8.2.3 混凝土冬期施工工艺
1)混凝土冬期施工对材料的要求
(1)对组成混凝土的原材料要求
冬期施工对组成混凝土的原材料要求,见表8.2。
表8.2 冬期施工对组成混凝土原材料的要求(供参考)
(2)对原材料加热的要求
①原材料加热方法,见表8.3。
表8.3 原材料加热方法
②水、骨料加热最高温度。 拌和水及骨料加热温度根据热工计算确定,但不得超过表8.4的规定。
表8.4 拌和水及骨料加热最高温度
2)混凝土的搅拌、运输与浇筑
(1)混凝土的搅拌
在常温条件下施工,搅拌塑性混凝土常选用自落式搅拌机;搅拌干硬性混凝土宜采用强制式搅拌机。 在冬期施工时,除考虑上述条件外,还应考虑混凝土的水灰比减少和外加剂的掺入等因素,宜选择强制式搅拌机。
为确保混凝土的搅拌质量,冬期施工时除合理选择搅拌机型号外,还要确定装料容积、投料顺序和搅拌时间等。
①装料容积。 混凝土搅拌机的规格常以装料容积表示,装料容积通常只为搅拌几何容积的1/3 ～1/2。 一次搅拌好的混凝土体积称为出料容积,为装料容积的55% ～75%。
混凝土搅拌机以其出料容积(m3) ×1 000 标定规格,常用规格有150 L,250 L,350 L 等。
②投料顺序。 冬期搅拌混凝土的合理投料顺序应与材料加热条件相适应。 一般是先投骨料和加热的水,待搅拌一定时间后,水温降到40 ℃左右时,再投入水泥继续搅拌到规定的时间,要绝对避免水泥出现假凝。
③搅拌时间。 为满足各组成材料间的热平衡,冬期拌制混凝土时应比常温规定的搅拌时间适当延长。 对搅拌掺有外加剂的混凝土时,搅拌时间应取常温搅拌时间的1.5 倍。
(2)混凝土的运输和浇筑
①混凝土的运输。 混凝土拌合物出机后,应及时运到浇筑地点。 在运输过程中,要采取措施防止混凝土热量散失和冻结等现象。 在条件可能的情况下,加强运输工具的保温覆盖、制作定型保温车或运输采暖设备。 途中混凝土温度不能降低过快,一般每小时温度降低不宜超过5 ～6 ℃。
混凝土浇筑时入模温度除与拌合物的出机温度有关外,主要取决于运输过程中的蓄热温度。 因此,运输速度要快,运输距离要短,倒运次数要少,保温效果要好。 其他有关事宜可参照混凝土工程中的有关规定执行。
②混凝土浇筑。 在浇筑前,应清除模板和钢筋表面的冰雪和污垢。 在施工缝处接槎浇筑混凝土,应去除水泥薄膜和松动石子,将表面湿润冲洗干净,并使接缝处原混凝土的温度高于2 ℃,然后铺抹水泥浆或与混凝土砂浆成分相同的砂浆一层,待已浇筑的混凝土强度高于1.2 MPa时,允许继续浇筑。
有条件宜采用热风机清除模板、钢筋上的冰雪和进行预热。
分层浇筑厚大整体式结构时,已浇筑层的混凝土温度,在被上层混凝土覆盖时,不应降至热工计算的数值以下,也不得低于2 ℃。
浇筑随内力接头的混凝土(或砂浆)宜先将结合处的表面加热到正温。 浇筑后的接头混凝土(或砂浆)在温度不超过45 ℃的条件下,应养护至设计要求强度;当设计无要求时,其强度不得低于设计强度等级的70%。
冬期一般不得在强冻胀性地基上浇筑混凝土;在弱冻胀性地基上浇筑混凝土时,地基土应保温;在非冻胀性地基上浇筑混凝土时,可不考虑土对混凝土的冻胀影响,但在受冻前,混凝土的抗压强度不得低于受冻临界强度。
其他混凝土浇筑技术与要求,可按混凝土工程中的有关规定执行。
3)蓄热法养护
混凝土蓄热法养护是利用原材料加热及水泥水化热的热量,通过适当保温延缓混凝土冷却,使混凝土冷却到0 ℃以前达到预期要求强度的一种施工方法。
(1)蓄热法的适用范围
蓄热法适用于初冬或早春季节室外日平均气温为-10 ℃,最低气温不低于-15 ℃的环境,混凝土表面系数不大于5 m -1 或地面以下结构。 由于蓄热法施工简单,冬期施工费用低廉,容易保证施工质量,故在冬期施工时应优先考虑采用。
蓄热法使用的保温材料应该以传热系数小,价格低廉和易于获得的地方材料为宜。
(2)混凝土受冻临界强度
在寒冷地区进行混凝土冬期施工,由于各种因素,欲使混凝土完全不受冻是不现实也不经济的。 因为这要增加许多防护措施,而且工期拖长。 在一定条件下允许混凝土早期受冻,而不致损害混凝土各项性能,满足设计和使用要求,这就提出了混凝土早期受冻允许受冻临界强度的概念。
新浇混凝土在受冻前达到某一初始强度值,然后遭到冻结,当恢复正常温度后,混凝土强度仍会继续增长,经28 d 养护后,其后期强度可达设计标准值的95%以上。 这一受冻前的初始强度值称为混凝土早期受冻允许临界强度。
冬期浇筑的混凝土受冻前,其抗压强度不得低于《建筑工程冬期施工规程》(JGJ/T 104—2011)的规定:
①采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的普通混凝土,为设计的混凝土强度标准值的30%。
②采用矿渣硅酸盐水泥配制的普通混凝土,为设计的混凝土强度标准值的40%。
③对于强度等级为C10 或更小的混凝土,其强度不得小于50 MPa。
④对于掺防冻剂的混凝土,当室外最低气温为-15 ℃以内时,其强度不低于40 MPa;当室外最低气温为-30 ℃以内时,其强度不低于50 MPa。
蓄热法养护新浇筑混凝土早期受冻允许受冻临界强度确定:一是蓄热法施工前应进行热工计算,确定其临界强度值;二是蓄热法养护期间混凝土强度的估算,确定其临界强度值。
混凝土临界强度值的确定,有利于保证混凝土施工质量,加速保温材料周转使用,降低工程造价,保证施工期限。