高寒地區(qū)混凝土冬季施工工法

1.序言我國許多地方有較長的寒冷季節(jié)，由于受工期制約，許多工程的混凝土冬季施工是不可防止的。當環(huán)境溫度降到4℃2.工法特點2.1本工法具有工藝新、可操作性強，合用廣泛。2.2施工措施簡便，速度快，可縮短施工工期，社會效益明顯。3.合用范圍本工法重要合用于隧道工程冬季混凝土施工。4.施工原理混凝土拌和物澆灌后之因此能逐漸凝結和硬化，直至獲得最終強度，是由于水泥水化作用的成果。而水泥水化作用的速度除與混凝土自身構成材料和配合比有關外，重要是伴隨溫度的高下而變化的。當溫度升高時，水化作用加緊，強度增長也較快；而當溫度減少到0℃水變成冰后，體積約增大9%，同步產(chǎn)生約2500公斤每平方厘米的冰脹應力。這個應力值常常不小于水泥石內部形成的初期強度值，使混凝土受到不一樣程度的破壞（即旱期受凍破壞）而減少強度。此外，當水變成冰后，還會在骨料和鋼筋表面上產(chǎn)生顆粒較大的冰凌，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結力，從而影響混凝土的抗壓強度。當冰凌融化后，又會在混凝土內部形成多種各樣的空隙，而減少混凝土的密實性及耐久性。因此，在冬季混凝土施工中，水的形態(tài)變化是影響混凝土強度增長的關鍵。國內外許多學者對水在混凝土中的形態(tài)進行大量的試驗研究成果表明，新澆混凝土在凍結前有一段預養(yǎng)期，可以增長其內部液相，減少固相，加速水泥的水化作用。試驗研究還表明，混凝土受凍前預養(yǎng)期愈長，強度損失愈小?；炷粱瘍龊螅刺幵谡囟葪l件下）繼續(xù)養(yǎng)護，其強度還會增長，不過增長的幅度大小不一。對于預養(yǎng)期長，獲得初期強度較高（如到達R28的35%）的混凝土受凍后，后期強度幾乎沒有損失。而對于安全預養(yǎng)期短，獲得初期強度比較低的混凝土受凍后，后期強度均有不一樣程度的損失。由此可見，混凝土凍結前，要使其在正常溫度下有一段預養(yǎng)期，以加速水泥的水化作用，使混凝土獲得不遭受凍害的最低強度。5.施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程5.2操作要點5.2.1從上述原理可以懂得，在冬季混凝土施工中，重要處理三個問題：一是怎樣確定混凝土最短的養(yǎng)護齡期。二是怎樣防止混凝土初期凍害。三是怎樣保證混凝土后期強度和耐久性滿足規(guī)定。在施工中，我們根據(jù)施工時的氣溫狀況，工程構造狀況（工程量、構造厚大程度與外露狀況），工期緊迫程度，水泥的品種及價格，早強劑、減少劑、抗凍劑的性能及價格，保溫材料的性能及價格，熱源的條件等，來選擇施工措施。最終確定由調整配合比法、蓄熱法、外部加熱法三種措施相結合來保證冬季混凝土施工的質量。5.2.2①、選擇合適品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。根據(jù)《公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ041-》中14.2.2條規(guī)定在配制混凝土時,宜優(yōu)先選擇硅酸鹽水泥、一般硅酸鹽水泥，水泥的強度等級不適宜低于42.5,水灰比不適宜不小于0.5。因此根據(jù)現(xiàn)場實際狀況在選擇水泥時選擇了42.5#一般硅酸鹽水泥用于現(xiàn)場施工，并盡量減少水灰比，稍增水泥用量，從而增長水化熱量，縮短到達齡期強度的時間。②、摻用減水劑。加入減水劑后減少了用水量，可以有效減少混凝土中的冰含量并使冰晶粒度細小且均勻易散

減輕對混凝土的破壞應力。③摻加抗凍劑，減少水的冰點使水泥在負溫下仍能繼續(xù)水化，提高混凝土的抗凍性。④選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹系數(shù)相近?，F(xiàn)場配比試驗中考慮了上述原因后，對用于冬季施工的C35泵送防水混凝土進行了配比。詳細配例如下：C35S8防水混凝土配合比水泥：砂（中粗砂）：碎石（5～25mm）：水：減水劑：防凍劑1：1.54：2.03：0.37：0.01：0.04塌落度：110～150mm配比完畢后并進行了冬施模擬試驗，測試溫度為-5℃。共測試3組其28d強度成果如下：第一組：43.9MPa；第二組：44.1MPa；第三組：43.55.2.3①.加強對攪拌站的保溫防護。②.加強鍋爐房等供暖設備的維修保養(yǎng)工作，保證正常供暖，各供暖管溝要進行一次徹底的檢查，排除隱患。此外，要注意供暖燃料的儲備。③.提早準備冬季施工用原材料，尤其要提早備足三個月的砼用砂，以防冬季購砂困難或臨時進砂因含水過大而結成冰塊，無法使用。冬季用外加劑要及早與生產(chǎn)廠家聯(lián)絡，安排試驗，保證冬季施工外加劑的數(shù)量和質量。④.冬季施工技術準備：應組織學習冬季施工技術，提前做好防凍劑必試項目試驗，完畢冬季常用砼配合比的設計。5.2.4①砂、石料場保溫措施：砂、石料場冬季均需覆蓋保溫防水，防止砂石料凍結影響混凝土質量，砂、石料場采用一層彩條布加一層草袋覆蓋進行保溫、防水，此外將骨料堆存至少在6～8m或更高，可防止底部骨料受凍。當溫度出現(xiàn)極低狀況時，在出料口搭管架將保溫棚支起，并在棚內生火爐（每料倉內2-4個）提高砂石料溫度。②、砼拌制過程保溫措施：為保證冬季施工砼溫度，優(yōu)先采用加熱水的措施，根據(jù)經(jīng)驗，每方混凝土中摻入總水含量60％的熱水（熱水溫度在50～60℃之間）拌和，可提高混凝土溫度到達15℃水、骨料加熱的最高溫度應不高于60℃。當水、骨料到達規(guī)定溫度仍不滿足熱工計算規(guī)定期，可提高水溫到100℃，但應變化投料次序，水泥不得與80℃以上的水直接接觸。拌制砼時攪拌機投料次序為先下砂、石、水攪拌后再下水泥攪拌，攪拌時間比正常季節(jié)延長50%。砼出機溫度不應低于20℃，砼入模溫度不應低于105.2.5為防止加溫混凝土在運送過程中散熱過快，重要從運送車輛、運送路況及施工生產(chǎn)方面下功夫。①運送車輛保溫對混凝土運送攪拌車車罐周身包裹泡沫塑料保溫被，并用鐵絲固定。②保證運送路況為減少混凝土在運送過程中散熱，路面狀況的好壞至關重要，首先要保持路線暢通，無堵塞，再者就是保證路面無坑坑洼洼，三是修筑路線無急彎，拉直，縮短混凝土運送距離。③合理安排生產(chǎn)，保證拖運到現(xiàn)場的混凝土料及時入倉在生產(chǎn)中，隨時有多種突發(fā)事件，以致耽誤混凝土料的入倉時間，使本已加溫的混凝土料在空氣中逐漸冷卻，致使達不到混凝土澆筑中的溫度規(guī)定。因此在運送過程中，合理調配運送車輛，縮短運送時間，盡量減少轉運次數(shù)，減少混凝土運送等過程中的溫度損失，有效保證混凝土料入倉澆筑溫度。5.2.6混凝土澆筑過程中的溫度控制是整個溫控過程中的關鍵，重要從如下幾種方面著手：一是基巖面或老混凝土面澆筑前的溫度，二是倉內升溫。①基巖面或老混凝土面的升溫在冬季，澆筑倉的基巖面或老混凝土表面的溫度一般都很低，為防止入倉的混凝土與基巖面或老混凝土面接觸后受凍，在開倉前用碘鎢燈、電爐或暖風機加熱至正溫。②提高倉內溫度在大氣溫度降到零度如下后，在洞口掛保溫暖簾并在澆筑倉面運用襯砌搭設保溫棚保溫，在保溫棚內安放取暖設備，保證澆筑倉內氣溫到達正溫以上。5.2.7①混凝土澆筑后的2～3天內，保溫棚不拆除，多種加溫設備不撤離，模板外側的保溫被繼續(xù)覆蓋，保持澆筑的混凝土倉內仍然正溫。②為防止拆模時澆筑塊的溫度與外界溫差大，采用將模板預先撬縫10～15cm，合適變化混凝土邊界環(huán)境，即加速降溫，又不使混凝土內外溫差過大。③混凝土拆模后，其表面先用塑料薄膜封閉，再用5cm厚雙層高發(fā)泡聚乙烯泡沫塑料覆蓋，每隔2m用木條將保溫材料壓貼固定在混凝土面上，將混凝土表面包成密不透風的保溫層。6.人員及設備6.1人員混凝土的冬季施工人員班組一般由28人構成1、負責人一名：負責施工指揮，協(xié)調各環(huán)節(jié)之間操作聯(lián)絡，控制施工質量以及組織力量及時排除施工中出現(xiàn)的意外狀況。2、試驗人員二名：一名負責控制施工中的溫度控制；一名負責混凝土拌和及原材料控制。3、記錄員一名：負責原始資料的記錄、記錄、匯總和整頓。4、電工一名：負責施工現(xiàn)場的動力、照明及供暖用電線路安裝及安全使用。5、砼泵操作員一名：負責混凝土輸送泵的使用。6、攪拌站操作員二名：負責攪拌機的使用。7、攪拌機維修工二名：負責攪拌機的維修。8、投料工四名：負責攪拌機的投料。9、混凝土工六名：負責混凝土的澆注。10、模板工六名：負責模板的拆裝。11、機械司機二名：負責混凝土的運送及攪拌機上料。6.2.機械設備機械設備配置表表6.2序號設備名稱（型號）型號數(shù)量1裝載機3012砼拌和站23砼運送罐車JC634砼輸送泵HBT80C-211,15鋼模襯砌臺車17.質量控制本工法須遵守《公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ041-》、《公路工程質量檢查評估原則JTGF80/1-》、《公路隧道施工技術規(guī)范JTJ042-94》。7.1材料進場檢查7.1.1所用外加劑，必須是通過有關部門檢查并附有檢查合格證明的產(chǎn)品，其質量應符合現(xiàn)行《混凝土外加劑》（GB8076）的規(guī)定，使用前應復驗其效果，使用時應符合產(chǎn)品闡明及規(guī)范中有關混凝土的配合比、拌制、澆注等各項規(guī)定以及外加劑原則中的有關規(guī)定。不一樣品種的外加劑應分別儲存，作好標識，在運送與儲存時不得混入雜物和遭受污染。7.1.2骨料在生產(chǎn)、采集、運送與儲存過程中，嚴禁混入影響混凝土性能的有害物質。骨料應按品種規(guī)格分別堆放，不得混雜。在裝卸及儲存時，應采用措施，使骨料顆粒級配均勻，并保持潔凈。拌制砼所用的骨料應清潔，不得具有冰、雪、凍塊及其他易裂物質，多種材料的含堿量應根據(jù)砼使用部位和所處環(huán)境的不一樣，符合《公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ041-》中的規(guī)定。加強對原材料的抽檢復試工作。水泥入庫堆放。砂、石按同批次不超過400ｍ３作試驗，嚴格控制含泥量及泥塊含量；水泥按同批次不超過200t復驗其強度。7.2施工控制7.2.1外界氣溫采用人工測溫，每天測量47.2.2水、外加劑及骨料的溫度每小時測一次。測量水、外加劑溶液和砂的溫度，溫度計插人深度不不不小于10cm，測量粗骨料溫度，插入深度不不不小于10cm并不小于骨料粒徑1.5倍，且周圍用細粒徑充填?；炷恋臋C口溫度、運送過程中溫度損失及澆筑溫度，根據(jù)需要測量或每2h測量一次。溫度計插人深度不不不小于10cm7.2.3已澆混凝土塊體內部溫度，埋設測溫孔（孔深不小于l5cm，孔內灌滿液體介質），用玻璃溫度計測量。大體積混凝土澆筑后3d內加密觀測溫度變化：外部混凝土每天觀測最高、最低溫度；內部混凝土8h觀測一次。其后宜I2h7.2.47.2.57.2.6搞好攪拌機室和后臺料倉的保溫，溫度控制在15°C--7.2.7合理安排生產(chǎn)，防止砼在工地停滯時間過長而導致熱量損失，導致砼入模溫度低于107.2.87.2.97.2.10混凝土拌和時除派專人進行常溫混凝土坍落度、配合比、攪拌溫度定期和隨時檢查外，還應隨時檢查混凝土出機溫度、拌和材料與否有加熱過熱現(xiàn)象、加熱后的材料配料次序與否符合規(guī)定，檢查混凝土與否存在“假凝”8.安全措施8.1做好施工人員駐地的取暖保溫工作。8.2加強鍋爐房等供暖設備的維修保養(yǎng)工作，保證正常供暖，各供暖管溝要進行一次徹底的檢查，排除隱患。此外，要注意供暖燃料的儲備。8.3每套暖棚應配置消防器材，以防止電焊作業(yè)等原因也許引燃防雨保溫層、安全網(wǎng)等易燃物而出現(xiàn)的火災。8.4遇大風、暴雪等惡劣天氣而停工時，注意切斷電源，保護好多種設備。8.5保持工作平臺和吊架的步、踏面上的整潔，及時清運冰雪、多出材料和雜物。8.6常常檢查電路，防止發(fā)生漏電事故。8.7施工有關人員均應帶安全帽，無關人員不要到墩上去。8.8冬季施工摻入外加劑時，除一般管理外，對有毒副作用的外加劑如亞硝酸鈉，在寄存和使用上都應按規(guī)定進行，防止事故發(fā)生和帶來不利影響。9.環(huán)境保護措施9.1為工程項目配置機械設備時要選用經(jīng)國家質量監(jiān)督部門認定的產(chǎn)品；選用技術先進、構造合理、質量優(yōu)良、安全可靠的設備，以保證設備產(chǎn)生的噪聲及廢氣在單位界域邊緣低于國家有關原則規(guī)定。嚴禁使用國家明令限制使用的設備和淘汰的產(chǎn)品。設備安裝及過程中用來清洗機件的廢水、廢油及其他廢棄物等有害物質應排放至沉淀池沉淀后排出，不得直接排放于河流、湖泊或其他水域中，也不得傾瀉于飲用水源附近的土地上，以防污染水質和土壤。9.2為防止出現(xiàn)材料運送遺灑，粉狀材料應采用袋裝或對車輛進行覆蓋運送，不得散裝散卸。工程施工用的粉末材料如水泥、石灰、粉煤灰等，宜封閉寄存。當受條件限制在露天堆存時，應采用覆蓋、搭棚及設置圍檔等防止塵埃飛揚和因水流失的措施。9.3模板隔離劑。項目應根據(jù)采用模板類型，材料供應來源狀況，考慮配制簡樸、經(jīng)濟合用、取材以便、脫模效果好，又不粘污構件表面，外觀光潔，棱角整潔，且對混凝土與鋼筋無損害作用的隔離劑，盡量選用無毒無害的材料，防止對建筑物及環(huán)境導致污染。9.4混凝土澆筑時，應加強對混凝士澆筑所需攪拌機(站)、輸送泵、混凝土罐車、振搗棒等多種施工機械的維修保養(yǎng)，縮短維修保養(yǎng)周期，盡量減少施工機械噪聲的排放，防止對環(huán)境導致噪聲污染?；炷恋臐仓M量不在夜間施工，以免噪聲對居民生活產(chǎn)生影響。盡量使用環(huán)境保護型振動棒，振動棒使用后，及時清理潔凈并保養(yǎng)好。振搗混凝土時，嚴禁振鋼筋或鋼模板，并做到快插慢拔，并配置對應人員控制電源線及電源開關，防止振搗棒空轉，以減少噪聲，防止對環(huán)境的噪聲污染?；炷帘?、混凝土罐車運送混凝土時要平穩(wěn)運行、協(xié)調一致，嚴禁高速運行，形成噪聲，污染環(huán)境。攪拌機(站)前臺、運送車輛清洗處、混凝土振動棒清洗處應設置沉淀池，通過沉淀后的污水方可排放，以防止污染水源；對沉淀池內的泥沙定期清理潔凈，并妥善處理，防止污染環(huán)境。為揚塵控制，混凝土拌和系統(tǒng)應盡量安裝除塵設施。為防止現(xiàn)場攪拌站地面起塵，攪拌站區(qū)域內的道路應進行硬化處理。并設置施工道路養(yǎng)護、維修和打掃專職人員，減少揚塵污染，保持道路清潔和運行狀態(tài)良好。攪拌機人需設置在