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 城市橋梁篇六五

砼冬期施工的一些問題一砼冬施的關(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.

提高抗凍性的措施1.降低水膠比可明顯提高抗凍性.在水膠比大于0.4時(shí),礦物摻和料對(duì)抗凍性有不利的影響,要控制摻量.2.摻加引氣減水劑或引氣劑.砼拌和物的含氣量應(yīng)根據(jù)抗凍等級(jí)的要求經(jīng)試驗(yàn)確定。抗凍等級(jí)F300以上,砼含氣量一般要大于5%，氣泡間距系數(shù)宜<250微米.3.選用抗凍性好的粗骨料.吸水嚴(yán)重的砂巖粗骨料在凍結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生膨脹并破壞水泥石,不能采用.3.冬施與耐久性京滬高鐵北段〔部分區(qū)段的部分砼結(jié)構(gòu)〕凍融破壞:水位交界區(qū).低水膠比;引氣化學(xué)侵蝕:水位區(qū)以下.水泥,摻合料,低水膠比鋼筋銹蝕〔氯鹽〕:低水膠比,保護(hù)層厚度冬施措施與提高耐久性基本是一致的,如低水膠比,引氣.但也有矛盾的,如摻合料,影響早強(qiáng),對(duì)耐蝕有利.可調(diào)正摻合料品種、摻量.五砼冬施主要方法1.蓄熱法和綜合蓄熱法利用加熱水、砂石的熱量和水泥的水化熱,采用適當(dāng)?shù)谋卮胧┦鬼挪皇軆龊途徛禍?在規(guī)定的正溫條件下,使砼達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度.適用于環(huán)境最低溫度不低于-15℃,地面以下的工程,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)加強(qiáng)保溫.1蓄熱法和綜合蓄熱法蓄熱法主要措施1.水加熱,宜＜80℃;砂石加熱應(yīng)＜60℃.砂石不加熱時(shí),水溫可＞80℃,但攪拌時(shí)先投砂石水,拌勻后投水泥.延長(zhǎng)攪拌時(shí)問50%左右.砼入模溫度不＜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)境溫度宜＞10℃,運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)良好保溫.3.砼配合比宜用較低水膠比和較小坍落度.水泥和礦物摻合料的種類和摻量從冬施和耐久性綜合考慮.適量引氣對(duì)抗凍有利,早強(qiáng)劑應(yīng)不降低耐久性.2加熱法1.暖棚法:棚底溫度不得＜5℃,砼表面要濕潤(rùn).2.蒸汽加熱法:養(yǎng)護(hù)溫度不得＞60℃3.電熱法:遠(yuǎn)紅外輻射,電熱毯,電極電熱,電磁感應(yīng)等用加熱法或蓄熱加熱綜合法,對(duì)適用范圍〔結(jié)構(gòu)表面系數(shù)〕,升溫速度,養(yǎng)護(hù)溫度及有關(guān)設(shè)備與人身安全都有規(guī)定,且要通過(guò)試驗(yàn).3摻外加劑法1.減水劑,包括早強(qiáng)減水劑,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)面作用,如氯鹽對(duì)銹蝕影響,硫酸鈉對(duì)堿-骨料反應(yīng)影響.三乙醇胺的復(fù)合物.3.防凍劑:降低液相冰點(diǎn),摻量較大,對(duì)耐久性往往不利,限制使用.主要組分為氯鹽,亞硝酸鹽等.4.硫鋁酸鹽水泥+亞硝酸鹽:負(fù)溫早強(qiáng),適用于負(fù)溫條件下接頭錨固等小體積砼或砂漿.六避免砼開裂

砼開裂機(jī)理砼受到的拉應(yīng)變〔拉應(yīng)力〕超過(guò)其極限拉伸率〔抗拉強(qiáng)度〕,砼就會(huì)開裂.砼抗拉強(qiáng)度約為1/10~1/12的抗壓強(qiáng)度,砼極限拉伸率為0.4~1.5/萬(wàn),即40~150微應(yīng)變,而砼的干縮率達(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,很易開裂.應(yīng)變產(chǎn)生的主要原因有:砼由于各種收縮和溫差引起的變形;砼由于鋼筋銹蝕,硫酸鹽腐蝕,堿骨料反應(yīng)引起的局部膨脹;外部荷載或基礎(chǔ)不均勻沉降產(chǎn)生的變形.冬施主要關(guān)注溫差和干縮造成的開裂.

砼溫度控制混凝土入模溫度,冷天不低于5度,熱天不高于30度新混凝土與巖土或舊混凝土間溫差不大于20度蒸養(yǎng)混凝土靜停溫度不低于5度,4~6h且終凝后升溫,升溫和降溫速度不宜大于10度/時(shí),恒溫溫度不宜超過(guò)60度,最高為65度.養(yǎng)護(hù)水溫不得低于混凝土表面溫度15度.養(yǎng)護(hù)期間混凝土中心與表層,表層與環(huán)境間溫差不超過(guò)20度,橋粱不超過(guò)15度.例1溫差變形引起開裂砼熱膨脹系數(shù)約為10微應(yīng)變/℃,砼溫度變化20℃,就產(chǎn)生200微應(yīng)變,如果砼的拉變形受到限制〔內(nèi)外約束〕,砼內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力,拉應(yīng)力大于砼抗拉強(qiáng)度時(shí),砼就會(huì)開裂.但實(shí)際拉應(yīng)變與約束度有關(guān),與有效彈模與徐變有關(guān),實(shí)際拉應(yīng)力比計(jì)算拉應(yīng)力少許多.

實(shí)際拉應(yīng)力σ1=實(shí)際拉應(yīng)變×有效彈模=約束度×自由約束應(yīng)變×彈性模量/〔1+徐變系數(shù)〕

σ1=R×ε×E/〔1+Ф〕約束度R=0~1,一般取0.5.徐變系數(shù)ф=1左右.橋墩砼的間溫度和應(yīng)獨(dú)力變化砼溫升和替應(yīng)力曲線上部分是失典型的橋犬墩砼的溫鳥升曲線.第1階段為葡升溫段,根據(jù)現(xiàn)梅場(chǎng)測(cè)試,約段40h撓左右,砼中心溫料度達(dá)到最治高溫4君8.8嶺℃;扇隨后降溫,進(jìn)糖入第2階泊段;當(dāng)愚砼溫度降泰至環(huán)境平躁均氣溫時(shí)劇〔砼內(nèi)外溫場(chǎng)度接近貼,約1究0d左楊右〕,賞進(jìn)入竭降溫的哈后期,敢即第龍3階段項(xiàng).下部分竿是與溫間升曲線服對(duì)應(yīng)的應(yīng)力曲柴線,澆在砼升初溫時(shí),控砼內(nèi)部的耕膨脹潛碑應(yīng)變受虎到周邊松砼的約臟束,產(chǎn)生壓應(yīng)力并逐漸增加韻,這是迷第1階段甚〔β1〕;第2階段〔β2〕是降溫的擁前期,扎壓應(yīng)為力逐漸寶減少;第3階段〔β3〕進(jìn)入降乎溫后期墻,砼態(tài)內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力并且逐漸增加.橋墩砼報(bào)的溫度先和應(yīng)力壁分布日本某量橋墩溫針度應(yīng)力谷測(cè)試溫度曲線趙和應(yīng)力曲勁線墩臺(tái)砼身溫度和腫應(yīng)力測(cè)煎試〔日絹本〕砼澆筑后約40王h,中蓄心溫度達(dá)營(yíng)到55℃煮,表層溫度約柄為32圍℃.外以后伴,砼內(nèi)部溫度和乳表層溫度都逐端漸下降,吃10多天后與環(huán)境平罩均溫度3捐0℃接架近.養(yǎng)護(hù)約2個(gè)月熟后拆模.橋墩砼的范應(yīng)力曲線也是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)醫(yī)測(cè)的,問與溫度曲孟線對(duì)應(yīng).第1階段為升綱溫段,內(nèi)部溫度升高糟,砼壓撞應(yīng)力增加智,最大壓懲應(yīng)力為2旱MPa,宏同時(shí),汁周邊砼僻產(chǎn)生拉應(yīng)援力,最造大拉應(yīng)力財(cái)1.5M咸Pa.槽2周后,腥砼溫度降鍛到30漠℃以下,進(jìn)入第3階段,即降溫的鍋后期,內(nèi)部砼產(chǎn)生好拉應(yīng)力渣,最昆大可達(dá)僑2.5瓣MPa謙,而辱周邊砼彎產(chǎn)生較小的壓應(yīng)力.例2某表面干縮哈引起開裂溫差和傻干縮引閥起的表卡面裂縫1.垃砼表層險(xiǎn)砼干縮印比內(nèi)層手嚴(yán)重,羅砼自瓜由干縮察率達(dá)3間00-源600齊微應(yīng)變盡.由車于層間揪約束,采表層光砼收縮饅拉應(yīng)力械大于砼搖抗拉強(qiáng)斬度時(shí),祥砼就會(huì)棚開裂.2.砼饞在收縮同宇時(shí)又迂降制溫,收縮建應(yīng)變和降帝溫應(yīng)變將串疊加.收煩縮應(yīng)變量宅可換算為拜當(dāng)量溫度針,如干縮諒率250給微應(yīng)變當(dāng)斥量溫度為勿25℃.松若同時(shí)遭愧受20青℃降溫,該將有25決+20=購(gòu)55℃喘當(dāng)量溫度綠,產(chǎn)生5思5×10售=550祝微應(yīng)變.3.砼痰的降溫速盟度和干燥上速度直接貿(mào)影響開裂絮,一般砼駱的向陽(yáng)面艱和迎風(fēng)面祥開裂嚴(yán)重刺,而濕養(yǎng)深保溫保濕良好的來(lái)砼可有黎效減少裂縫.蛛因?yàn)轫旁跀n快速受拉涼應(yīng)力時(shí),慚承受能力肢差.減少砼遍的溫差脈和干縮睜裂縫1.水佩泥細(xì)度不構(gòu)宜過(guò)細(xì),C3元A含量少,不宜用帆早強(qiáng)水墾泥;必要時(shí)可勵(lì)采取補(bǔ)償收央縮減少濱自收縮猛;骨料療含泥料誤少,減少粗骨料粒越徑;選用聰干縮率較鄭少的減水胡劑,如聚劍羧酸鹽類艦.硅灰增趕加自縮,葉而粉煤灰逗自縮少,友又降低水國(guó)化熱,可多摻.2.降低水膠比榮,減少單場(chǎng)方用水翼量,減少水泥和卷膠材用諒量,降低蔽干縮率小.但水栗膠比過(guò)缺低,自委縮大,唯早期彈遼模高,袋徐變少鳳,抗裂東性變差順.要綜朱合考慮葵.3.加秘強(qiáng)砼濕養(yǎng)源護(hù),及時(shí)保溫,復(fù)蓋防旺風(fēng),減少干縮率和洗砼溫差猾.采取墳措施,下熱天降此低砼入芬模溫度璃,控制誘砼最高淡溫升和孤降溫速捏度.以獻(xiàn)后還要寇避免降找溫和干抬縮的影什響.休減少砼拒內(nèi)外、吩上下、駛?cè)找沟呢i溫差.七瘡其它注曠意事項(xiàng)1.禿要編制童冬施方壟案,迂好情況變碼化,要罵有應(yīng)變差措施.2.技脂術(shù)方案要那經(jīng)熱工計(jì)替算及經(jīng)濟(jì)繪分析.3.都圍護(hù)保洪溫的材稀料和厚皺度,邊向角的防餐風(fēng)保溫滅,砼的通養(yǎng)護(hù)方辯法和時(shí)碰間,拆掛模的時(shí)榴間及拆異模后的厚復(fù)蓋保奔溫方法峰和時(shí)間英都應(yīng)有籠具體方上案.4.加限強(qiáng)施工質(zhì)膜量檢驗(yàn):扔包括原材曬料、環(huán)境圖溫度和砼初溫度的檢茶測(cè),砼標(biāo)準(zhǔn)試件和皆同條件別養(yǎng)護(hù)試棉件的制簽作和試貝驗(yàn),砼璃工作性暮和耐久扶性的規(guī)藝定檢驗(yàn)傲.八塘砼冬期筐施工有采關(guān)規(guī)范慌規(guī)程《鐵路碑砼工程黎施工技職術(shù)指南頁(yè)》TZ缸210狀—20是05《鐵路砼紫與砌體工重程施工及嗽驗(yàn)收規(guī)范墻》TB1席0210《建筑工喇程冬期施謀工規(guī)程》枝JGJ1皆04《客