河北混凝土冬季施工质量控制措施详细.pptx
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1、 我国许多地方有较长的寒冷季节。随着建筑工程的我国许多地方有较长的寒冷季节。随着建筑工程的快速发展快速发展,由于受工期制约,许多工程的混凝土冬季施工由于受工期制约,许多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。国内外对混凝土冬季施工理论和方法的探是不可避免的。国内外对混凝土冬季施工理论和方法的探索研究认为,当环境温度降到索研究认为,当环境温度降到5以下时,只要采用适当以下时,只要采用适当的施工方法,避免新浇混凝土早期受冻,使外露混凝土与的施工方法,避免新浇混凝土早期受冻,使外露混凝土与冬季外界气温保持较小温差,也会取得像在天暖施工时的冬季外界气温保持较小温差,也会取得像在天暖施工时的效果。效果。唐山市
2、规定冬期施工时间:唐山市规定冬期施工时间:11月月15日日来年来年3月月15日。日。前前 言言第第1页页/共共42页页一、冬季混凝土工程施工的一般原理一、冬季混凝土工程施工的一般原理 混凝土拌和物浇灌后之所以能逐渐凝结和硬化,直至获得最终强混凝土拌和物浇灌后之所以能逐渐凝结和硬化,直至获得最终强度,是由于度,是由于水泥水化作用水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外,主要是随着温度的高低而变化的。当本身组成材料和配合比有关外,主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时,水化作用加快,强度增长也较快;而当温度降低到温度升高
3、时,水化作用加快,强度增长也较快;而当温度降低到0时,时,存在于混凝土中的水有一部分开始结冰,逐渐由液相(水)变为固相存在于混凝土中的水有一部分开始结冰,逐渐由液相(水)变为固相(水)。这时参与水泥水化作用的水减少了,因此,水化作用减慢,(水)。这时参与水泥水化作用的水减少了,因此,水化作用减慢,强度增长相应较慢。温度继续下降,当存在于混凝土中的水完全变成强度增长相应较慢。温度继续下降,当存在于混凝土中的水完全变成冰,也就是完全由液相变为固相时,水泥水化作用基本停止,此时强冰,也就是完全由液相变为固相时,水泥水化作用基本停止,此时强度就不再增长。度就不再增长。第第2页页/共共42页页一、冬季混
4、凝土工程施工的一般原理一、冬季混凝土工程施工的一般原理 水变成冰后,体积约增大水变成冰后,体积约增大9%,同时产生约,同时产生约2500千克每平方厘米的千克每平方厘米的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值,使混凝冰胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值,使混凝土受到不同程度的破坏(土受到不同程度的破坏(即早期受冻破坏即早期受冻破坏)而降低强度。此外,当水变)而降低强度。此外,当水变成冰后,还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌,减弱水泥浆与成冰后,还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌,减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力,从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后,
5、又骨料和钢筋的粘结力,从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后,又会在混凝土内部形成各种各样的空隙,而降低混凝土的密实性及耐久性。会在混凝土内部形成各种各样的空隙,而降低混凝土的密实性及耐久性。由此可见,在冬季混凝土施工中,由此可见,在冬季混凝土施工中,水的形态变化是影响混凝土强度水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键增长的关键。国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研。国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研究结果表明,新浇混凝土在冻结前有一段预养期,可以增加其内部液相,究结果表明,新浇混凝土在冻结前有一段预养期,可以增加其内部液相,减少固相,加速水泥的水化作用。试验研究还
6、表明,混凝土受冻前预养减少固相,加速水泥的水化作用。试验研究还表明,混凝土受冻前预养期愈长,强度损失愈小。期愈长,强度损失愈小。第第3页页/共共42页页一、冬季混凝土工程施工的一般原理一、冬季混凝土工程施工的一般原理 混凝土化冻后(即处在正常温度条件下)继续养护,其强度还会混凝土化冻后(即处在正常温度条件下)继续养护,其强度还会增长,不过增长的幅度大小不一。对于预养期长,获得初期强度较高增长,不过增长的幅度大小不一。对于预养期长,获得初期强度较高(如达到(如达到R28的的35%)的混凝土受冻后,后期强度几乎没有损失。而)的混凝土受冻后,后期强度几乎没有损失。而对于安全预养期短,获得初期强度比较
7、低的混凝土受冻后,后期强度对于安全预养期短,获得初期强度比较低的混凝土受冻后,后期强度都有不同程度的损失。由此可见,混凝土冻结前,要使其在正常温度都有不同程度的损失。由此可见,混凝土冻结前,要使其在正常温度下有一段预养期,以加速水泥的水化作用,使混凝土获得不遭受冻害下有一段预养期,以加速水泥的水化作用,使混凝土获得不遭受冻害的最低强度,一般称临界强度,即可达到预期效果。对于临界强度,的最低强度,一般称临界强度,即可达到预期效果。对于临界强度,各国规定取值不等,我国规定为不低于设计标号的各国规定取值不等,我国规定为不低于设计标号的30%,也不得低于,也不得低于35千克每平方厘米。千克每平方厘米。
8、第第4页页/共共42页页一、冬季混凝土工程施工的一般原理一、冬季混凝土工程施工的一般原理 混凝土冻害的危害:混凝土冻害的危害:1.降低混凝土强度降低混凝土强度2.造成混凝土裂缝造成混凝土裂缝3.混凝土中钢筋的锈蚀混凝土中钢筋的锈蚀4.降低混凝土耐久性能降低混凝土耐久性能第第5页页/共共42页页一、冬季混凝土工程施工的一般原理一、冬季混凝土工程施工的一般原理 防止混凝土冻害的一般原则:防止混凝土冻害的一般原则:1.减少用水量减少用水量2.提高早期的强度提高早期的强度3.减低水的冰点减低水的冰点4.“缓冲缓冲”冰对混凝土内部结果的压力冰对混凝土内部结果的压力5.降低混凝土体积变化降低混凝土体积变化
9、第第6页页/共共42页页一、冬季混凝土工程施工的一般原理一、冬季混凝土工程施工的一般原理混凝土防冻剂的作用机理:混凝土防冻剂的作用机理:1.防冻剂中减水成分:减少混凝土搅拌用水,提高混凝土防冻剂中减水成分:减少混凝土搅拌用水,提高混凝土强度;减水混凝土拌和物中自由水的含量,减低受冻害的强度;减水混凝土拌和物中自由水的含量,减低受冻害的几率。几率。2.防冻剂中早强成分:使混凝土早期强度提高,在水结冰防冻剂中早强成分:使混凝土早期强度提高,在水结冰前使混凝土超过临界强度,降低冰对混凝土强度的影响。前使混凝土超过临界强度,降低冰对混凝土强度的影响。3.防冻剂中引气成分:均匀、稳定而封闭的微小气泡,减
10、防冻剂中引气成分:均匀、稳定而封闭的微小气泡,减轻水到冰的过程引起的体积变化对混凝土造成的压力和体轻水到冰的过程引起的体积变化对混凝土造成的压力和体积变化。积变化。第第7页页/共共42页页一、冬季混凝土工程施工的一般原理一、冬季混凝土工程施工的一般原理防冻剂有限使用温度的规定防冻剂有限使用温度的规定1.防冻剂的有效作用温度防冻剂的有效作用温度2.防冻剂对混凝土结构的实际防冻剂对混凝土结构的实际“有效作用温度有效作用温度”3.对防冻剂适用温度的规定对防冻剂适用温度的规定第第8页页/共共42页页一、冬季混凝土工程施工的一般原理一、冬季混凝土工程施工的一般原理混凝土防冻剂的作用:混凝土防冻剂的作用:
11、1.防冻剂迅速提高早期强度。防冻剂迅速提高早期强度。2.防冻剂不能根本改变混凝土在低温下强度增长的规律。防冻剂不能根本改变混凝土在低温下强度增长的规律。3.防冻剂掺量对混凝土强度的影响。防冻剂掺量对混凝土强度的影响。第第9页页/共共42页页2.1 冬季混凝土施工方法选择冬季混凝土施工方法选择 二二、冬季混凝土施工方法、冬季混凝土施工方法2.2 冬季混凝土施工方法种类冬季混凝土施工方法种类 第第10页页/共共42页页2.1 冬季混凝土施工方法选择冬季混凝土施工方法选择 从上述分析可以知道,在冬季混凝土施工中,主要解决三个问题:从上述分析可以知道,在冬季混凝土施工中,主要解决三个问题:一是如何确定
12、混凝土最短的养护龄期,二是如何防止混凝土一是如何确定混凝土最短的养护龄期,二是如何防止混凝土早期冻害早期冻害,三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。在实际工程中,要三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。在实际工程中,要根据施工时的气温情况,工程结构状况(工程量、结构厚大程度与外根据施工时的气温情况,工程结构状况(工程量、结构厚大程度与外露情况),工期紧迫程度,水泥的品种及价格,早强剂、减水剂、抗露情况),工期紧迫程度,水泥的品种及价格,早强剂、减水剂、抗冻剂的性能及价格,保温材料的性能及价格,热源的条件等,来选择冻剂的性能及价格,保温材料的性能及价格,热源的条件等,来选择合理的施工
13、方法。一般来说,对于同一个工程,可以有若干个不同的合理的施工方法。一般来说,对于同一个工程,可以有若干个不同的冬季施工方案。一个理想的方案,应当用最短的工期、最低的施工费冬季施工方案。一个理想的方案,应当用最短的工期、最低的施工费用,来获得最优良的工程质量,也就是工期、费用、质量最佳化。目用,来获得最优良的工程质量,也就是工期、费用、质量最佳化。目前,基本上采用以下前,基本上采用以下4种方法。种方法。第第11页页/共共42页页2.2 冬季混凝土施工种类冬季混凝土施工种类调整配合比方法调整配合比方法 主要适用于在主要适用于在0左右的混凝土施工。具体做法:左右的混凝土施工。具体做法:选择适当品种的
14、水泥是选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明,应使用早强硅酸盐水泥。该提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明,应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大,且在早期放出强度最高,一般水泥水化热较大,且在早期放出强度最高,一般3天抗压强度大约相当于天抗压强度大约相当于普通硅水泥普通硅水泥7天的强度,效果较明显。天的强度,效果较明显。尽量降低水灰比,稍增水泥用量,尽量降低水灰比,稍增水泥用量,从而增加水化热量,缩短达到龄期强度的时间。从而增加水化热量,缩短达到龄期强度的时间。掺用引气剂。在保持混掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下,加入引气剂后生成的气泡,相应增加了水泥浆凝土配
15、合比不变的情况下,加入引气剂后生成的气泡,相应增加了水泥浆的体积,提高拌和物的流动性,改善其粘聚性及保水性,缓冲混凝土内水的体积,提高拌和物的流动性,改善其粘聚性及保水性,缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力,提高混凝土的抗冻性。结冰所产生的水压力,提高混凝土的抗冻性。掺加早强外加剂,缩短混掺加早强外加剂,缩短混凝土的凝结时间,提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠(掺用水泥用量凝土的凝结时间,提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠(掺用水泥用量的的2%)和)和MSF复合早强试水剂(掺水泥用量的复合早强试水剂(掺水泥用量的5%)。)。选择颗粒硬度高选择颗粒硬度高和缝隙少的集料,使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀
16、系数相近。和缝隙少的集料,使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。第第12页页/共共42页页 蓄热法蓄热法 主要用于气温主要用于气温-10左右,结构比较厚大的工程。做法是:对原材料左右,结构比较厚大的工程。做法是:对原材料(水、砂、石)进行加热,使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后,还储(水、砂、石)进行加热,使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后,还储备有相当的热量,以使水泥水化放热较快,并加强对混凝土的保温,备有相当的热量,以使水泥水化放热较快,并加强对混凝土的保温,以保证在温度降到以保证在温度降到0以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。此法工以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。此法工艺简单,施工费用不多,
17、但要注意内部保温,避免角部与外露表面受艺简单,施工费用不多,但要注意内部保温,避免角部与外露表面受冻,且要延长养护龄期。冻,且要延长养护龄期。抗冻外加剂抗冻外加剂 在在-10以上的气温中,对混凝土拌和物掺加一种能降低水的冰点的化以上的气温中,对混凝土拌和物掺加一种能降低水的冰点的化学剂,使混凝土在负温下仍处于液相状态,水化作用能继续进行,从学剂,使混凝土在负温下仍处于液相状态,水化作用能继续进行,从而使混凝土强度继续增长。目前常用有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及而使混凝土强度继续增长。目前常用有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。第第13页页/共共42
18、页页外部加热法外部加热法 主要用于气温主要用于气温-10-10以下,而构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构以下,而构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气,将热量传给混凝土,或直接对混凝土加热,使混凝土件周围的空气,将热量传给混凝土,或直接对混凝土加热,使混凝土处于正温条件下能正常硬化。处于正温条件下能正常硬化。火炉加热。一般在较小的工地使用,火炉加热。一般在较小的工地使用,方法简单,但室内温度不高,比较干燥,且放出的二氧化碳会使新浇方法简单,但室内温度不高,比较干燥,且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化,影响质量。混凝土表面碳化,影响质量。蒸气加热。用蒸气使混凝土在湿热条蒸气加热。
19、用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化。此法较易控制,加热温度均匀。但因其需专门的锅炉设备,件下硬化。此法较易控制,加热温度均匀。但因其需专门的锅炉设备,费用较高。且热损失较大,劳动条件亦不理想。费用较高。且热损失较大,劳动条件亦不理想。电加热。将钢筋作电加热。将钢筋作为电极,或将电热器贴在混凝土表面,便电能变为热能,以提高混凝为电极,或将电热器贴在混凝土表面,便电能变为热能,以提高混凝土的温度。此法简单方便,热损失较少,易控制,不足之处是电能消土的温度。此法简单方便,热损失较少,易控制,不足之处是电能消耗量大。耗量大。红外线加热。以高温电加热器或气体红外线发生器,对混红外线加热。以高温电加热器或气体
20、红外线发生器,对混凝土进行密封幅射加热。凝土进行密封幅射加热。第第14页页/共共42页页施工缝处理:混凝土的强度不小于施工缝处理:混凝土的强度不小于1.2Mpa,才能浇筑下层混凝土;在,才能浇筑下层混凝土;在继续浇混凝土之前,应将界面处的混凝土表面凿毛,剔除浮动石子,继续浇混凝土之前,应将界面处的混凝土表面凿毛,剔除浮动石子,并用清水冲洗干净后,再浇一遍高标号水泥砂浆,然后继续浇筑混凝并用清水冲洗干净后,再浇一遍高标号水泥砂浆,然后继续浇筑混凝土且振捣密实,使新老混凝土紧密结合。土且振捣密实,使新老混凝土紧密结合。混凝土的泌水处理:斜面分层法浇筑混凝土采用泵送时,在浇筑、振混凝土的泌水处理:斜
21、面分层法浇筑混凝土采用泵送时,在浇筑、振捣过程中,上涌的泌水和浮浆将顺坡向集中在坡面下,应在侧模适宜捣过程中,上涌的泌水和浮浆将顺坡向集中在坡面下,应在侧模适宜部位留设排水孔,使大量泌水顺利排出。采取全面分层法时,每层浇部位留设排水孔,使大量泌水顺利排出。采取全面分层法时,每层浇筑,都须将泌水逐渐往前赶,在模板处开设排水孔使泌水排出或将泌筑,都须将泌水逐渐往前赶,在模板处开设排水孔使泌水排出或将泌水排至施工缝处,设水泵将水抽走,至整个层次浇筑完。水排至施工缝处,设水泵将水抽走,至整个层次浇筑完。第第15页页/共共42页页3.1 冬季施工混凝土组成材料的要求冬季施工混凝土组成材料的要求 三、冬季
22、混凝土施工技术措施三、冬季混凝土施工技术措施3.2 冬季混凝土搅拌及运输的要求冬季混凝土搅拌及运输的要求 3.3 冬季混凝土浇筑及养护的要求冬季混凝土浇筑及养护的要求3.4 冬季混凝土施工测温的要求冬季混凝土施工测温的要求3.5 混凝土质量控制实施对策混凝土质量控制实施对策第第16页页/共共42页页3.1 冬季施工混凝土组成材料的要求冬季施工混凝土组成材料的要求 骨料:骨料中不得有冰块、雪团和有机物,应清洁、级配良好、骨料:骨料中不得有冰块、雪团和有机物,应清洁、级配良好、质地坚硬;水:采用可饮用的自来水;外加剂:选用防冻剂,防冻剂质地坚硬;水:采用可饮用的自来水;外加剂:选用防冻剂,防冻剂的
23、作用机理是在规定的负温下显著降低混凝土的液相冰点的作用机理是在规定的负温下显著降低混凝土的液相冰点,使混凝土在使混凝土在液态不结冰液态不结冰,保证水泥的水化作用保证水泥的水化作用,在一定的时间内获得预期的强度,在一定的时间内获得预期的强度,防冻剂应通过技术鉴定,符合质量标准,并经试验室试验掌握其性能;防冻剂应通过技术鉴定,符合质量标准,并经试验室试验掌握其性能;水泥:选择活性高、水化热大的普通硅酸盐水泥。水泥:选择活性高、水化热大的普通硅酸盐水泥。3.2 冬季混凝土搅拌及运输的要求冬季混凝土搅拌及运输的要求混凝土的搅拌:混凝土的搅拌:砼搅拌选用加热水的方法,砼搅拌选用加热水的方法,8080以上
24、的热水不得与水泥直接接触,以上的热水不得与水泥直接接触,先将热水与骨料拌和而后再掺入水泥搅拌混凝土,以避免水泥假凝,先将热水与骨料拌和而后再掺入水泥搅拌混凝土,以避免水泥假凝,砼搅拌的时间不得少于砼搅拌的时间不得少于3 3分钟。另外分钟。另外,必要时对搅拌机周围进行防护并必要时对搅拌机周围进行防护并通暖保温。通暖保温。第第17页页/共共42页页混凝土的运输:混凝土的运输:采用混凝土罐车选择最短路径运输混凝土,对混凝土罐车包裹岩采用混凝土罐车选择最短路径运输混凝土,对混凝土罐车包裹岩棉被进行保温,来延缓砼热量损失。棉被进行保温,来延缓砼热量损失。3.3 冬季混凝土浇筑及养护的要求冬季混凝土浇筑及
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