混凝土冬季施工技术.ppt

混凝土冬期施工技术二O一一年十一月混凝土冬期施工技混凝土冬期施工技术1.混凝土冬期施工的重要性2.混凝土冬期施工的相关标准3.建筑工程冬期施工规程（JGJ104-2011）4.冬期施工期限划分原则5.混凝土受冻的危害6.混凝土受冻临界强度7.混凝土原材料和配合比要求8.混凝土运输和浇筑9.混凝土冬施方法10.冬期施工混凝土质量检查及控制11.其它1.混凝土冬期施工的必要性和重要性我省地我省地处北方，冬期施工期一般北方，冬期施工期一般35个月，冬期施工任个月，冬期施工任务愈来愈多，所占比重愈来愈多，所占比重较高，可达高，可达30%。冬期施工有其特殊及复冬期施工有其特殊及复杂性，加之建筑施工性，加之建筑施工队伍技伍技术水平水平高低不一，据多年高低不一，据多年经验，在，在这个季个季节进行施工，也是工程行施工，也是工程质量量问题出出现的多的多发季季节。选好施工方法，制好施工方法，制订合适的合适的质量保量保证措施，是确保工程措施，是确保工程质量，加快工程量，加快工程进度，并减少能耗及材料消耗的关度，并减少能耗及材料消耗的关键。2.混凝土冬期施工的相关标准2.12.1混凝土混凝土结构工程施工及构工程施工及验收收规范范GB50204-2002GB50204-20022.22.2建筑工程冬期施工建筑工程冬期施工规程程 JGJ104-2011 JGJ104-20112.3 2.3 大体大体积混凝土施工混凝土施工规范范GB50496-2009GB50496-20092.42.4混凝土外加混凝土外加剂GB/T8076-2009GB/T8076-20093.3.建筑工程冬期施工规程建筑工程冬期施工规程（JGJ104-2011）中华人民共和国行业标准中华人民共和国行业标准.建筑工程冬期施工规程主要内容7.屋面保温及防水工程8.建筑装饰装修工程9.钢结构工程10.混凝土构件安装工程11.越冬工程维护12.附录。1.总则2.术语3.地基与基础工程4.砌体工程5.钢筋工程6.混凝土工程 入冬：根据入冬：根据当地多年气象当地多年气象资料料统计，当室外日平均，当室外日平均气温气温连续5d5d稳定低于定低于5 5即即进入冬期施工；入冬期施工；解除：当室外日平均气温解除：当室外日平均气温连续5d5d高于高于5 5即解除冬期即解除冬期施工。施工。注意：注意：实际施工中施工中还应紧密密结合当年气候合当年气候趋势。冬期施工界定冬期施工界定为什么不能什么不能简单地考地考虑气温出气温出现0 0？我国的气候属于大我国的气候属于大陆性季性季风型气候。其特点是，在秋型气候。其特点是，在秋冬和冬春交替季冬和冬春交替季节，时常有西伯利常有西伯利亚寒流寒流袭击，短，短时间内内可能降温到可能降温到0 0 ，但寒流，但寒流过后气温可能又恢复一段正温后气温可能又恢复一段正温时间，所以，所以，冬期施工界定冬期施工界定还不能只考不能只考虑气温出气温出现0 0。在建筑工程冬期施工中冬期的界定是一个重要在建筑工程冬期施工中冬期的界定是一个重要问题，各国，各国规范都范都规定有界定原定有界定原则。我国建筑工程施工我国建筑工程施工规范中有相范中有相应规定，但尚不定，但尚不统一，如：一，如：1）地基基地基基础规范范规定定为0，2）砖石工程施工石工程施工规范范规定定连续10天内的平均气温低于天内的平均气温低于5 或当日最低气温或当日最低气温为-3，3）混凝土及）混凝土及钢筋混凝土施工筋混凝土施工验收收规范范规定，室外日平定，室外日平均气温均气温连续5天天稳定低于定低于5。由于由于规定不一致，定不一致，执行起来不方便。行起来不方便。1、混凝土混凝土冻结温度：温度：1.51.522开始开始冻结（游离水（游离水占占1/21/22/32/3）2244全部全部冻结（吸附水）。（吸附水）。2 2、混凝土受、混凝土受冻后造成最后造成最终强度度损失：失：原因原因 -冰冰胀应力使混凝土内部力使混凝土内部产生微裂生微裂纹（受（受冻越越早早则裂裂纹越多、越大）；越多、越大）；钢筋和粗骨料表面形成冰膜而影响粘筋和粗骨料表面形成冰膜而影响粘结力。力。特点特点 -冻结越早、水灰比越大，越早、水灰比越大，则强度度损失越多。失越多。3 3、混凝土、混凝土强度增度增长缓慢，制慢，制约工期：工期：当混凝土、砂当混凝土、砂浆浇筑后，如果气温很低，筑后，如果气温很低，强度增度增长也也变的的缓慢。例如，当混凝土在慢。例如，当混凝土在5 5 条件下养条件下养护28d28d，其，其强度度仅达达标养养28d28d强度的度的60%60%左右。欲使混凝土左右。欲使混凝土强度有度有较快的增快的增长，必必须采取特殊措施方能采取特殊措施方能满足施工足施工进度的要求。度的要求。l原理：原理：u受受冻临界界强度是度是负温混凝土冬期施工中的重要温混凝土冬期施工中的重要技技术指指标，在达到此，在达到此强度之后，混凝土即使受度之后，混凝土即使受冻也不会也不会对后期后期强度及性能指度及性能指标产生影响。生影响。u当混凝土未达允当混凝土未达允许受受冻临界界强度受度受冻,则解解冻后后标养至养至2828d d，其最，其最终强度度损失失5%5%。6.1.1 冬期冬期浇筑的混凝土，其筑的混凝土，其受受冻临界界强度度应符合下列符合下列规定：定：1.采用采用蓄蓄热法、暖棚法、加法、暖棚法、加热法法等施工的普通混凝土，采用硅等施工的普通混凝土，采用硅酸酸盐水泥、普通硅酸水泥、普通硅酸盐水泥配制水泥配制时，不，不应小于小于设计混凝土混凝土强度等度等级值的的30%；采用；采用矿渣硅酸渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、水泥、火山灰火山灰质硅酸硅酸盐水泥、复合硅酸水泥、复合硅酸盐水泥水泥时，不，不应小于小于设计混混凝土凝土强度等度等级值的的40%；2.当室外最低气温不低于当室外最低气温不低于-15时，采用，采用综合蓄合蓄热法、法、负温养温养护法法施工的混凝土受施工的混凝土受冻临界界强度不度不应小于小于4.0 MPa；当室外；当室外最低气温不低于最低气温不低于-30时，采用，采用负温养温养护法施工的混凝土受法施工的混凝土受冻临界界强度不度不应小于小于5.0MPa；3.对强度等度等级等于或高于等于或高于C50的混凝土，不宜小于的混凝土，不宜小于设计混凝土混凝土强度等度等级值的的30%；4.对有有抗渗要求的混凝土抗渗要求的混凝土，不宜小于，不宜小于设计混凝土混凝土强度度等等级值的的50%；5.对有有抗抗冻耐久性要求的混凝土耐久性要求的混凝土，不宜小于，不宜小于设计混凝混凝土土强度等度等级值的的70%；6.当采用暖棚法施工的混凝土中当采用暖棚法施工的混凝土中掺入早入早强剂时，可按，可按综合蓄合蓄热法受法受冻临界界强度取度取值；7.当施工需要提高混凝土当施工需要提高混凝土强度等度等级时，应按提高后的按提高后的强度等度等级确定受确定受冻临界界强度。度。l水泥水泥p冬期施工宜冬期施工宜选用硅酸用硅酸盐水泥和普通硅酸水泥和普通硅酸盐水泥。水泥。p蒸汽养蒸汽养护可可选矿渣水泥。渣水泥。掺防防冻剂严禁用高禁用高铝水泥水泥p最小水泥用量不宜低于最小水泥用量不宜低于280kg/m280kg/m3 3。p水灰比或水胶比水灰比或水胶比应小于小于0.550.55或或0.50.5。注：注：1 1 大体大体积混凝土的最少水泥用量，混凝土的最少水泥用量，应根椐根椐实际情况决定；情况决定；2 2 强度等度等级不大于不大于C15C15的混凝土，其最大水灰比和最少水泥的混凝土，其最大水灰比和最少水泥用量可不受以上限制；用量可不受以上限制；3 3 本本规程所称的水胶比，普通混凝土系指水与水泥程所称的水胶比，普通混凝土系指水与水泥(包括包括掺合料）重量之比；合料）重量之比；轻骨料混凝土系指水泥的骨料混凝土系指水泥的净水灰比（水水灰比（水不包括不包括轻骨料骨料1h1h吸水量，水泥不包括吸水量，水泥不包括掺加的混合料）。加的混合料）。l骨料骨料p拌制混凝土所用骨料拌制混凝土所用骨料应清清洁，不得含有冰、雪、，不得含有冰、雪、冻块及其他易及其他易冻裂物裂物质。p掺用含有用含有钾、钠离子的防离子的防冻剂混凝土，不得采用活性混凝土，不得采用活性骨料或在骨料中混有骨料或在骨料中混有这类物物质的材料的材料l外加外加剂p 非加非加热养养护法混凝土施工所法混凝土施工所选用的外加用的外加剂应含有引气含有引气组分，含气量宜控制在分，含气量宜控制在3%3%5%5%。p基本基本组成：成：减水减水组分分+防防冻组分分+早早强组分分+引气引气组分分+其它助其它助剂p防防冻早早强剂作用作用p预应力禁止使用含力禁止使用含亚硝酸硝酸盐类的外加的外加剂（管道灌（管道灌浆）l材料加热温度应据热工计算确定；材料加热温度应据热工计算确定；l混凝土原材料加热宜采用加热水的方法，当加热水仍不混凝土原材料加热宜采用加热水的方法，当加热水仍不能满足要求时，再对骨料进行加热。能满足要求时，再对骨料进行加热。l水、骨料加热的最高温度应符合下表的规定。水、骨料加热的最高温度应符合下表的规定。l混凝土运输：缩短运距，容器保温。混凝土运输：缩短运距，容器保温。l混凝土浇筑：混凝土浇筑：清除模板、钢筋上的冰雪、污垢；不得在强冻胀性的地基上浇筑；大体积混凝土浇上层时，下层温度2；采用加热养护的整体结构，浇筑程序和施工缝位置的设置，应采取能防止发生较大温度应力的措施。当加热温度超过45时，应进行温度应力核算。（原标准40）型钢混凝土组合结构，浇筑混凝土前应对型钢进行预热，预热温度宜大于混凝土入模温度。（原标准：装配式结构接头应先预热，再浇筑，在45条件下养护至75%设计强度。）l蓄蓄热法：法：混凝土浇筑后，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施工方法。l原理：原理：（1 1）水与骨料加水与骨料加热水化水化热保温覆盖保温覆盖 （2 2）混凝土在）混凝土在冻结前达到受前达到受冻临界界强度度。l适用于：室外最低温度适用于：室外最低温度1515时的地下工程；的地下工程；表面系数（冷却面表面系数（冷却面积/全部体全部体积）55m m-1-1的的结构构l综合蓄合蓄热法：法：掺早早强剂或早或早强型外加型外加剂的混凝土的混凝土浇筑后，筑后，利用原材料加利用原材料加热及水泥水化及水泥水化热的的热量，通量，通过适当保温，延适当保温，延缓混凝土冷却，使混凝土温度降到混凝土冷却，使混凝土温度降到0 0或或设计规定温度前定温度前达到达到预期要求期要求强度的施工方法。度的施工方法。l综合蓄合蓄热法施工法施工应选用具有减水、引气等性能的早用具有减水、引气等性能的早强型型复合外加复合外加剂l混凝土混凝土浇筑后筑后应采用塑料布等防水材料采用塑料布等防水材料对裸露表面覆盖裸露表面覆盖并保温。并保温。对边、棱角部位的保温、棱角部位的保温层厚度厚度应增大到面部位的增大到面部位的2 23 3倍。混凝土在养倍。混凝土在养护期期间应防防风防失水。防失水。l模板宜采用整装整拆方案。当混凝土模板宜采用整装整拆方案。当混凝土强度达到度达到1MPa1MPa后，可使后，可使侧模板模板轻轻脱离混凝土后，再合上脱离混凝土后，再合上继续养养护到拆模。到拆模。l 采用采用综合蓄合蓄热法养法养护的混凝土，起始养的混凝土，起始养护温度温度应满足足热工工计算的要求，且不得低于算的要求，且不得低于5 5。注：注：1 1 完全由保温模板封完全由保温模板封闭的构件（如立柱等），其起的构件（如立柱等），其起始养始养护温度温度为：在混凝土：在混凝土搅拌、运拌、运输、浇筑等完成后（包筑等完成后（包括模板及括模板及钢筋吸筋吸热）的温度；）的温度；2 2 混凝土混凝土浇筑后需要保温覆盖的构件筑后需要保温覆盖的构件(如梁、板等如梁、板等)，其起始养，其起始养护温度温度为：在混凝土：在混凝土搅拌、运拌、运输、浇筑等完成筑等完成（包括模板及（包括模板及钢筋吸筋吸热）并覆盖保温材料后的温度。）并覆盖保温材料后的温度。保温养护作法保温养护作法l适用范适用范围混凝土蒸汽养混凝土蒸汽养护法的适用范法的适用范围应符合下表的符合下表的规定定方 法简 述特 点适用范围棚罩法用帆布或其他罩子扣罩，内部通蒸汽养护混凝土设施灵活，施工简便，费用较小，但耗汽量大，温度不宜均匀预制梁、板、地下基础、沟道等蒸汽套法制作密封保温外套，分段送汽养护混凝土温度能适当控制，加热效果取决于保温构造，设施复杂现浇梁、板、框架结构，墙、柱等热模法模板外侧配置蒸汽管，加热模板养护加热均匀、温度易控制，养护时间短，设备费用大墙、柱及框架架构内部通汽法结构内部留孔道，通蒸汽加热养护节省蒸汽，费用较低，入汽端易过热，需处理冷凝水预制梁、柱、桁架，现浇梁、柱、框架单梁l适用范适用范围：搭棚围护，棚内加热至5，适用于地下结构工程和 混凝土构件比较集中的工程。l特点：特点：同常温操作；费资耗能大。l要求：要求：1 当采用暖棚法施工时，棚内各测点温度不得低于5，并应设专人检测混凝土及棚内温度。暖棚内测温点应选择具有代表性位置进行布置，在离地面500mm高度处必须设点，每昼夜测温不应少于4次。2 养护期间应测量棚内湿度，混凝土不得有失水现象，否则应及时采取增湿措施或在混凝土表面洒水养护。3 暖棚的出入口应设专人管理，并应采取防止棚内温度下降或引起风口处混凝土受冻的措施。4 在混凝土养护期间应将烟或燃烧气体排至棚外，并应采取防止烟气中毒和防火措施。基坑暖棚基坑暖棚l适用范适用范围：适用于表面系数大于15或不易加热保温，且对强度增长要求不高的一般结构工程。l要求：要求：负温养护法施工的混凝土，应以浇筑后5d内的预计日最低气温来选用防冻剂，起始养护温度不应低于5。初冬、早春。初冬、早春。混凝土浇筑后，裸露表面应采取保湿措施，同时根据需要采取相应的保温覆盖措施。负温养护法施工，应加强测温，并用以计算混凝土成熟度；当混凝土内部温度降到防冻剂规定温度之前，混凝土的抗压强度应符合以下规定：（1）采用负温养护法的混凝土，当室外最低气温不低于-10时，不得小于3.5MPa；（2）当室外最低温度不低于-15时，不得小于4.0MPa；（3）当室外最低温度不低于-30时，不得小于5.0Mpa。建筑工程冬季施工质量现状调查建筑工程冬季施工质量现状调查某工程主体结构混凝土冬季施工质量缺陷统计表序号检查项目不合格频率（%）累计不合频率（%）1混凝土外观质量19.419.42混凝土构件截面尺寸9.729.13混凝土构件轴线位置3.232.34预埋件、预留洞位置3.235.55混凝土强度64.5100.0合 计6.9.1 混凝土冬期施工混凝土冬期施工质量量检查除除应符合符合现行国家行国家标准准混混凝土凝土结构工程施工构工程施工质量量验收收规范范GB 50204以及国家以及国家现行有行有关关标准准规定外，尚定外，尚应符合下列符合下列规定：定：1 应检查外加外加剂质量及量及掺量。外加量。外加剂进入施工入施工现场后后应进行行抽抽样检验，合格后方准使用；，合格后方准使用；2 应根据施工方案确定的参数根据施工方案确定的参数检查水、骨料、外加水、骨料、外加剂溶液和溶液和混凝土出机、混凝土出机、浇筑、筑、起始养起始养护时的温度的温度；3 应检查混凝土从入模到拆除保温混凝土从入模到拆除保温层或保温模板期或保温模板期间的温度；的温度；4 采用采用预拌混凝土拌混凝土时，原材料、，原材料、搅拌、运拌、运输过程中的温度程中的温度检查及混凝土及混凝土质量量检查应由由预拌混凝土生拌混凝土生产企企业进行，并行，并应将将记录资料提供料提供给施工施工单位。位。6.9.3 混凝土养混凝土养护期期间的温度的温度测量量应符合下列符合下列规定：定：1.采用蓄采用蓄热法或法或综合蓄合蓄热法法时，在达到受，在达到受冻临界界强度之前度之前应每每隔隔4h6h测量一次；量一次；2.采用采用负温养温养护法法时，在达到受，在达到受冻临界界强度之前度之前应每隔每隔2h测量一量一次；次；3.采用加采用加热法法时，升温和降温，升温和降温阶段段应每隔每隔1h测量一次，恒温量一次，恒温阶段段每隔每隔2h测量一次；量一次；4.混凝土在达到受混凝土在达到受冻临界界强度后，可停止度后，可停止测温；温；5.大体大体积混凝土养混凝土养护期期间的温度的温度测量尚量尚应符合符合现行国家行国家标准准大大体体积混凝土施工混凝土施工规范范GB 50496的相关的相关规定。定。保留原条文保留原条文内容。并内容。并对混凝土的混凝土的测温停止温停止时间进行了行了规定，即当混凝土定，即当混凝土在达到受在达到受冻临界界强度后，方可停止度后，方可停止测温。温。6.9.7 混凝土抗混凝土抗压强度度试件的留置除件的留置除应按按现行国家行国家标准准混凝土混凝土结构工程施工构工程施工质量量验收收规范范GB 50204规定定进行外，尚行外，尚应增增设不少于不少于二二组同条件养同条件养护试件件。冬期施工中，冬期施工中，为了施工了施工单位更加有效地控制位更加有效地控制负温混凝温混凝土土过程中的程中的质量，特提出在量，特提出在现行国家行国家标准准混凝土混凝土结构构工程施工工程施工质量量验收收规范范GB50204-2002规定的同条件养定的同条件养护试件数量基件数量基础上，增上，增设不少于两不少于两组同条件养同条件养护试件，件，一一组用于用于检查混凝土受混凝土受冻临界界强度，而另外一度，而另外一组或一或一组以上以上试件用于件用于检查混凝土拆模混凝土拆模强度或拆除支撑度或拆除支撑强度或度或负温温转常温后常温后强度度检查等。等。温控指温控指标宜符合下列宜符合下列规定定1 1 混凝土混凝土浇筑体在入模温度基筑体在入模温度基础上的温升上的温升值不宜大于不宜大于5050；2 2 混凝土混凝土浇筑体的里表温差筑体的里表温差（不含混凝土收（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于的当量温度）不宜大于2525；3 3 混凝土混凝土浇筑体的降温速率不宜大于筑体的降温速率不宜大于2.0/d2.0/d；4 4 混凝土混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于筑体表面与大气温差不宜大于2020。测温项目测温次数室外气温测量最高、最低气温环境温度每昼夜不少于4次搅拌机棚温度每一工作班不少于4次水、水泥、砂、石及外加剂溶液温度每一工作班不少于4次混凝土出罐、浇筑、入模温度每一工作班不少于4次施工期施工期间间的的测测温温项项目与次数目与次数应应符合下表符合下表规规定定：养养护温度的温度的测量方法量方法应符合下列符合下列规定：定：1 1 测温孔温孔应编号，并号，并绘制制测温孔布置温孔布置图；2 2 测温温时，测温元件温元件应采取措施与外界气温隔离；采取措施与外界气温隔离；测温元温元件件测量位置量位置应处于于结构表面下构表面下20mm20mm处，留置在，留置在测温孔内的温孔内的时间不不应少于少于3min3min；3 3 采用非加采用非加热法养法养护时，测温孔温孔应设置在易于散置在易于散热的部位；的部位；采用加采用加热法养法养护时，应分分别设置在离置在离热源不同的位置。源不同的位置。模板的拆除：模板的拆除：1.1.模板和保温模板和保温层在混凝土达到要求在混凝土达到要求强度并冷却到度并冷却到55后方后方可拆除。可拆除。2.2.拆模拆模时混凝土与混凝土与环境温差大于境温差大于2020时，混凝土表面，混凝土表面应及及时覆盖，覆盖，缓慢冷却。慢冷却。如何防止大体如何防止大体积混凝土施工中出混凝土施工中出现有害裂有害裂缝是大体是大体积混凝土施工中的关混凝土施工中的关键技技术问题。定定义：混凝土：混凝土结构物构物实体最小尺寸体最小尺寸不小于不小于1m1m的大体量的大体量混凝土，或混凝土，或预计会因混凝土中会因混凝土中胶凝材料胶凝材料水化引起的水化引起的温度温度变化化和和收收缩而而导致致有害裂有害裂缝产生的混凝土。生的混凝土。大体大体积混凝土的混凝土的设计强度等度等级宜宜为C25C25C40C40，并可采，并可采用混凝土用混凝土60d60d或或90d90d的的强度度作作为混凝土配合比混凝土配合比设计、混凝土、混凝土强度度评定及工程定及工程验收的依据；收的依据；大体大体积混凝土置于岩石混凝土置于岩石类地基上地基上时，考，考虑岩石地基岩石地基对它的它的约束束时，宜在混凝土，宜在混凝土垫层上上设置滑置滑动层，滑，滑动层构造构造可采用一毡二油或一毡一油（夏季），以达到尽量减少可采用一毡二油或一毡一油（夏季），以达到尽量减少约束的目的。束的目的。硫铝酸盐水泥从硫铝酸盐水泥从90年代开始的主要应用领域：年代开始的主要应用领域：生产小型和中型预制混凝土如预应力楼板、大型预应力屋面板、薄腹梁、方桩、混凝土柱和电杆 以以降降低低蒸蒸养养温温度度和和减减少少养养护护时间时间生产预应力混凝土构件 以以缩缩短短脱脱模模时时间间（较较波波特特兰兰水水泥泥混混凝凝土相比）并快速施加预应力土相比）并快速施加预应力施工建筑物及混凝土基础 以以制制备备高高强强混混凝凝土土、抗抗冻冻混混凝凝土土、高早强泵送混凝土和防水混凝土等高早强泵送混凝土和防水混凝土等生产GRC(玻璃纤维增强水泥)制品 减减少少对对玻玻璃璃纤纤维维的的腐腐蚀蚀，提高早期强度提高早期强度生产用于补偿硅酸盐水泥收缩的膨胀剂青藏铁路冻土施工技术达到世界先进水平