控制,在氣溫連續5d 低于5℃時,要采取冬季施工措施。例如,在混凝土施工前,可以先將混凝土原材料進行解凍、加熱,確保其滿足后續的施工要求;做好混凝土的日常養護工作,在其表面覆蓋保溫布或其它遮蓋物,減少受凍情況;在混凝土運輸過程中,需對其進行覆蓋,延緩其溫度下降的速度,確?;炷良词惯_到受凍臨界強度,仍然不會出現質量受損的問題,以此達到保護混凝土工程的目的。
因水灰比與混凝土的黏結度和保水性有直接關系,所以,在冬季施工過程中,要將水灰比控制在0.6以下,坍落度一般控制在1~3cm[1]。在對混凝土各原材料進行攪拌時,相較于常溫狀態下的天氣,冬季的攪拌時間要適當延長1~2min,在對其進行振搗時,要對混凝土的密實度進行嚴格控制,如條件允許,可以利用混凝土真空吸水方式進行處理,以確?;炷恋谋K院褪湛s性符合要求。
澆筑完后應盡快對混凝土進行養護,避免混凝土出現裂縫或其他質量問題。目前,較為常見的養護方式主要包括三種,分別是暖棚養護、負溫養護、覆蓋養護。其中,暖棚養護需在被養護結構、構件外搭設暖棚,在棚內安裝火爐或電熱器,通過對棚內空氣進行加熱的方式,為混凝土打造正溫環境。負溫養護的原理是向混凝土內摻入適量防凍劑,確保其即使處于低溫環境下,仍然能夠做到持續硬化。覆蓋養護是指在混凝土表面覆蓋棉被、草席等物品,減緩溫度下降速度,從而達到養護的目的[2]。
冬季進行鋼筋混凝土施工時,為保證工程的施工質量,必須要做好施工前的準備工作。
(1)技術準備。工程管理人員要組織所有相關人員熟悉工程圖紙,做好冬季施工技術交底工作,保證工程的規范有序開展;各參與方要對施工圖紙進行會審,確保施工方案、施工圖紙的完善性,如發現存在不足,要及時做好協調變更工作;對材料、設備做好質量控制工作,以冬季施工方案為依據,對各種設備的參數進行重新調整,避免施工過程中出現故障,影響施工進度[3]。
(2)材料準備。根據工程的實際情況,結合施工進度要求,對材料的進場數量和進場時間進行嚴格控制,并按照種類、性質以及規格對其進行分類存放;對于水泥的存放,工地應有專用庫房,庫房必須保證干燥,存放袋裝水泥時,底部要有墊板,一般高于30cm 即可,并且四周離墻約30cm,堆放高度一般以10袋為宜,堆放要做到先進先出,防止因存放過久而降低使用性能;對暖氣管道的水管以及閥門等要做好保暖措施,并將其與混凝土攪拌處進行連接,為后續工作奠定基礎。
(1)鋼筋施工時,要遵循施工標準進行作業,保證施工規范性,避免因人為因素造成鋼筋損傷。
(2)對鋼筋進行綁扎、安裝時,要先將鋼筋表面的冰雪及建筑雜物進行清理,再結合施工圖紙和設計要求進行安裝,以保證安裝質量符合施工要求。
(3)對鋼筋進行澆筑或焊接前,要將其雜物進行清除,在此基礎上,采用電弧焊搭接焊方法進行焊接,接頭位置一般要采用雙面焊,在確保焊接質量符合施工要求后,方可進行后面工序。值得注意的是,當氣溫低于-20℃時,不允許焊接,以免影響工程質量。
(1)混凝土施工質量的控制,首先需合理選擇混凝土原材料。冬季一般以42.5R普通硅酸鹽水泥為主,同時,選擇的砂、石子要求質地堅硬,在對原材料進行攪拌時,骨料的加熱溫度要控制在50℃以下,水溫控制在80℃以下,粉質防凍劑要先放在水中進行溶解,攪拌順序要放在最后。
(2)混凝土澆筑時,要嚴格控制均勻性和密實性,并做好防凍措施,避免出現容器、設備凍結的情況;在對施工縫澆筑混凝土時,要先將雜物清理干凈后再進行澆筑,并在其上面鋪一層砂漿[4]。
(3)混凝土澆筑結束后,要做好后期的養護工作??梢栽谄浔砻驿佋O塑料薄膜或草袋(如圖1),根據混凝土的強度情況,并結合氣溫等因素進行拆模,拆模溫度一般控制在20℃左右,如在拆模時發現有凍害的情況,要及時進行處理后方可繼續拆模。
圖1 混凝土表面鋪設塑料薄膜圖示
(1)模板安裝前,需將其表面的冰雪及污漬等清理干凈,并涂刷隔離劑后方可進行安裝。
(2)對土壤情況進行勘察,確保地基的夯實性,避免將模板安裝在凍土上。安裝時,要在其底部鋪設墊板,避免出現損壞地基的情況。
(3)對跨度大于4m 的現澆鋼筋混凝土梁或混凝土板進行設計時,要按照相應的標準進行起拱,起拱的高度一般為跨度的1/1000~3/1000。
(4)對于固定在模板上的預埋件要嚴格控制,避免出現預留孔或預埋件遺漏的情況,保證安裝的牢固性,安裝結束后需進行檢驗,檢驗合格后方可澆筑混凝土。
(5)進行混凝土澆筑時,要觀察模板和支架的承載力情況,如承載力不足,會導致混凝土澆筑失敗。
一方面,應執行持證上崗制度,對于電氣、起重等特殊工種,應加大培訓力度,通過施工前的培訓,對施工人員的操作流程進行規范和統一。另一方面,引進新設備后,及時組織施工人員進行培訓,確保其可以熟練掌握新設備的使用方法,保證工程的高質量。
通過分析可知,在溫度較低的冬季進行鋼筋混凝土施工的難度極大,要想使施工質量達到預期,關鍵是要準確把控溫度給項目施工帶來的影響,合理控制溫度及水灰比,并采取合適的保溫防護措施,才能使施工質量和效率得到顯著提高,確保項目能夠如期交付并投入使用。