一級(jí)建造師市政公用工程管理與實(shí)務(wù)考試必備講義匯編4650 城市橋梁篇66

砼冬期施工的一些問(wèn)題一砼冬施的關(guān)注點(diǎn)1.低溫或負(fù)溫下,砼強(qiáng)度發(fā)展緩慢;2.早期受凍,砼性能將嚴(yán)重受損;3.要同時(shí)滿(mǎn)足施工性能,抗凍融、耐腐蝕等耐久性和經(jīng)濟(jì)性的要求;4.容易產(chǎn)生溫度裂縫;5.不同的冬施方法:適用性,優(yōu)缺點(diǎn).6.對(duì)原材料,配合比,溫控,保溫,養(yǎng)護(hù)和拆模的特殊要求.二砼冬施基本原理1.溫度下降,水泥的水化速度迅速減慢.硅酸鹽水泥在-10℃以下,基本停止水化;2.砼在臨界抗凍強(qiáng)度前受凍,將使砼的力學(xué)性能和耐久性嚴(yán)重受損.3.提高砼和環(huán)境溫度,降低水膠比,摻加外加劑〔減水劑,早強(qiáng)劑,引氣劑及合格的抗凍劑〕都可以提高砼早期強(qiáng)度和抗凍性.有利于冬季施工.4.不同水泥礦物,其水化速度和水化熱高低次序?yàn)榱蜾X酸鈣＞鋁酸三鈣＞硅酸三鈣＞鈣鋁酸四鈣＞硅酸二鈣,礦物摻和料中:硅灰＞礦渣粉＞粉煤灰.提高水泥細(xì)度也有利早強(qiáng).5.砼硬化后的抗凍融性與砼水膠比,含氣量,砼飽水度及環(huán)境的凍融次數(shù)密切相關(guān),與砼早期是否受凍也有很大關(guān)系.6.砼內(nèi)外溫差過(guò)大,環(huán)境急劇降溫和干燥收縮過(guò)大都可能造成砼的開(kāi)裂.在冬施中要特別關(guān)注,必須采取措施預(yù)防.三砼的早期受凍1.冬期:砼結(jié)構(gòu)環(huán)境晝夜平均氣溫連續(xù)3d低于5℃或最低氣溫低于-3℃.2.砼成型后立即受凍,抗壓強(qiáng)度將損失25-50%;在受凍臨界強(qiáng)度前受凍,將損失10%以上;如經(jīng)多次凍融,強(qiáng)度損失更大.砼早期受凍,對(duì)鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度,彎拉強(qiáng)度,抗凍性和抗?jié)B性都有很大損失.3.砼受凍臨界強(qiáng)度:一般砼為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%;4.浸水凍融砼為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%.摻礦渣和粉煤灰的砼為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%.四滿(mǎn)足耐久性要求（1）碳化環(huán)境*T1T2T3（2）氯鹽環(huán)境L1L2L3（3）化學(xué)侵蝕環(huán)境H1H2H3H4（4）凍融破壞環(huán)境D1D2D3D4

1.砼抗凍性環(huán)境溫度正溫負(fù)溫交替頻繁,累進(jìn)破壞;砼飽和含水率大于90%;華北地區(qū)屬寒冷地區(qū),對(duì)于水位交界區(qū)的砼對(duì)抗凍要求很高,56d砼抗凍等級(jí)≧300.2.提高高抗抗凍凍性性的的措措施施1.降低水水膠比可可明明顯顯提提高高抗抗凍凍性性.在水水膠膠比比大大于于0.4時(shí),礦物物摻摻和和料料對(duì)對(duì)抗抗凍凍性性有有不不利利的的影影響響,要控控制制摻摻量量.2.摻加引引氣氣減減水水劑劑或或引引氣氣劑劑.砼拌拌和和物物的的含含氣氣量量應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)抗抗凍凍等等級(jí)級(jí)的的要要求求經(jīng)經(jīng)試試驗(yàn)驗(yàn)確確定定。?？箍箖鰞龅鹊燃?jí)級(jí)F300以上上,砼含含氣氣量量一一般般要要大大于于5%，氣氣泡泡間間距距系系數(shù)數(shù)宜宜<250微米米.3.選用用抗抗凍凍性性好好的的粗粗骨骨料料.吸水水嚴(yán)嚴(yán)重重的的砂砂巖巖粗粗骨骨料料在在凍凍結(jié)結(jié)過(guò)過(guò)程程中中產(chǎn)產(chǎn)生生膨膨脹脹并并破破壞壞水水泥泥石石,不能能采采用用.3.冬施施與與耐耐久久性性京滬滬高高鐵鐵北北段段〔部分分區(qū)區(qū)段段的的部部分分砼砼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)〕凍融融破破壞壞:水位位交交界界區(qū)區(qū).低水水膠膠比比;引氣氣化學(xué)學(xué)侵侵蝕蝕:水位位區(qū)區(qū)以以下下.水泥泥,摻合合料料,低水水膠膠比比鋼筋筋銹銹蝕蝕〔氯鹽鹽〕:低水水膠膠比比,保護(hù)護(hù)層層厚厚度度冬施施措措施施與與提提高高耐耐久久性性基基本本是是一一致致的的,如低低水水膠膠比比,引氣氣.但也也有有矛矛盾盾的的,如摻摻合合料料,影響響早早強(qiáng)強(qiáng),對(duì)耐蝕蝕有利利.可調(diào)正正摻摻合合料料品品種種、、摻摻量量.五砼冬施施主要方法1.蓄熱法和綜合合蓄熱法利用加熱水、、砂石的熱量量和水泥的水水化熱,采用適當(dāng)?shù)谋１卮胧┦鬼彭挪皇軆龊途従徛禍?在規(guī)定的正溫溫條件下,使砼達(dá)到預(yù)期期強(qiáng)度.適用于環(huán)境最最低溫度不低低于-15℃,地面以下的工工程,或表面系數(shù)M＜15m-1〔〔M=散熱表面/體積〕的結(jié)構(gòu).對(duì)易凍部位應(yīng)應(yīng)加強(qiáng)保溫.1蓄熱法和綜合合蓄熱法蓄熱法主要措措施1.水加熱,宜＜80℃;砂石加熱應(yīng)＜＜60℃.砂石不加熱時(shí)時(shí),水溫可＞80℃,但攪拌時(shí)先投投砂石水,拌勻后投水泥泥.延長(zhǎng)攪拌時(shí)問(wèn)問(wèn)50%左右.砼入模溫度不不＜5℃,細(xì)薄結(jié)構(gòu)不＜＜10℃.2.原材料宜在暖棚預(yù)熱,攪拌設(shè)備的環(huán)環(huán)境溫度宜＞＞10℃,運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)良良好保溫.3.砼配合比宜用用較低水膠比比和較小坍落落度.水泥和礦物摻摻合料的種類(lèi)類(lèi)和摻量從冬冬施和耐久性性綜合考慮.適量引氣對(duì)抗抗凍有利,早強(qiáng)劑應(yīng)不降低低耐久性.2加熱法1.暖棚法:棚底溫度不得得＜5℃,砼表面要濕潤(rùn)潤(rùn).2.蒸汽加熱法:養(yǎng)護(hù)溫度不得得＞60℃3.電熱法:遠(yuǎn)紅外輻射,電熱毯,電極電熱,電磁感應(yīng)等用加熱法或蓄蓄熱加熱綜合合法,對(duì)適用范圍〔結(jié)構(gòu)表面系數(shù)數(shù)〕,升溫速度,養(yǎng)護(hù)溫度及有有關(guān)設(shè)備與人人身安全都有有規(guī)定,且要通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn).3摻外加劑法1.減水劑,包括早強(qiáng)減水水劑,引氣減水劑,高效減水劑.---減少用水量,降低水膠比,早強(qiáng),耐久.2.早強(qiáng)劑主意負(fù)負(fù)面作用,如氯鹽對(duì)銹蝕蝕影響,硫酸鈉對(duì)堿-骨料反應(yīng)影響響.三乙醇胺的復(fù)復(fù)合物.3.防凍劑:降低液相冰點(diǎn)點(diǎn),摻量較大,對(duì)耐久性往往往不利,限制使用.主要組分為氯氯鹽,亞硝酸鹽等.4.硫鋁酸鹽水泥泥+亞硝酸鹽:負(fù)溫早強(qiáng),適用于負(fù)溫條條件下接頭錨錨固等小體積砼或砂砂漿.六避免砼砼開(kāi)裂砼開(kāi)裂機(jī)理砼受到的拉應(yīng)應(yīng)變〔拉應(yīng)力〕超過(guò)其極限限拉伸率〔抗拉強(qiáng)度〕,砼就會(huì)開(kāi)裂.砼抗拉強(qiáng)度約約為1/10~1/12的抗壓強(qiáng)度,砼極限拉伸率率為0.4~1.5/萬(wàn),即40~150微應(yīng)變,而砼的干縮率率達(dá)300~600微應(yīng)變,溫度變化20℃產(chǎn)生200微應(yīng)變,抗裂性很差,很易開(kāi)裂.應(yīng)變產(chǎn)生的主主要原因有:砼由于各種收收縮和溫差引引起的變形;砼由于鋼筋銹銹蝕,硫酸鹽腐蝕,堿骨料反應(yīng)引引起的局部膨膨脹;外部荷載或基基礎(chǔ)不均勻沉沉降產(chǎn)生的變變形.冬施主要關(guān)注注溫差和干縮縮造成的開(kāi)裂裂.砼溫度控制混凝土入模溫溫度,冷天不低于5度,熱天不高于30度新混凝土與巖巖土或舊混凝凝土間溫差不不大于20度蒸養(yǎng)混凝土靜靜停溫度不低低于5度,4~6h且終凝后升溫溫,升溫和降溫速速度不宜大于于10度/時(shí),恒溫溫度不宜宜超過(guò)60度,最高為為65度.養(yǎng)護(hù)水水溫不不得低低于混混凝土土表面面溫度度15度.養(yǎng)護(hù)期期間混混凝土土中心心與表表層,表層與與環(huán)境境間溫溫差不不超過(guò)過(guò)20度,橋粱不不超過(guò)過(guò)15度.例1溫差變變形引引起開(kāi)開(kāi)裂砼熱膨膨脹系系數(shù)約約為10微應(yīng)變變/℃,砼溫度度變化化20℃℃,就產(chǎn)生生200微應(yīng)變變,如果砼砼的拉變形受受到限限制〔內(nèi)外約約束〕,砼內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生拉拉應(yīng)力力,拉應(yīng)力力大于于砼抗抗拉強(qiáng)度時(shí)時(shí),砼就會(huì)會(huì)開(kāi)裂裂.但實(shí)際拉拉應(yīng)變與約束度度有關(guān)關(guān),與有效彈彈模與與徐變變有關(guān)關(guān),實(shí)際拉拉應(yīng)力力比計(jì)計(jì)算拉拉應(yīng)力力少許許多.實(shí)際拉應(yīng)力力σ1=實(shí)際拉拉應(yīng)變×有效彈彈模=約束度度×自由約束應(yīng)應(yīng)變×彈性模模量/〔1+徐變系系數(shù)〕σ1=R×ε×E/〔〔1+Ф〕約束度度R=0~1,一般取取0.5.徐變系系數(shù)ф=1左右.橋墩砼砼的溫溫度和和應(yīng)力力變化化砼溫升升和應(yīng)應(yīng)力曲曲線(xiàn)上部分分是典典型的的橋墩墩砼的的溫升升曲線(xiàn)線(xiàn).第1階段為為升溫溫段,根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)測(cè)試,約40h左右,砼中心心溫度度達(dá)到最最高溫溫48.8℃℃;隨后降溫,進(jìn)入第第2階段;當(dāng)砼溫溫度降降至環(huán)環(huán)境平平均氣氣溫時(shí)時(shí)〔砼內(nèi)外溫溫度接接近,約10d左右〕,進(jìn)入降降溫的的后期期,即第3階段.下部分分是與與溫升升曲線(xiàn)線(xiàn)對(duì)應(yīng)應(yīng)的應(yīng)力曲曲線(xiàn),在砼升升溫時(shí)時(shí),砼內(nèi)部的的膨脹脹潛應(yīng)應(yīng)變受受到周周邊砼砼的約約束,產(chǎn)生壓應(yīng)力力并逐漸增增加,這是第第1階段〔β1〕;第2階段〔β2〕是降溫的的前期期,壓應(yīng)力力逐漸漸減少少;第3階段〔β3〕進(jìn)入降降溫后后期,砼內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力力并且逐逐漸增加.橋墩砼砼的溫溫度和和應(yīng)力力分布布日本某某橋墩墩溫度度應(yīng)力力測(cè)試試溫度曲曲線(xiàn)和和應(yīng)力力曲線(xiàn)線(xiàn)墩臺(tái)砼砼溫度度和應(yīng)應(yīng)力測(cè)測(cè)試〔日本〕砼澆筑后約40h,中心溫溫度達(dá)達(dá)到55℃℃,表層溫度約約為32℃℃.以后,砼內(nèi)部溫度和和表層溫度都都逐漸漸下降降,10多天后后與環(huán)境境平均均溫度度30℃℃接近.養(yǎng)護(hù)約2個(gè)月后后拆模模.橋墩砼砼的應(yīng)應(yīng)力曲曲線(xiàn)也是現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)實(shí)測(cè)測(cè)的,與溫度度曲線(xiàn)線(xiàn)對(duì)應(yīng)應(yīng).第1階段段為為升升溫溫段段,內(nèi)部部溫度度升升高高,砼壓壓應(yīng)應(yīng)力力增增加加,最大大壓壓應(yīng)應(yīng)力力為為2MPa,同時(shí)時(shí),周邊邊砼砼產(chǎn)產(chǎn)生生拉拉應(yīng)應(yīng)力力,最大大拉拉應(yīng)應(yīng)力力1.5MPa.2周后后,砼溫溫度度降降到到30℃℃以下下,進(jìn)入入第第3階段段,即降降溫溫的的后后期期,內(nèi)部部砼產(chǎn)產(chǎn)生生拉拉應(yīng)應(yīng)力力,最大大可可達(dá)達(dá)2.5MPa,而周周邊邊砼砼產(chǎn)產(chǎn)生生較小小的的壓應(yīng)應(yīng)力力.例2表面面干干縮縮引引起起開(kāi)開(kāi)裂裂溫差差和和干干縮縮引引起起的的表表面面裂裂縫縫1.砼表表層層砼砼干干縮縮比比內(nèi)內(nèi)層層嚴(yán)嚴(yán)重重,砼自自由由干干縮縮率率達(dá)達(dá)300-600微應(yīng)應(yīng)變變.由于于層層間間約約束束,表層層砼砼收收縮縮拉拉應(yīng)應(yīng)力力大大于于砼砼抗抗拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度時(shí)時(shí),砼就就會(huì)會(huì)開(kāi)開(kāi)裂裂.2.砼在在收收縮縮同同時(shí)時(shí)又又迂迂降降溫溫,收縮縮應(yīng)應(yīng)變變和和降降溫溫應(yīng)應(yīng)變變將將疊疊加加.收縮縮應(yīng)應(yīng)變變量量可可換換算算為為當(dāng)當(dāng)量量溫溫度度,如干干縮縮率率250微應(yīng)應(yīng)變變當(dāng)當(dāng)量量溫溫度度為為25℃℃.若同同時(shí)時(shí)遭遭受受20℃℃降溫溫,將有有25+20=55℃℃當(dāng)量量溫溫度度,產(chǎn)生生55××10=550微應(yīng)應(yīng)變變.3.砼的的降降溫溫速速度度和和干干燥燥速速度度直直接接影影響響開(kāi)開(kāi)裂裂,一般砼的向向陽(yáng)面和迎迎風(fēng)面開(kāi)裂裂嚴(yán)重,而濕養(yǎng)保溫溫保濕良好的砼可可有效減少裂縫.因?yàn)轫旁诳炜焖偈芾瓚?yīng)應(yīng)力時(shí),承受能力差差.減少砼的溫溫差和干縮縮裂縫1.水泥細(xì)度不宜過(guò)過(guò)細(xì),C3A含量少,不宜用早強(qiáng)強(qiáng)水泥;必要時(shí)可采采取補(bǔ)償收縮減減少自收縮縮;骨料含泥料料少,減少粗骨料粒徑徑;選用干縮率率較少的減減水劑,如聚羧酸鹽鹽類(lèi).硅灰增加自自縮,而粉煤灰自自縮少,又降低水化化熱,可多摻.2.降低水膠比,減少單方用用水量,減少水泥和膠材材用量,降低干縮率率.但水膠比過(guò)過(guò)低,自縮大,早期彈模高高,徐變少,抗裂性變差差.要綜合考慮慮.3.加強(qiáng)砼濕養(yǎng)養(yǎng)護(hù),及時(shí)保溫,復(fù)蓋防風(fēng),減少干縮率和砼溫溫差.采取措施,熱天降低砼砼入模溫度度,控