混凝土冬期施工质量控制

-1-混凝土冬季施工质量控制规范规定，根据当地多年气温资料，室外日平均气温连续5天低于5℃时，即进入冬期施工阶段，水泥混凝土工程应相应采取冬期施工措施。为保证预拌混凝土施工的质量和进度，一般采取原材料加热法、加防冻剂法、蓄热法、蒸汽养护法等措施来保证混凝土的冬期施工。一、预拌混凝土早期冻害机理对新拌混凝土而言，温度降低的快慢决定水化程度的大小，换言之温度降低愈快，强度的增长就愈慢，当混凝土过早受冻后强度就不会再增长，留在混凝土内部的游离水分也就愈多，结冻后产生的冻胀应力就愈大，混凝土就容易破坏，塑性混凝土的早期受冻机理，归结起来有下列3个方面：1、水结冰后体积增加9%，混凝土内游离水分愈多，冻胀应力就愈大，膨胀的体积在解冻后并不会缩回去，而是保留了下来。这样导致了混凝土的孔隙增加，如果孔隙增加至15%，强度就降低10%，当冻胀应力超过混凝土的极限抗拉强度，混凝土结构就会产生裂缝。2、在骨料周围的水泥浆膜受冻后，其粘结力将受到严重损害，解冻后不能恢复，如果粘结力完全丧失，强度将降低13%。3、在结冻与溶解过程中，会发生水分转移的现象，受冻时由于混凝土表面温度低，先结冻产生冻胀压力把水分挤向混凝土内部，融解过程外部先融解内部压力大，又将水分身表面挤压，水分反向转移。由于水分何种的变化，使混凝土各组分的相对位置发生变化，-2-这对强度还很低的新浇筑混凝土很容易结构裂缝。针对塑性混凝土的早期受冻机理可以看出，要使混凝土不受冻害，只要使新混凝土保持正温一定时间，让混凝土达到一定的强度就可以不怕冻，该强度就是临界强度，是冬季混凝土施工的一项重要必需指标。混凝土允许受冻而不致使其各项性能遭到损害最低强度称为混凝土受冻临界强度，即新拌混凝土达到临界强度后受冻再恢复正温养护，强度可继续增长并达到设计强度的95%以上时，所需的初始强度。其解决方法为：（1）早期增强措施。主要提高混凝土早期强度，使其尽快达到混凝土受冻临界强度。提高设计强度等级、使用早强水泥、掺早强剂或早强型减水剂、早期保温蓄热、早期短时加热等。（2）改善混凝土内部结构，降低冰点。增加混凝土密实度，排除多余的游离水，降低混凝土的冰点温度。利用两种液态或固态物质在混合以后，其冰点便达到一个新的温度，该温度界于两种物质之间的原理，来降低凝固点高的物质的冰点。对于混凝土而言，主要是降低水的冰点，这样便能保证混凝土在负温下也不受冻。所以就要引入降低水冰点的另一组分，即混凝土防冻剂，通常可降低冰点至-20℃。二、混凝土冬期施工的实质混凝土凝结硬化并获得强度是由于水化反应的结果，水的温度是水泥水化反应得以进行的必要条件，水是水化反应能否进行的决定因素之一，在混凝土强度发展初期，其内部的孔隙中含有大量与-3-水泥化合的游离水，当温度降到-2℃～-4℃时，混凝土内部产生冰晶应力，使强度较低的混凝土内部产生裂缝和孔隙，同时损害了混凝土与钢筋的粘结力，导致结构强度降低。新浇混凝土在养护初期遭受冻结，当气温恢复到正温后，即使正温养护到一定龄期，也不能达到设计强度，这就是混凝土的早期冻害。混凝土的早期冻害是由于混凝土内部的水结冰所致。试验证明：混凝土在浇筑后立即受冻，抗压强度约损失50%，抗拉强度约损失40%，受冻前混凝土养护时间愈长所达到的强度愈高，水化物生成愈多，所结冰的游离水就愈少，强度损失就愈低。同时，混凝土遭总经济师结带来的危害与遭冰冻的时间早晚、水灰比、水泥等级、养护温度等有关。因此混凝土工程冬期施工的实质是指在自然负温气候条件下采取防风、防干、保温防冻等措施，尽量创造正温的养护环境，使混凝土在一定时间内保持正温，保证混凝土在达到临界强度前，不被冻坏。三、混凝土冬期施工质量控制措施1、原材料的控制措施冬期施工的混凝土所用材料的选择决定于混凝土养护条件、结构特点和结构在使用期间所处的环境。为此冬期施工的混凝土材料厂应满足以下基本要求：（1）配制生产冬期施工的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。水泥强度等级不应低于42.5级，最小水泥用量不宜少于300kg/m3，水灰比不应大于0.5。-4-（2）用热水搅拌混凝土是保证冬期混凝土拌合物质量的重要措施。水温应随气温而调整，最高不应超过80℃，水中不得含有导致延缓水泥正常凝结硬化及引起钢筋和混凝土腐蚀的离子。（3）拌制混凝土所采用的砂、石骨料在施工期间日平均气温高于-5℃时，只加热水即可满足要求，如低于-5℃时，应再将细骨料采用蒸汽加热，但不宜大于40℃。粗骨料除非气温过低，尽可能不进行加热，如必须加热，温度一般控制在15℃左右即可。（4）使用具有减水、增强、防冻、引气等功能，并能满足泵送要求的复合型防冻剂。引气剂冬施中必须加入，掺量一般为5%左右。2、混凝土搅拌、运输、浇筑过程中的控制措施（1）坍落度在满足施工要求的前提下，尽量选择较低的坍落度值。（2）搅拌机和运输混凝土的容器，在使用前应用50℃～80℃的热水冲洗干净，以提高机械和容器的温度，使用完后用热水洗净，运输和浇筑混凝土的容器应具有保温措施。（3）材料投放顺序：砂石骨料、水、水泥。水与骨料混合后的温度不应高于40℃，避免水泥与80℃以上热水直接接触，否则会发生假凝或形成团块。搅拌时间也应延长30s～60s，特别是外加剂为干掺时。（4）混凝土出机温度应控制在15℃以上，入模温度不低于5℃。（5）混凝土拌合物的浇筑时间应及时进行，运输时间要尽可能缩短，装模时要一次卸入模板内。-5-（6）为了保证新浇筑混凝土与钢筋的可靠粘结，当气温在-15以下时，直径大于25㎜的钢筋和预埋件，可喷热风加热至5℃。（7）泵送前要对到达现场的混凝土测温，混凝土温度不满足要求的不得入泵。（8）泵送时，先将泵车上管路系统用热水冲洗，然后用热水搅拌的砂浆润滑，再泵送混凝土。（9）冬期施工的混凝土不得在强冻胀性地基土上浇筑，在弱冻胀性地基土上浇筑时，基土不得遭冻。（10）冬期施工浇筑混凝土不宜留置施工缝，如因技术或组织上的原因不能连续浇筑时，则应正确留置施工缝。施工缝的位置宜留在结构剪力较小，且便于施工的部位。留施工缝处，在水泥终凝后立即用3～5个大气压的气流吹除结合面的水泥膜、污水和松动石子。继续浇筑时，要对旧混凝土表面进行加热，使其温度和新浇筑混凝土入模温度相同。（11）浇筑预应力混凝土构件的湿接缝时，宜采用热混凝土或热水泥砂浆，并应适当降低水灰比。浇筑完成后应加热或连续保温养护，直至接缝混凝土或水泥砂浆抗压强度达到设计强度的75%。（12）分层浇筑厚大的整体式结构混凝土时，已浇筑层的混凝土混度在未被上一层混凝土覆盖前不应低于2℃。（13）在施工操作上要加强混凝地的振捣，尽可能提高警惕混凝土的密实程度。振捣混凝土要采用机械振捣时间应比常温时有所增加，快插慢拔，接槎时应插入下层混凝土5cm。特殊部位如钢筋较-6-密、插筋根部、斜坡上下口处要重点加强振捣。底板混凝土表面，要求抹三遍（2遍木抹搓平，1遍铁抹压实），以减少表面收缩裂缝。混凝土振捣压抹以后及时覆盖塑料薄膜，上部盖2层防火草帘，保温保湿养护。布置测温点测混凝土中心温度、表面温度与大气温度。中心温度与表面温度、表面温度与大气温度之差控制在25℃以内。（14）浇筑的同时留置标养28天试块一组，同条件养护三组（一组用于测试临界强度，一组为结构实体检测，一组备用）。同条件试块要装在专用的铁笼子中，固定在具有代表性的地点如西北角的房间等。除按规定留置试块外，还需做下列检查：检查混凝土表面是否受冻、粘连、收缩、产生裂缝，边角是否脱落，施工缝处有无受冻痕迹；检查同条件试块的养护条件是否与施工现场结构养护条件相一致。根据与结构同条件养护试件的试验，证明混凝土已达到要求抗冻强度及拆模强度后，模板方可拆除。当拆除模板后的混凝土表面与环境温度差大于15℃，混凝土表面应加以覆盖。三、冬期施工混凝土养护方法蓄热法、综合蓄热法、蒸汽养护法、电加热养护法、暖棚法四、结语综上，预拌混凝土冬期施工的特点决定了在冬期施工过程中必须采取一些措施，从施工期间的气温情况，工程特点和施工条件出发，按照上述的冬季施工技术及质量管理要求，在保证质量、加快进度、节约能源、降低成本的前提下，建立一套科学、经济、行之有效的混凝土防冻措施，保证冬期施工的顺利进行。