综合蓄热法混凝土冬季施工

“综合蓄热法”混凝土冬季施工江苏****西安公司------***【摘要】:本文介绍了“综合蓄热法”混凝土冬季施工技术在陕西西安银翎大厦工程中的应用，以及应用效果的分析【关键词】：1、概述银翎大厦工程地下二层，地上三十层，局部三十三层。建筑面积73865m2，地上部分66146m2,裙房部分层高首层5.0m,2-4层4.5m,4-5层间设2.4m高设备层,5层以上为3.0m高的标准层。全现浇剪力墙结构,剪力墙厚分别为500,350,300,200不等,五层以上均为200厚,砼强度等级:五层以下C50,六至十二层C45,十三至十九层C40,二十至二十六层C35,二十七层以上C30。标准层外墙设钢丝网架聚氯乙烯泡沫板保温，与外剪力墙一体施工。该工程2006年3月底开工，根据施工合同规定，2008年底完成交付。根据有关资料显示，西安地区从11月15日即进入冬季施工，到次年3月底才结束。因此，要实现这一工期目标，2006年冬季必须保证连续施工。根据施工进度计划，从7层开始进入冬季施工。我们与预拌混凝土厂家一道，经过认真研究分析，采取“综合蓄热法”进行混凝土冬季施工。实践证明是可靠的，取得了良好的社会效益和经济效益。2、“综合蓄热法”混凝土冬季施工的可行性2.1“综合蓄热法”混凝土冬季施工的理论依据混凝土冬季施工，欲使混凝土完全不受冻是不现实也是不经济的。通过对混凝土各组成材料加热（水泥除外），使混凝土在浇筑入模后具有足够的温度。通过高效能的保温围护和利用水泥水化热尽可能长时间地保持混凝土在正温环境下硬化并达到预期的强度，同时掺入具有防冻性能的高效减水剂，使得混凝土在降至冰点后也不致损害混凝土的各项性能，从而满足设计和使用要求。根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）的规定，混凝土在受冻前，混凝土的抗压强度不得低于下列规定：硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝土，为设计的混凝土强度标准值的30%；矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，为设计的混凝土强度标准值的40%。我们在银翎大厦冬季施工中采用“综合蓄热法”保证混凝土在受冻前达到或超过上述标准。2.2银翎大厦混凝土冬季施工采取“综合蓄热法”的可行性该工程全现浇剪力墙结构体系，外墙设钢丝网架聚氯乙烯泡沫板保温板，外墙上的门窗不大也不多，只需对门窗洞口进行封闭即可形成很好的保温围护，楼面在混凝土浇筑成型后覆盖塑料薄膜，并加盖足够厚的麻袋即可达到很好的保温效果。通过我们对商品混凝土供应商的调查，他们的冬季施工的基础条件很好，完全能够保证混凝土出机温度不低于18℃。其运输条件也能保证混凝土入模温度不低于12℃。其主要设施包括：a安装了6吨的快装锅炉，可以保证24小时供热；b设置了两个600吨的砂石料加热仓，内设6层加热排气管，可以随时对砂石料进行加热，能够保证砂石料进搅拌机的温度在10℃—25℃间；c设置了一个200吨的加热水池，可以保证混凝土用水在40℃—60℃间；外加剂的选择通过大量的市场调查，我们发现一种“H2—6Ⅰ”防冻高效减水剂，他是由高浓萘系减水剂、三聚磷酸钠缓凝剂、CON—AE引气剂复配而成，在陕西省儿童医院住院楼、西安日报新闻大厦等工程的冬季施工应用中都有良好的表现。通过以上的调查分析我们有理由相信，在银翎大厦混凝土冬季施工中采取“综合蓄热法”是能够保证质量的，方案是可行的。3热工计算3.1冬季施工C45混凝土配合比：水泥水砂石子H2—6Ⅰ防冻剂矿粉434185718103314.8603.2经过多次试验，气温在-15℃时，水加热到40℃，砂石加热到20℃左右可以保证混凝土的出机温度。水、砂、石加热后经实测混凝土各组成材料的温度为水泥水砂石子H2—6Ⅰ防冻剂矿粉674221181918砂、石的含水率分别为10%和1%。3.3根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）提供的混凝土冬季施工热工计算公式：T0=[0.9（mceTce+msaTsa+mgTg）+4.2TW（mW-wsamsa-wgmg）+c1（wsamsaTsa+wgmgTg）-c2（wsamsa+wgmg）]÷[4.2Mw+0.9（mce+msa+mg）]因骨料温度>0℃，故取c1=4.2c2=0则T0=24.2℃。实测的混凝土出机温度是23℃，与计算结果相近；混凝土运致现场出罐的温度是21℃；通过泵送到10层楼面的混凝土浇筑成型后温度是15.5℃。3.4根据施工进度的要求，混凝土在保温条件下只能养护3天时间，即3天后撤除保温材料混凝土温度将下降至0℃以下。混凝土3天的平均温度根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）提供的混凝土冬季施工热工计算公式,混凝土在保温条件下养护3天（72小时）的平均温度为：ηθ-θνcetηθ-νcet1νcetTmηθ-θνcetηθ-νcet1νcetνce水泥水化速度系数，查表得0.013（h-1）t养护时间72（h）e自然对数之底取2.72ω透风系数，根据现场条件，按偏于保守的计算原则，取3.0Ac混凝土结构表面积，根据计算结果Ac=2150（m2）vc混凝土总体积，根据计算结果vc=315（m3）ψ结构表面系数=Ac/vc=6.83（m-1）d1保温层，采用双层麻袋，d1=0.05（m）k1保温层的导热系数，查表可得0.047（W/m.K）3.63.60.04+d1/k1K保温围护层的总导热系数==3.26（KJ/m2.h.K）Cc混凝土比热容，查表可得0.9（KJ/Kg.K）ρc混凝土质量密度取2444.8（Kg/m3）Cce水泥累积最终放热量，查表可得330（KJ/Kg）mce没立方米混凝土水泥用量，根据试配结果为434（Kg/m3）T3考虑模板、钢筋吸热影响，混凝土浇筑成型后的温度，根据实测15.5（℃）Tm，a混凝土保温养护期内平均气温，实测后取为-7（℃）ωkψνωkψνceCcρcννceCcemceνceCcρc-ωkψφ综合系数==-49.57η综合系数=T3-Tm，a+φ=-27.07将上述数据代入计算式Tm=9.93℃。取10℃根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）提供温度、龄期对混凝土强度影响曲线，混凝土在10℃条件下养护3天强度已达到30%，满足了该规范规定的混凝土在受冻前强度不低于30%的条件。4冬季混凝土施工的实际效果4.1实测温升温降记录见下图一：20℃16℃12℃8℃4℃-2℃61218243036424854606672（小时）图一上图是实测的2006年11月29日浇筑的九层顶板混凝土内部3天的温升温降的曲线图，对其积分可以求得其3天的平均温度为9.45℃，与计算结果相近。4.2冬季施工的混凝土试块经过标准养护、3天同条件养护、28天同条件养护、再转28天标准养护的强度统计见下表：冬季混凝土试块强度统计表表一序号月.日层次设计强度MPa混凝土强度MPaa标养28天同养3天同养28天再标养28天111.14七C4546.546.446.446.520.239.553211.19八C4548.147.123.43849.2311.23八C4546.746.545.5472138.254.2411.28九C4553.547.424.533.949.3511.29九C4545.246.624.232.650.9612.3九C4546.852.620.247.745.3712.6九C4550.848.222.537.546.5812.17十C4547.948.320.834.745.6912.26十C4552.854.825.632.746.11012.30十C45454520.43547.41112.31十C4548.149.42236.746.3根据上表统计结果，标准养护试块26组，Sfcu=2.78，mfcu=48.03Mpa，fcu.min=45Mpa；同条件养护28天再转标准养护28天的试块11组，Sfcu=2.71，mfcu=48.18Mpa，fcu.min=45.6Mpa；两者相近。根据《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）第条的评定要求，上述两种养护条件下混凝土强度均符合设计要求。从上表可以看出，同条件养护3天的混凝土试块强度在设计强度的45%—55%间，比理论计算的结果要高，一方面因为水泥执行新标准后，水泥早期强度提高的结果，另一方面也是外加剂作用的结果；从上表还可以看到，保温撤除后，混凝土强度仍然继续增长，达到混凝土设计强度的70%—85%；同条件养护28天后再标养28天，混凝土强度继续增长并能符合设计要求，说明冻害对混凝土强度的影响不大。冬季施工的混凝土强度的回弹检验为了检验冬季施工混凝土试块强度的可靠性，2007年5月31日，我们对冬季施工的混凝土进行了回弹，回弹结果见下表：7—10层混凝土强度回弹记录表表二序号层次回弹值平均值FccuMPaK修正Fccu修MPa123456789101112131415161七4641473742424346464444404446424443.747.62.349.924647404242484445424342465048444244.148.61.950.43八4645475044464946464644494842485146.754.40.154.544644504042454145434842423942434643.4472.449.454448485143454242494346464746474545.752.20.8536九4742464240404144424440404045464542.5453.04874645434043434244384141434143444142.645.32.948.284448424541404641404245434144404442.745.52.848.39十4840394750414845434642474443464544.850.11.551.6104240484644474841454348444644404544.649.61.651.2114346444842414547474345414044434143.647.42.349.7124042474648484346444241454344474444.449.21.750.9根据上表统计结果，12组回弹值Scfcu=1.97，mfccu=50.43Mpa，则混凝土推定强度fcw.e=48.03Mpa，与混凝土试块的强度值相近。因此，混凝土试块的强度值具有充分的代表性。5结语银翎大厦冬季施工的7—10层混凝土结构约2205m3，根据统计分析约增加费用110250元，但为了保证银翎大厦2008年6月底封顶，并在年底交付创造了条件，取得了显著的经济效益和社会效益。通过银翎大厦结构混凝土的冬季施工，我们相信在寒冷的西安地区，采取“综合蓄热法”进行冬季混凝土施工是可行的。其关键就在于：一是要有可靠的供热设施和能力，特别是要具有对砂、石加热的条件，才能保证混凝土的入模温度；二是工程自身应具有良好的蓄热条件，减缓温降速度，延长混凝土的正温养护条件；三是通过试验确定性能优良的具有抗冻早强组分的外加剂，提高混凝土抵抗冻害的能力，使混凝土在受冻前具有足够的强度；四准备充分的应急措施，一旦保温蓄热失败或在剧烈的气候变化条件下，