鞏建飛,鞏超,茹蕾,賈旭,孟亞萍,鞏瑞蓮
(1. 土默特右旗興達(dá)工貿(mào)有限公司 內(nèi)蒙古 包頭 014100;2. 四子王旗匯力商砼有限公司 內(nèi)蒙古 烏蘭察布 011800)
預(yù)拌混凝土冬期施工,因?yàn)闅鉁仄?,所以按照常溫下的方法生產(chǎn)和使用混凝土顯然是不可取的。無論是對(duì)原材料、配合比、生產(chǎn)工藝還是施工工藝,都必須采取一定的措施后方能滿足冬期施工的要求。而混凝土冬期施工所采取的各種技術(shù)措施,都是為了防止混凝土在其達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度前遭受凍害致使混凝土強(qiáng)度受到損失和降低其耐久性。
中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程冬期施工規(guī)程》(JGJ/T 104)第1.0.3條明確規(guī)定:根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁庀筚Y料統(tǒng)計(jì),當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5℃即進(jìn)入冬期施工,當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d高于5℃即解除冬期施工。
根據(jù)冬期施工的定義,冬期施工期限劃分為:室外平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5℃的起始日至室外日平均氣溫連續(xù)5d高于5℃的終止日。
在呼和浩特地區(qū),根據(jù)近8年來的氣象資料統(tǒng)計(jì),冬期施工期限一般為每年的11月8日至次年的4月6日前后,即每年的立冬日至次年的清明日前后。包頭市土默特右旗和呼和浩特地區(qū)相差無幾,而烏蘭察布市四子王旗前后和呼和浩特地區(qū)各差約半個(gè)月的時(shí)間。
但是,在未進(jìn)入冬期施工期前和已出冬期施工期后,突遇寒流侵襲氣溫驟降至0℃以下時(shí),為防止負(fù)溫產(chǎn)生受凍,亦應(yīng)按冬期施工的要求對(duì)混凝土施工采取應(yīng)急防護(hù)措施。
(1)成立專門的冬施領(lǐng)導(dǎo)小組,主要負(fù)責(zé)計(jì)劃、實(shí)施、檢查冬施工作。
(2)還要有具體實(shí)施的人員,如:司爐、測(cè)溫、外加劑、防積雪、車輛調(diào)配、安全等。
(1)水泥:宜采用P·O 42.5R水泥。
(2)砂子:宜采用低含水率,低含泥量及泥塊含量,清潔并不含有冰雪、凍塊及其它易凍裂物質(zhì)的中粗砂(場(chǎng)地較大的單位可提前儲(chǔ)存,以免冬期受凍結(jié)塊影響使用)。
(3)石子:宜采用級(jí)配連續(xù),低含泥量及泥塊含量、清潔并不含有冰雪、凍塊及其它易凍裂物質(zhì)的機(jī)碎石。
(4)摻合料:宜采用Ⅱ級(jí)(含)以上粉煤灰、S75級(jí)(含)以上礦渣粉。
(5)防凍劑:宜采用通過3C認(rèn)證的復(fù)合型混凝土防凍劑,兼有防凍、早強(qiáng)、引氣、減水等功能。但要了解其主要成分和適用范圍并應(yīng)按《混凝土防凍劑》(JC 476)做好進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收工作,含氣量宜控制在3.0%~5.0%。
(6)拌合水:≤60℃的溫水,采用蒸汽鍋爐并通過汽水熱交換器加熱。
(1)職工防寒用品。
(2)熱水鍋爐及汽水熱交換器、儲(chǔ)水池(最好在池壁外加保溫層)。
(3)供暖系統(tǒng)。
(4)攪拌車保溫套。
(5)骨料倉(cāng)及外加劑池清理。
(6)骨料防積雪用苫布(指露天堆放的骨料倉(cāng))。
(7)攪拌車、泵車及裝載機(jī)冬季用機(jī)油、柴油及防凍液。
(8)熱水及采暖用煤。
(1)制定冬期施工技術(shù)方案,做好預(yù)拌混凝土冬期施工技術(shù)交底工作。
(2)熟悉掌握有關(guān)混凝土冬期施工的各種標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程,熟悉冬期施工方案,掌握冬期施工的具體要求、措施,并認(rèn)真貫徹執(zhí)行。
(3)做好冬期施工前的混凝土配合比試驗(yàn)工作。
(4)制定測(cè)溫制度。
(5)配置-30℃及以內(nèi)刻度的溫度計(jì)。
(6)根據(jù)不同氣候溫度、不同配合比進(jìn)行混凝土熱工計(jì)算。
(1)最小水泥用量不宜小于280kg/m3,最大水膠比應(yīng)≤0.55,嚴(yán)格控制在《建筑工程冬期施工規(guī)程》(JGJ/T 104)及其它相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)。
(2)摻合料、防凍劑品種及摻量,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境和設(shè)計(jì)要求通過試驗(yàn)確定。
(1)控制室全封閉,并有供暖措施,以提高攪拌機(jī)的環(huán)境溫度。首次攪拌前,用熱水或蒸汽對(duì)攪拌缸進(jìn)行預(yù)熱,避免造成混凝土溫度的損失。
(2)采用≤60℃的熱水拌制混凝土(最低氣溫在-15℃以上時(shí),完全可以滿足要求,可用混凝土的出機(jī)溫度反過來調(diào)節(jié)熱水的溫度),避免水泥與較高溫度的水直接接觸而使水泥產(chǎn)生假凝現(xiàn)象;適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間(可較常溫下的攪拌時(shí)間基礎(chǔ)上延長(zhǎng)15~30s),使拌合物均勻一致,控制混凝土拌合物出機(jī)溫度≥10℃。
(1)攪拌運(yùn)輸車罐體外加保溫套,必要時(shí)對(duì)其進(jìn)料口用保溫材料封堵;首次裝車前,用熱水或蒸汽對(duì)攪拌車罐體內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱,減少混凝土拌合物的溫度損失。
(2)根據(jù)工地所處的位置制定最佳行車路線,縮短運(yùn)送時(shí)間。
(1)生產(chǎn)部門在接到工地混凝土澆筑申請(qǐng)單后,根據(jù)混凝土進(jìn)場(chǎng)時(shí)間安排拌合水加熱、發(fā)動(dòng)車輛,做好一切生產(chǎn)準(zhǔn)備工作。
(2)隨時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)施工方人員取得聯(lián)系,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況安排發(fā)放車輛,避免攪拌車在施工現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間滯留。
(1)按批量對(duì)原材料進(jìn)行檢驗(yàn)。
(2)坍落度檢測(cè)每班不少于4次,用于強(qiáng)度檢測(cè)留置的混凝土試件每批量不少于4組。
(3)環(huán)境大氣溫度檢測(cè)每晝夜不少于4次。
(4)拌合水溫度檢測(cè)每班不少于8次,其它原材料溫度檢測(cè)每班不少于4次。
(5)混凝土拌合物出機(jī)溫度及到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)入模時(shí)的溫度每班不少于4次,并確保入模溫度不低于《建筑工程冬期施工規(guī)程》(JGJ/T 104)的規(guī)定值5℃。
(6)必要時(shí)增加檢測(cè)次數(shù),并做好記錄備查。
(1)模板、預(yù)留孔(洞)、鋼筋和預(yù)埋件檢查,清除冰雪凍塊及雜物,腳手架、馬道的搭設(shè)和防滑措施檢查,振搗機(jī)械、工具用具的準(zhǔn)備,模板保溫、模板及鋼筋的預(yù)熱等。
(2)泵車(或拖式輸送泵、溜槽、吊車用料斗等)的預(yù)熱、保溫。
(3)養(yǎng)護(hù)用塑料薄膜、保溫材料,防風(fēng)、防寒、防凍的保護(hù)措施。
(4)測(cè)溫用溫度計(jì)等。
(1)混凝土澆筑時(shí)要保證其拌合物的均勻性和密實(shí)性。
(2)要采用機(jī)械振搗且振搗速度要快。
(3)振搗后要立即用抹子抹平。
(1)摻防凍劑混凝土一般采用負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法,日均氣溫低于5℃時(shí)不得澆水養(yǎng)護(hù)。
(2)負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法適用于不易加熱保溫、且對(duì)強(qiáng)度增長(zhǎng)要求不高的一般混凝土結(jié)構(gòu)工程。
(3)負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法施工的混凝土,應(yīng)以澆筑后5~7d內(nèi)的預(yù)計(jì)日最低氣溫來選用防凍劑,起始養(yǎng)護(hù)溫度不應(yīng)低于5℃。
(4)混凝土澆筑后,裸露表面應(yīng)采用塑料薄膜覆蓋,同時(shí)根據(jù)需要采取必要的保溫措施,尤其在正負(fù)溫交替的環(huán)境,要做到防寒、防風(fēng)、保溫、保濕,避免表層混凝土反復(fù)凍融。
(5)采用負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法時(shí),在混凝土達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度前應(yīng)每隔2h測(cè)溫一次,并做好記錄。
(6)在混凝土內(nèi)部溫度降到防凍劑規(guī)定溫度之前,混凝土應(yīng)達(dá)到規(guī)定的受凍臨界強(qiáng)度,如未達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度,則應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)保溫、保濕養(yǎng)護(hù)。
(7)模板和保溫層應(yīng)在混凝土冷卻到5℃時(shí)方可拆除,或在混凝土表面溫度與外界溫度相差不大于20℃時(shí)拆模,拆模后的混凝土應(yīng)及時(shí)覆蓋、緩慢冷卻。
(8)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的50%時(shí),方可拆除養(yǎng)護(hù)設(shè)施。
(1)當(dāng)室外最低氣溫不低于-15℃時(shí),采用負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法施工的混凝土受凍臨界強(qiáng)度不應(yīng)小于4.0MPa;不低于-30℃時(shí),混凝土受凍臨界強(qiáng)度不應(yīng)小于5.0MPa。
(2)強(qiáng)度等級(jí)≥C50的混凝土,其受凍臨界強(qiáng)度不宜小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的30%。
(3)有抗?jié)B要求的混凝土,其受凍臨界強(qiáng)度不宜小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的50%。
(4)有抗凍耐久性要求的混凝土,其受凍臨界強(qiáng)度不宜小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的70%。
(5)混凝土受凍臨界強(qiáng)度,可按同條件養(yǎng)護(hù)試件確定,亦可根據(jù)《建筑工程冬期施工規(guī)程》(JGJ/T 104)附錄B確定。
預(yù)拌混凝土冬期施工不同于常溫施工,在進(jìn)入冬期施工前,供需雙方必須充分做好冬期施工的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,制定詳盡的施工方案和切實(shí)可行的技術(shù)措施,加強(qiáng)雙方的聯(lián)系與溝通,嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)程,達(dá)到確?;炷临|(zhì)量的目的。
[1]項(xiàng)玉璞,曹繼文. 冬期施工手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.
[2]JGJ/T 104-2011.建筑工程冬期施工規(guī)程[S].
[3]GB 50164-2011.混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[S].
[單位地址]內(nèi)蒙古包頭市土默特右旗110國(guó)道薩拉齊高速路口東500米北側(cè) 包頭市土默特右旗興達(dá)工貿(mào)有限公司(014100)
馬永勝(哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司,高級(jí)工程師)
黑龍江省屬于我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū),每逢冬季,困擾著我們的主要問題是:如何保證混凝土質(zhì)量?如何保證工程質(zhì)量?
就上述兩個(gè)疑問,依據(jù)國(guó)家的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,結(jié)合長(zhǎng)年的工作實(shí)踐,淺談一下混凝土冬期施工中的注意事項(xiàng),大致從以下幾個(gè)方面闡述自已觀點(diǎn),供同行們參考交流。
1 混凝土供應(yīng)單位
在黑龍江地區(qū)的冬期施工,所使用的混凝土均為預(yù)拌商品混凝土,混凝土近一半生產(chǎn)企業(yè)都可進(jìn)行冬期施工,其中,有一些規(guī)模較大生產(chǎn)企業(yè)(水能加熱,砂石骨料有儲(chǔ)存庫(kù),儲(chǔ)存庫(kù)均為鋼屋架廠房且鏟車在庫(kù)房里正常工作)完全符合了冬期施工所需的條件。
1.1 預(yù)拌商品混凝土生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線
做為商品混凝土生產(chǎn)線,在冬期施工中,生產(chǎn)線的保溫工作是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。主要是考慮生產(chǎn)部分設(shè)備在負(fù)溫情況下,無法正常運(yùn)行。
混凝土生產(chǎn)企業(yè)對(duì)商品混凝土生產(chǎn)線均采用苯板進(jìn)行保溫;且將生產(chǎn)線做管道連接,生產(chǎn)期間,采用熱氣鍋爐送熱氣,保證了整條生產(chǎn)線(皮帶、攪拌設(shè)備及骨料料倉(cāng)等部位)均為正溫。
控制混凝土出罐溫度、保證混凝土入模溫度,首先采取水加熱措施(小企業(yè)通常采用對(duì)細(xì)骨料加熱,成本增加,且生產(chǎn)過程中掛倉(cāng),不易下料;大規(guī)模企業(yè)不存在此現(xiàn)象)。水均采用熱氣加熱,保證生產(chǎn)期間的水溫不低于50℃;外界大氣溫度若低于-20℃,細(xì)骨料也應(yīng)做加熱處理(儲(chǔ)備倉(cāng)房中也采用熱氣管道)。
為能達(dá)到上述要求,且降低冬施成本,可采用以下方式,進(jìn)行相應(yīng)地設(shè)計(jì)送氣管道排序:
熱氣鍋爐→儲(chǔ)備水箱→電腦操作室→生產(chǎn)線
1.2 商品混凝土所使用的原材料
1.2.1 水泥的選用
依據(jù)工程,施工部位,混凝土澆筑環(huán)境等方面選用水泥,建議澆筑地下部位,可采用相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求的水泥;地上部分建議采用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥;所選用的水泥初凝時(shí)間不要超過3h;水泥早期強(qiáng)度不要過低;盡量采用新生產(chǎn)的水泥。
1.2.2 骨料的選用
細(xì)骨料(砂)方面:采用細(xì)度模數(shù)較大且符合級(jí)配區(qū)Ⅱ區(qū)砂(主要目的是,便于生產(chǎn),砂子過細(xì),經(jīng)過擠壓后,砂子抱成團(tuán),不宜下料),含泥量要低于3.0%,且不允許砂中有大泥塊或其它如骨棒、樹枝等雜物。
粗骨料(碎石或卵石)方面:級(jí)配要滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求,石子級(jí)配不得使用單粒級(jí)石(混凝土熱量損失后,極易出現(xiàn)堵管或混凝土不易泵送等現(xiàn)象),級(jí)配要保證連續(xù)級(jí)配,且最大粒徑低于20mm的石子,含泥量、泥塊含量不得超標(biāo),尤其澆筑超流態(tài)混凝土?xí)r,所采用的石子要優(yōu)于夏季使用的石子。
1.2.3 混凝土外加劑的選用
考慮到冬期施工中的混凝土臨界強(qiáng)度,我們要優(yōu)先選用性能好的泵送劑:泵送劑減水率、與混凝土相容性好、質(zhì)量較穩(wěn)定的產(chǎn)品。要索取混凝土防凍劑生產(chǎn)廠家的營(yíng)業(yè)執(zhí)照、3C認(rèn)證證書、型式檢驗(yàn)報(bào)告等相關(guān)材料,做好存檔備案工作。
根據(jù)長(zhǎng)年實(shí)踐生產(chǎn)情況,考慮到混凝土外加劑與混凝土中的水泥等膠凝材料的表面作用,生產(chǎn)過程中便利等情況,筆者通過大量的試驗(yàn)、實(shí)踐證明,采用萘系減水劑粉劑,應(yīng)用到冬期施工的混凝土,效果還是行之有效的,發(fā)揮萘系減水劑中的硫酸鈉組分,在混凝土臨界強(qiáng)度方面,起到了一定的作用。
冬期施工過程中,筆者認(rèn)為采用液體泵送劑時(shí),聚羧酸系、氨基磺酸鹽系對(duì)水溫是敏感的,水溫忽高忽低,都會(huì)對(duì)混凝土的初始性能有一定的影響,特別是混凝土初始坍落度會(huì)忽大忽小,且生產(chǎn)出來的混凝土初凝時(shí)間較萘系粉劑偏長(zhǎng)。
其次,我們主要還要選用良好的混凝土防凍劑。
混凝土防凍劑對(duì)混凝土的臨界強(qiáng)度及混凝土硬化前、硬化后都有一定的影響,選擇一個(gè)良好的防凍劑,也是我們混凝土生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)人員最頭疼的事:價(jià)格高的,質(zhì)量好的,公司經(jīng)理不同意(只看表面價(jià)格,不考慮綜合成本,不聽技術(shù)人員的分析);價(jià)格低的,質(zhì)量不好,技術(shù)主管不敢用。
現(xiàn)有的防凍劑大部分以無機(jī)鹽為主,采用以元明粉、氯鹽、亞硝酸鹽等無機(jī)鹽復(fù)配為主,針對(duì)檢測(cè)防凍劑中氯離子含量,還是有必要的。
檢測(cè)混凝土防凍劑經(jīng)常忽視情況:
只重視受檢與基準(zhǔn)混凝土的抗壓強(qiáng)度比,受檢混凝土的含氣量還是必不可少且很重要的。認(rèn)為一種防凍劑的好與壞,不能單獨(dú)從某一個(gè)指標(biāo)來斷定該種防凍劑的好與壞;
還要根據(jù)澆筑部位及混凝土技術(shù)要求,精心地選用混凝土防凍劑,如有預(yù)應(yīng)力張拉的混凝土,就不能采用亞硝酸鹽型防凍劑;
此外,混凝土防凍劑在混凝土中的后期強(qiáng)度也是一個(gè)重要的檢測(cè)指標(biāo),有的防凍劑早期強(qiáng)度好,后期強(qiáng)度發(fā)展良好;有的防凍劑早期強(qiáng)度好,后期強(qiáng)度發(fā)展緩慢,且后期停止增長(zhǎng);有的防凍劑早期強(qiáng)度不理想,但后期強(qiáng)度發(fā)展緩慢,在選用過程中,要權(quán)衡混凝土防凍劑的綜合指標(biāo)還是很重要的。
少部分采用乙二醇、甲醇、三乙醇胺等有機(jī)物作為防凍劑,但使用過程中,安全是個(gè)重要問題,且部分有機(jī)物還存在對(duì)環(huán)境污染,對(duì)人體有害的物質(zhì),不建議采用有機(jī)防凍劑用于混凝土中。
1.2.4 礦物摻合料
進(jìn)入冬季,除有特殊混凝土外(樁、大體積混凝土、轉(zhuǎn)換梁等控制水化熱的部位,混凝土施工環(huán)境溫度為正溫的),單方混凝土礦物摻合料,取代水泥率最好不要超過15%,且礦物摻合料品種不要多。
礦物摻合料的質(zhì)量要嚴(yán)格把關(guān),不合格的,堅(jiān)決不用,甚至做到,進(jìn)廠的礦物摻合料一車一檢。
1.2.5 混凝土配合比
要依據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的大宗原材料,做好冬期施工前的混凝土配合比試驗(yàn)工作,用好混凝土低溫試驗(yàn)箱,做好不同溫度下的混凝土配合比設(shè)計(jì)工作;配合比試驗(yàn)過程中,還要考查混凝土防凍劑的質(zhì)量;依據(jù)混凝土臨界強(qiáng)度等相關(guān)數(shù)據(jù),確定不同溫度下的混凝土冬期施工配合比。
1.3 生產(chǎn)過程中注意事項(xiàng)
(1)膠凝材料不要打混倉(cāng),且忌不要使用裝礦物摻合料的筒倉(cāng)裝水泥;
(2)經(jīng)常檢查混凝土拌合用水的溫度;
(3)質(zhì)檢人員、操作人員在輸入配合比時(shí),嚴(yán)格按照生產(chǎn)開盤鑒定單上的相關(guān)用量進(jìn)行輸入;
(4)精心選擇混凝土原材料投放次序;
(5)生產(chǎn)中,嚴(yán)格監(jiān)控混凝土坍落度的大小,且按照相關(guān)要求,進(jìn)行留置試件,且留置試件組數(shù)符合國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求,尤其混凝土臨界強(qiáng)度試件;
(6)混凝土運(yùn)輸攪拌車應(yīng)有保溫被,且車內(nèi)嚴(yán)禁有剩余刷罐水,且進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng),司機(jī)不得隨意加水;
(7)必要時(shí),混凝土供應(yīng)單位應(yīng)攜帶錄像機(jī)或照相機(jī),記錄施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,以備使用。
2 施工單位
混凝土是一種半成品,進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的混凝土質(zhì)量,主要依靠施工單位的維護(hù)和保證,他們應(yīng)注意以下事項(xiàng):
(1)消除“混凝土中摻入混凝土防凍劑,混凝土就不受凍”的理念;
(2)混凝土進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng),要檢查混凝土運(yùn)輸車內(nèi)的混凝土溫度、入模溫度;
(3)必要時(shí),要對(duì)混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整體包裹,現(xiàn)場(chǎng)有必要設(shè)炭火爐或排熱氣管道;
(4)生產(chǎn)前,生產(chǎn)任務(wù)單提前交給混凝土供應(yīng)單位,以便與施工方進(jìn)行技術(shù)交流和配合比簽發(fā)工作;
(5)對(duì)澆筑完畢的混凝土,依據(jù)不同部位,應(yīng)及時(shí)采取覆蓋保溫工作,以防混凝土受凍;
(6)做好混凝土測(cè)溫工作,測(cè)溫記錄需齊全;
(7)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的混凝土,不允許任何人擅自加水,來調(diào)整混凝土的流動(dòng)性。
冬期施工混凝土的質(zhì)量是很重要的,冬期施工的工序看來也是個(gè)麻煩的工序,但各工序均做好施工前準(zhǔn)備工作,冬期施工的混凝土質(zhì)量還是很好控制,很好施工,很好保證的。
沈驥(合肥天柱包河特種混凝土有限公司,高級(jí)工程師)
根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行《建筑工程冬期施工規(guī)程》(JGJ104—87)規(guī)定:當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5℃即進(jìn)入冬期施工;當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)高于5℃時(shí)解除冬期施工。目前,大部分地區(qū)已經(jīng)進(jìn)入冬期施工階段,本人對(duì)近年來冬季混凝土應(yīng)用的一些經(jīng)驗(yàn)與方法進(jìn)行了整理與分析,與同行一起交流,僅供參考。
1 商品混凝土公司生產(chǎn)管理方面
1.1 控制入模溫度
嚴(yán)寒地區(qū),混凝土拌合物出機(jī)溫度不得低于15℃,入模溫度不得低于10℃;在寒冷地區(qū),混凝土拌合物的出機(jī)溫度不得低于10℃,入模溫度不得低于5℃。
1.2 原材料及其要求
(1)水泥:宜選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥,不得加熱,可提高水泥周轉(zhuǎn),盡量使用“新鮮”水泥。
(2)水:當(dāng)氣溫低于-5℃時(shí),混凝土原材料加熱應(yīng)優(yōu)先采用加熱水的方法。
(3)骨料:當(dāng)氣溫低于-10℃時(shí),采用加熱水的方法已不能滿足要求時(shí),應(yīng)再對(duì)骨料進(jìn)行加熱。骨料加熱最高溫度一般不超過40℃。粗、細(xì)骨料必須清潔,不得含有冰、雪等凍結(jié)物及易凍裂的物質(zhì);當(dāng)使用堿活性骨料時(shí),由外加劑帶入得堿含量不宜超過1kg/m3混凝土。
1.3 配合比要求
(1)生產(chǎn)攪拌樓應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)室發(fā)出的配合比通知單進(jìn)行生產(chǎn),不得擅自修改配合比。
(2) 試驗(yàn)技術(shù)人員要特別加強(qiáng)冬季砂石骨料含水率的測(cè)定,嚴(yán)格控制混凝土水灰比,充分考慮到骨料及防凍劑溶液中含有的水分,從拌合水中扣除?;炷恋乃冶葘?duì)混凝土的抗凍性能有決定性影響,隨水灰比的增加,抗凍性降低。對(duì)于重要結(jié)構(gòu),薄壁結(jié)構(gòu)的混凝土水泥用量在常用配合比設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上上可增加10%。
(3)砂石骨料中不得含有凍塊,并嚴(yán)格控制骨料級(jí)配,級(jí)配不良會(huì)降低抗凍性能。嚴(yán)格控制骨料含泥量,含泥量大小對(duì)混凝土用水量影響很大,且影響強(qiáng)度。
(4)在抗凍混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)得出的混凝土配合比進(jìn)行抗凍融性能試驗(yàn)驗(yàn)證,應(yīng)注意生產(chǎn)應(yīng)用配合比中由粉煤灰、礦粉等摻合料最大取代量。
(5)選用不同的防凍劑,對(duì)水泥的要求也不同。在選擇防凍劑的同時(shí),首先要考慮防凍劑與水泥品種的相容性,對(duì)混凝土品質(zhì)無明顯損害。
(6)適當(dāng)提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)。
(7)保證施工和易性的要求下,應(yīng)盡量降低坍落度,盡量采用低水灰比。
(8)安排專人記錄天氣預(yù)報(bào)情況,對(duì)預(yù)報(bào)氣溫仔細(xì)分析取保險(xiǎn)值,分別按-5℃、-10℃和-15℃對(duì)防凍劑試驗(yàn),嚴(yán)格控制防凍劑的摻量。
1.4 攪拌運(yùn)輸
(1) C60以下等級(jí)的普通混凝土正常攪拌時(shí)間在40s左右,冬期施工,混凝土攪拌時(shí)間應(yīng)比常溫下延長(zhǎng)50%,約60s左右;混凝土拌制的時(shí)間最短不應(yīng)小于180s。攪拌前先用熱水沖洗攪拌機(jī)10min,攪拌時(shí)投料順序按正常步驟進(jìn)行。生產(chǎn)期間,要安排專人負(fù)責(zé)砂、石骨料倉(cāng)的下料,及時(shí)清除砂石凍塊。
(2)保證混凝土在運(yùn)輸中,不得有表層凍結(jié)、混凝土離析、水泥砂漿流失、坍落度急劇損失等現(xiàn)象。保證運(yùn)輸中混凝土降溫速度不得超過5℃/h,保證混凝土的入模溫度不得低于5℃。嚴(yán)禁使用有凍結(jié)現(xiàn)象的混凝土。罐車必須裝上保溫套,接料前用熱水濕潤(rùn)后倒凈余水,以減少混凝土的熱損失。
2 防凍劑的選用
防凍劑一般從建筑物的結(jié)構(gòu)類型、性質(zhì)、施工部位以及防凍劑使用的目的來選擇。選擇中應(yīng)考慮:改善混凝土或砂漿的和易性,減少用水量,提高拌合物的品質(zhì),提高混凝土的早期強(qiáng)度;降低拌合物的凍結(jié)冰點(diǎn),促使水泥在低溫或負(fù)溫下加速水化;促進(jìn)早中期強(qiáng)度的增長(zhǎng),減少干縮性,提高抗凍融性;在保證質(zhì)量的情況下,提高模板的周轉(zhuǎn)速度,縮短工期,縮短或取消加熱養(yǎng)護(hù),降低成本;選用防凍劑時(shí)要注意其對(duì)混凝土后期強(qiáng)度的影響、對(duì)鋼筋的銹蝕作用及對(duì)環(huán)境的影響等。
2.1 防凍劑的類型
一般混凝土工程中可以采用下列防凍劑:
(1)強(qiáng)電解質(zhì)無機(jī)鹽類:
①氯鹽類:以氯鹽為防凍組分的外加劑;
②氯鹽阻銹類:以氯鹽與阻銹組分為防凍組分的外加劑;
③無氯鹽類:以亞硝酸鹽、硝酸鹽等無機(jī)鹽為防凍組分的外加劑。
(2)水溶性有機(jī)化合物類:以某些醇類等有機(jī)化合物為防凍組分的外加劑。
(3)有機(jī)化合物與無機(jī)鹽復(fù)合類。
(4)復(fù)合型防凍劑:以防凍組分復(fù)合早強(qiáng)、引氣、減水等組分的外加劑。
2.2 防凍劑適用溫度選擇
(1)在日最低氣溫為0~-5℃,混凝土采用塑料薄膜和保溫材料覆蓋養(yǎng)護(hù)時(shí),可采用早強(qiáng)劑或早強(qiáng)減水劑;
(2) 在日最低氣溫為-5~-10℃、-10~-15℃、-15~-20℃,采用上款保溫措施時(shí),宜分別采用規(guī)定溫度為-5℃、-10℃、-15℃的防凍劑。
2.3 防凍劑對(duì)混凝土性能的影響
2.3.1 拌合物性能
因防凍劑中的尿素和NaNO2對(duì)混凝土拌合物有塑化作用,如果保持流動(dòng)度不變,能減小水灰比,這對(duì)冬期混凝土是很有利的。然而K2CO3則相反,對(duì)拌合物的流動(dòng)性有一定的影響。
另外,使用防凍劑后還可能增加混凝土的泌水性。如用于泵送施工,可能增大輸送壓力。
2.3.2 力學(xué)強(qiáng)度
與不摻防凍劑的空白混凝土在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下的強(qiáng)度對(duì)比,使用防凍劑的混凝土3~7天的早期強(qiáng)度明顯提高,但后期強(qiáng)度可能有不同程度的降低,甚至低于不摻防凍劑的空白混凝土強(qiáng)度。
2.3.3 抗?jié)B性能
根據(jù)成分不同對(duì)抗?jié)B性能的影響不同,在有抗?jié)B性能特殊要求的結(jié)構(gòu)中,如用防凍劑要謹(jǐn)慎,應(yīng)作抗?jié)B性能試驗(yàn),更不能使混凝土早期受凍害。
2.3.4 抗凍性
前蘇聯(lián)資料認(rèn)為,除K2CO3外,摻其他防凍劑的混凝土的抗凍性都不降低。
然而,西方學(xué)者的一些著作持不同的觀點(diǎn):摻大量鹽類的混凝土抗凍性會(huì)降低。因此在對(duì)抗凍性有特殊要求的結(jié)構(gòu)中,用防凍劑要謹(jǐn)慎,使用之前必須做抗凍性試驗(yàn)。
2.3.5 鹽析現(xiàn)象
由于鈉和鉀的離子不直接進(jìn)入水泥水化生成物,而留在混凝土中的液相中,在水分蒸發(fā)時(shí),鹽會(huì)析出于混凝土表面,泛白影響混凝土表面美觀。鹽的結(jié)晶壓力也可能破壞表層混凝土結(jié)構(gòu)。
2.3.6 堿骨料反應(yīng)
如骨料有活性,鈉和鉀鹽防凍劑會(huì)加劇堿-骨料反應(yīng),特別在水泥本身呈富堿狀態(tài)時(shí),會(huì)更甚。
3 冬季混凝土施工
3.1 冬季混凝土的抗凍理論
受凍前普通混凝土“臨界”強(qiáng)度的概念是:當(dāng)混凝土的早期強(qiáng)度達(dá)到“臨界”強(qiáng)度時(shí),可保證混凝土不遭受凍害。對(duì)于C20~C30混凝土,其臨界值為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%,C40~C50混凝土,其臨界值為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%??傊?,混凝土的“臨界”強(qiáng)度,其數(shù)值不應(yīng)小于5MPa。
3.2 預(yù)防凍害的施工技術(shù)有以下幾點(diǎn)
(1)確?;炷猎趶?qiáng)度達(dá)到5MPa之前,不遭受負(fù)溫作用。
(2)新老混凝土相接的施工縫處混凝土必須在0℃以上澆筑。如老混凝土的表面處在露天狀態(tài)0℃以下,必須采取保溫措施提高表面溫度。
(3)加強(qiáng)振搗,確?;炷撩軐?shí),振搗不良易造成蜂窩麻面,破壞混凝土表面的完整性,引起滲漏,降低抗凍性。
(4)在混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng),若遇下雪天氣綁扎鋼筋,綁好鋼筋的部分加蓋塑料布,減少積雪清理難度。澆筑混凝土前及時(shí)將模板上的冰、雪清理干凈。做好準(zhǔn)備工作,提高混凝土的澆筑速度。在混凝土泵體料斗、泵管上包裹阻燃草簾被,防止因混凝土供料不及時(shí),導(dǎo)致泵斗、管內(nèi)的受凍而急劇降溫。
4 冬季混凝土養(yǎng)護(hù)
冬季混凝土養(yǎng)護(hù)措施十分關(guān)鍵,正確的養(yǎng)護(hù)能避免混凝土產(chǎn)生不必要的溫度收縮裂縫和受凍。在冬施條件下必須采取冬施測(cè)溫,監(jiān)測(cè)混凝土表面和內(nèi)部溫差不超過25℃。
4.1 冬季施工工藝主要有三種方法
(1)蓄熱法:利用保溫材料或臨時(shí)保溫放風(fēng)棚保持混凝土原有的熱量和水化熱量,維持混凝土硬化溫度,不采取其他特殊措施。
(2)主動(dòng)加熱法:模板外通蒸汽,模板內(nèi)以電熱加溫,原材料加熱等。
(3)暖棚法:在工程外搭蓋暖棚,暖棚內(nèi)設(shè)電熱風(fēng)機(jī),蒸汽熱風(fēng)機(jī),暖氣片,火爐等。
大體積及中體積混凝土內(nèi)部是不會(huì)受到凍害的,水化熱作用使混凝土內(nèi)部溫度上升,早期溫度都在5℃以上,所以氣溫在-5℃以上時(shí)仍然可以按普通方法施工,只有在特別寒冷時(shí)期,混凝土遭受-4~-10℃以下的初凝溫度,才有可能引起凍害。
4.2 部分養(yǎng)護(hù)實(shí)施方法
4.2.1 柱混凝土養(yǎng)護(hù)
鋼柱模板在模板背楞間用50mm厚聚苯板填塞,模板支設(shè)完成后用鐵絲將阻燃?xì)趾煿潭ㄔ谕鈧?cè),轉(zhuǎn)角地方必須保證有塔接。
4.2.2 頂板、梁混凝土養(yǎng)護(hù)
頂板、梁混凝土上下部保溫為在下層緊貼建筑物周圍(整層高度)通過在腳手架上附加橫桿滿掛彩條布,樓梯口滿鋪跳板上綁草簾被。在新澆筑的混凝土表面先覆蓋塑料布,再覆蓋二層氈簾被。對(duì)于邊角等薄弱部位或迎風(fēng)面,應(yīng)加蓋氈簾被并做好塔接。
4.2.3 養(yǎng)護(hù)時(shí)注意事項(xiàng)
測(cè)量放線必須掀開保溫材料(5℃以上)時(shí),放完線要立即覆蓋;在新澆筑混凝土表面先鋪一層塑料薄膜,再嚴(yán)密加蓋阻燃?xì)趾煴?。?duì)墻、柱上口保溫最薄弱部位先覆蓋一層塑料布,再加蓋兩層小塊氈簾被壓緊填實(shí)、周圈封好。拆模后混凝土采用刷養(yǎng)護(hù)液養(yǎng)護(hù)。混凝土初期養(yǎng)護(hù)溫度,不得低于-15℃,不能滿足該溫度條件時(shí),必須立即增加覆蓋氈簾被保溫。拆模后混凝土表面溫度與外界溫差大于15℃時(shí),在混凝土表面,必須繼續(xù)覆蓋氈簾被;在邊角等薄弱部位,必須加蓋氈簾被并密封嚴(yán)實(shí)。
除了以上注意事項(xiàng)以外,商品混凝土企業(yè)及施工單位還應(yīng)針對(duì)冬期混凝土的應(yīng)用特點(diǎn),對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn),使得所有相關(guān)人員明確冬季混凝土生產(chǎn)、施工的特殊性,強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí),科學(xué)、統(tǒng)籌地安排人員把握好每一個(gè)生產(chǎn)、施工環(huán)節(jié),確保冬期混凝土應(yīng)用順利進(jìn)行。
王軍(新疆恒石新型建材有限公司,總工程師)
每年我國(guó)的東北、西北地區(qū)都會(huì)面臨冬期施工的問題。由于冬期外部環(huán)境惡劣,給正常施工帶來了難度,每年開春都或多或少會(huì)發(fā)現(xiàn)由于冬期施工措施不到位而造成的工程質(zhì)量問題。那么怎樣才能保證冬期混凝土的施工質(zhì)量呢?當(dāng)然要準(zhǔn)備的措施很多,筆者認(rèn)為最主要的關(guān)鍵是溫度和防護(hù)問題。只要這兩點(diǎn)能做到,混凝土的工程質(zhì)量就可以得到保證。
在進(jìn)入冬期生產(chǎn)前,混凝土生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對(duì)已有的混凝土任務(wù)進(jìn)行排查,了解技術(shù)要求及施工時(shí)間,根據(jù)上述信息和本單位的設(shè)備現(xiàn)狀,制定本單位冬期生產(chǎn)技術(shù)措施和下列準(zhǔn)備工作:
(1)設(shè)置加熱設(shè)備,以便對(duì)水、砂石,泵送劑加熱,還要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行圍護(hù)保溫,保證冬期生產(chǎn)時(shí)溫度在5℃以上,特別要對(duì)有傳感器的部位進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。對(duì)混凝土運(yùn)輸車輛用保溫套包裹保溫。
(2)進(jìn)砂石料時(shí)盡量采用風(fēng)干的,并對(duì)砂石進(jìn)行覆蓋保溫.
(3)進(jìn)廠前需對(duì)所用外加劑(早強(qiáng)劑、防凍劑)的性能進(jìn)行檢測(cè),與生產(chǎn)廠進(jìn)行溝通,了解其中的主要組分和摻量。
(4)對(duì)全體員工進(jìn)行一次冬期生產(chǎn)方面的技術(shù)培訓(xùn)。
(5)向施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)放冬期施工注意事項(xiàng),根據(jù)不同的工程部位和對(duì)象,提出施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)做的工作。
冬期生產(chǎn)混凝土應(yīng)根據(jù)不同的氣候條件和工程部位及施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)措施,采用不同的外加劑(指早強(qiáng)劑、防凍劑)及摻量。
冬期生產(chǎn)時(shí)的質(zhì)量控制要注意以下事項(xiàng):
(1)選用外加劑前應(yīng)嚴(yán)格按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程要求進(jìn)行。
(2)嚴(yán)格混凝土生產(chǎn)測(cè)溫制度,設(shè)專人測(cè)溫,保證混凝土出廠 、入泵和入?;炷翜囟?。
(3)大氣溫度在-5℃以內(nèi)時(shí),將水加熱到40℃左右,就可保證混凝土出機(jī)溫度在10℃以上。但要注意水溫不能過高,如超過規(guī)范規(guī)定溫度時(shí),應(yīng)先將水與砂石混合攪拌后再加水泥,在混凝土中摻入早強(qiáng)劑,施工現(xiàn)場(chǎng)做好覆蓋保溫工作就可以了。
大氣溫度在-5℃以下時(shí),應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度,除水加熱外還應(yīng)對(duì)砂石進(jìn)行加熱,延長(zhǎng)混凝土攪拌時(shí)間,但仍應(yīng)以水加熱為主。保證混凝土出機(jī)溫度,保證混凝土入模溫度不低于5℃,施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)在施工面搭設(shè)暖棚,保證棚內(nèi)距地面50cm處的溫度不低于5℃。在搭設(shè)暖棚時(shí)要特別注意棚下連接處的處理,棚布不要離被保護(hù)混凝土處太近,距離最好在50cm左右,同時(shí)要使棚布下沿不透風(fēng)。因?yàn)榕锏南虏渴钦麄€(gè)棚溫最薄弱的部位,是混凝土受凍的高發(fā)區(qū)。棚內(nèi)如果架設(shè)火爐應(yīng)注意不要離混凝土表面太近,防止混凝土脫水,對(duì)混凝土強(qiáng)度造成影響,混凝土表面施工完畢后立即用保溫材料覆蓋。
(4)施工現(xiàn)場(chǎng)要做好保溫和測(cè)溫工作,及時(shí)了解混凝土的混凝土溫度情況。
(5)冬期施工摻混凝土防凍劑的誤區(qū)
有人認(rèn)為混凝土防凍劑摻入后,不用采用任何措施。這個(gè)認(rèn)識(shí)是不對(duì)的,大家知道,混凝土在0℃以下時(shí),強(qiáng)度增長(zhǎng)很慢或不增長(zhǎng)。如當(dāng)時(shí)的氣溫是-10℃,但不能保證整個(gè)冬期大氣溫度不下降,如果溫度再次下降,混凝土沒有達(dá)到臨界強(qiáng)度,就會(huì)對(duì)混凝土造成凍害。
(6)混凝土中摻入防凍劑后應(yīng)適當(dāng)提高強(qiáng)度等級(jí),因?yàn)橛械幕炷练纼鰟?duì)28 天強(qiáng)度是有影響的。
總而言之做好混凝土冬期生產(chǎn)施工的最基本要點(diǎn)為保證養(yǎng)護(hù)溫度,只有這樣,混凝土的質(zhì)量才能得到保證。