冬季混凝土施工技术研究分析

   敦格铁路肃北1#特大桥中心里程为DK139+159,孔跨布置为23-32,桥全长776.87m。地处当金山以北,为中温带干旱气候区,降水量小,蒸发量大,冬冷夏热,空气干燥。年平均气温6.8~9.5°C,最冷月平均气温-14.6~-7.2°C,最热月平均气温19.1~32.7°C,年最大降雨量105.5~252.3mm,年平均蒸发量2505.1~2578.5mm,历年平均风速1.4~3.0m/s。土壤最大冻结深度150cm。因此在冬季进行混凝土施工是不可避免的,然而此时的混凝土施工因为受到周围环境及温度的影响,求运用更为复杂的施工工序和技术,一旦不能严格按照施工求展开势必造成各种质量问题的出现。本文主结合肃北1#特大桥施工经验对冬季混凝土施工技术进行了简分析。 
关键词冬季混凝土;施工技术;求 
中图分类号TV331文献标识码 A 
引言 
无论是对于道桥还是楼宇的建设,混凝土都占据着重的地位,这种重性,一方面源于当前建筑工程项目本身的不断增多,另一个重方面则是混凝土技术日益发达,使得混凝土材料在建筑工程中的应用日渐广泛,因此对于当前诸多建筑工程的影响程度也与日俱增。在这样的环境之下,如何确保混凝土施工质量就成为了当前社会关注的重点,这不仅仅关系到建筑物本身的健康状况和整体寿命,对于建筑物使用人群的人身财产安全也必然存在着间接影响。 
一、冬季混凝土施工求 
从目前的情况看,设计上对混凝土裂缝有一定范围。从我国的“混凝土结构设计规范《GBJ10—89)”表3.3.4规定看,其裂缝宽度在不同的环境下,不同的混凝土结构物其裂缝的宽度也有所不同的控制标准,允许裂缝宽度为0.2~0.3mm。在我国,对在不同环境下混凝土构筑物,在不同的介质情况下,所规定的混凝土裂缝宽度也不同。所以说,对混凝土构筑物的裂缝我国规范规定在设计上有一定的允许宽度。国际上也都根据本国的特点,对混凝土的裂缝都有明确的规定,说明混凝土结构的裂缝在一定范围内是允许的,想控制混凝土构筑物不裂缝是很难的,关键是怎么控制能让在施工中尽量小产生裂缝和把裂缝的宽度应该控制在什么范围内,能将冬季施工给建筑工程造成的负面影响降到最低。 
二、混凝土冬期施工的原理 
混凝土的凝结硬化并获得强度,是由于水泥水化反应的结果。水和温度是水化反应得以进行的必条件,水是水化反应能否进行的决定性因素之一。温度则影响水化反应的速度,冬期施工气温低,水泥水化作用减弱,混凝土强度增长慢;当温度降到0℃以下时,水化反应基本停止;当温度降到-4~-2℃时,新浇混凝土内部游离水开始结冰,水化作用完全停止,混凝土强度停止增长。混凝土结冰后体积膨胀,在其内部产生冰胀反应,破坏了强度较低的水泥石结构,使混凝土内部产生微裂缝和孔隙,同时损害了混凝土与钢筋的黏结,导致结构强度的降低。受冻的混凝土解冻后,其强度虽能继续增长,但已不能达到原设计强度等级。试验证明,混凝土在浇筑后立即受冻,抗压强度损失约50%,抗拉强度损失约40%。受冻前混凝土养护时间越长,所达到强度越高,水化物生成越多,能结冰的游离水就越少,强度损失就越低。试验还证明,混凝土遭受冻结后的强度损失,与受冻时间早晚、冻结前混凝土的强度、水灰比、水泥标号及养护温度等有关。 
新浇混凝土在受冻前若具备了抵抗冰胀应力的某一初期强度值,然后遭受冻结,但当恢复正温度养护后,混凝土强度还能增长,并再经28d标准养护后,其后期强度可过到混凝土设计强度等级的95%以上,其受冻前的初期强度称为混凝土允许受冻的临界强度,即为混凝土受冻临界强度。 
混凝土受冻临界强度与水泥品种、混凝土强度等级有关。中国现行规范规定冬期浇筑的混凝土的抗压强度,在受冻前,硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥配制的混凝土不得低于其设计强度标准值的30%,矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土不得低于设计强度标准值的40%;C10及其以下的混凝土强度不得低于5N/mm2;掺防冻剂的混凝土,温度降到规定温度以下时,混凝土的强度不得低于3.5N/mm2。 
混凝土冬期施工的原理是受冻前使新浇筑的混凝土强度值达到受冻临界强度。 
三、混凝土冬季施工技术点 
1、使用前环境控制 
对于自然环境的状况,虽然施工单位不能进行控制,但是仍然应当根据工程进度对天气状况,尤其是气温状况展开了解,并且依据相应的自然条件对工程进度在可能的范围内展开调整。低温环境在冬季较为常见,尤其是对于我国西北方地区更是如此,在肃北地区一年中出现将近半年的长时间低温,为此必须从施工的组织设计以及工程进度策划的高度出发,针对环境做出相应调整,将气温对工程的影响降到最低。 
2、混凝土搅拌、运输、浇筑的解决方案 
(1)混凝土的搅拌 
混凝土搅拌应在搭设的暖棚内进行,应优先采用大容量的搅拌机,以减少混凝土的热量损失。搅拌前,用热水或蒸汽冲洗加热搅拌筒。在搅拌过程中,为使新拌混凝土混合物均匀,水泥水化作用完全、充分,拌和时间比常温规定时间延长50%,并严格控制搅拌用水量。为了避免水泥与过热的拌和水发生“假凝”现象,材料的投料顺序为先将水和砂石投入拌和,然后再加水泥。混凝土拌和物的温度应控制在35℃以下。 
(2)混凝土运输 
混凝土的运输时间和距离应保证混凝土不离析,不丧失塑性,尽量减少混凝土在运输过程中的热量损失,缩短运输路线,减少装卸和转运次数;使用大容积的运输工具,并经常清理,保持干净;运输的容器四周必须加保温套和保温盖,尽量缩短装卸操作时间。 
(3)混凝土的浇筑 
混凝土浇筑前,对各项保温措施进行一次全面检查,应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢,尽量加快混凝土的浇筑速度,以防止热量散失过多。混凝土拌和的出机温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃,混凝土养护前的温度不得低于2℃制定浇筑方案时,应考虑集中浇筑,避免分散浇筑;浇筑过程中工作面尽量缩小,减少散热面;采用机械振捣,振捣时间比常温时间有所延长,尽可能提高混凝土的密实度;保温材料随浇随盖,保证有足够的厚度,互相搭接之处应当特别严密,防止出现孔洞工空隙缝,以免空气进入,造成质量事故。 
加热养护整体式结构时,施工缝的位置应设置在温度应力较小处。加热温度超过40℃时,由于温度高,势必在结构内部产生温度应力。因此,在施工前应征求设计单位的意见,确定跨内施工缝设置的位置。留施工缝处,在混凝土终凝后立即用3~5kPa的气流吹除结合面上的水泥膜、污水和松动石子。继续浇筑时,为使新老混凝土牢固结合,不产生裂缝,对旧混凝土表面进行加热,使其温度和新浇筑混凝土的入模温度相同。 
为保证新浇的混凝土与钢筋的可靠黏结,当气温在-15℃以下时,直径大于25mm的钢筋与预埋件,可喷热风加热至5℃,并清除钢筋上的污土和锈渣。 
开始浇筑混凝土时,做好测温工作,从原材料加热直至拆除保温材料为止,对混凝土出机温度、运输过程的温度、入模时的温度以及保温过程的温度都经常测量,每天至少测量4次,并做好记录。在施工过程中,经常与气象部门联系,掌握每天气温情况,如有气温变化,加强保温措施。 
3、混凝土养护工作分析 
在温度相对较低的环境之下,通常在晚上进行混凝土浇筑,并且尽量缩短振浆及初抹、压砂过程,当白天温度逐步升高后在进行最后的抹平并且加盖保温层,降低空气对流保持热量。此外还应当密切关注天气,当出现雨雪天气时必须停止作业。在针对混凝土进行拆模的时候,必须确保混凝土和环境间的温差保持在10℃的范围之内,如果施工现场有一些可以利用做保温的覆盖材料,则可以对这一温度求进行适当放宽,但不能高于15℃。 
结束语 
很多工程在冬季施工,通常是无法避免的,这样就需对含有混凝土的施工工程进行注意,防止因混凝土施工质量而造成不必麻烦,加强冬季混凝土施工技术,并采取有效措施进行预防是很有必的,这些技术措施能够避免混凝土冻害问题的发生,提高冬季混凝土施工的质量水平。 
参考文献 更多混凝土结构论文请参考http//www.starlunwen.net/hunningtujiegou/
1沈逸民.混凝土冬季施工质量控制分析J.科技风,2010. 
2徐亮璞,浅析混凝土冬季施工的质量控制J,2012. 
3李勇,宋朝辉,浅论混凝土冬季施工技术措施J,工程技术,2010.