混凝土冬期施工的若干问题三

砼冬期施工的一些问题一砼冬施的关注点1.低温或负温下,砼强度发展缓慢;2.早期受冻,砼性能将严重受损;3.要同时满足施工性能,抗冻融、耐腐蚀等耐久性和经济性的要求;4.容易产生温度裂缝;5.不同的冬施方法:适用性,优缺点.6.对原材料,配合比,温控,保温,养护和拆模的特殊要求.二砼冬施基本原理1.温度下降,水泥的水化速度迅速减慢.硅酸盐水泥在-10℃以下,基本停止水化;2.砼在临界抗冻强度前受冻,将使砼的力学性能和耐久性严重受损.3.提高砼和环境温度,降低水胶比,掺加外加剂〔减水剂,早强剂,引气剂及合格的抗冻剂〕都可以提高砼早期强度和抗冻性.有利于冬季施工.4.不同水泥矿物,其水化速度和水化热高低次序为硫铝酸钙＞铝酸三钙＞硅酸三钙＞钙铝酸四钙＞硅酸二钙,矿物掺和料中:硅灰＞矿渣粉＞粉煤灰.提高水泥细度也有利早强.5.砼硬化后的抗冻融性与砼水胶比,含气量,砼饱水度及环境的冻融次数密切相关,与砼早期是否受冻也有很大关系.6.砼内外温差过大,环境急剧降温和干燥收缩过大都可能造成砼的开裂.在冬施中要特别关注,必须采取措施预防.三砼的早期受冻1.冬期:砼结构环境昼夜平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃.2.砼成型后立即受冻,抗压强度将损失25-50%;在受冻临界强度前受冻,将损失10%以上;如经多次冻融,强度损失更大.砼早期受冻,对钢筋粘结强度,弯拉强度,抗冻性和抗渗性都有很大损失.3.砼受冻临界强度:一般砼为设计强度的30%;4.浸水冻融砼为设计强度的75%.掺矿渣和粉煤灰的砼为设计强度的40%.四满足耐久性要求（1）碳化环境*T1T2T3（2）氯盐环境L1L2L3（3）化学侵蚀环境H1H2H3H4（4）冻融破坏环境D1D2D3D4

1.砼抗冻性环境温度正温负温交替频繁,累进破坏;砼饱和含水率大于90%;华北地区属寒冷地区,对于水位交界区的砼对抗冻要求很高,56d砼抗冻等级≧300.2.提高抗冻性的的措施1.降低水胶比可明显提高高抗冻性.在在水胶比大于于0.4时,矿物掺和料料对抗冻性有有不利的影响响,要控制掺掺量.2.掺加引气减水剂剂或引气剂.砼拌和物物的含气量应应根据抗冻等等级的要求经经试验确定。。抗冻等级F300以上上,砼含气气量一般要大大于5%，气气泡间距系数数宜<250微米.3.选用抗冻性好好的粗骨料.吸水严重的的砂岩粗骨料料在冻结过程程中产生膨胀胀并破坏水泥泥石,不能采采用.3.冬施与与耐久性京沪高铁北段段〔部分区段段的部分砼结结构〕冻融破坏:水水位交界区.低水胶比;引气化学侵蚀:水水位区以下.水泥,掺合合料,低水胶胶比钢筋锈蚀〔氯氯盐〕:低水水胶比,保护护层厚度冬施措施与提提高耐久性基基本是一致的的,如低水胶胶比,引气.但也有矛盾盾的,如掺合合料,影响早早强,对耐蚀有利.可调正掺合料品品种、掺量.五砼冬施施主要方法1.蓄热法法和综合蓄热热法利用加热水、、砂石的热量量和水泥的水水化热,采用用适当的保温温措施使砼不不受冻和缓慢慢降温,在规规定的正温条条件下,使砼砼达到预期强强度.适用于环境最最低温度不低低于-15℃℃,地面以下下的工程,或或表面系数M＜15m-1〔M=散散热表面/体体积〕的结构构.对易冻部部位应加强保保温.1蓄热法法和综合蓄热热法蓄热法主要措措施1.水加热热,宜＜80℃;砂石加加热应＜60℃.砂石石不加热时,水温可＞80℃,但但搅拌时先投投砂石水,拌拌匀后投水泥泥.延长搅拌拌时问50%左右.砼入模温度不不＜5℃,细薄结构不不＜10℃℃.2.原材料料宜在暖棚预热,搅拌设备的的环境温度宜宜＞10℃℃,运输设备备应良好保温温.3.砼配合合比宜用较低低水胶比和较较小坍落度.水泥和矿物物掺合料的种种类和掺量从从冬施和耐久久性综合考虑虑.适量引气气对抗冻有利利,早强剂应不降低低耐久性.2加热法法1.暖棚法法:棚底温度度不得＜5℃℃,砼表面要要湿润.2.蒸汽加加热法:养护护温度不得＞＞60℃3.电热法法:远红外辐辐射,电热毯毯,电极电热热,电磁感应应等用加热法或蓄蓄热加热综合合法,对适用用范围〔结构构表面系数〕〕,升温速度度,养护温度度及有关设备备与人身安全全都有规定,且要通过试试验.3掺外加加剂法1.减水剂剂,包括早强强减水剂,引引气减水剂,高效减水剂剂.---减减少用水量,降低水胶比比,早强,耐耐久.2.早强剂剂主意负面作作用,如氯盐盐对锈蚀影响响,硫酸钠对对碱-骨料反反应影响.三三乙醇胺的复复合物.3.防冻冻剂:降低低液相冰点点,掺量较较大,对耐耐久性往往往不利,限限制使用.主要组分分为氯盐,亚硝酸盐盐等.4.硫铝铝酸盐水泥泥+亚硝酸酸盐:负温温早强,适用于负温温条件下接接头锚固等等小体积砼或或砂浆.六避免免砼开裂砼开裂机理理砼受到的拉拉应变〔拉应力〕超过其极极限拉伸率〔抗抗拉强度〕〕,砼就就会开裂.砼抗拉强度度约为1/10~1/12的的抗压强度度,砼极限限拉伸率为为0.4~1.5/万,即40~150微应变变,而砼的的干缩率达达300~600微微应变,温温度变化20℃产生生200微微应变,抗抗裂性很差差,很易开开裂.应变产生的的主要原因因有:砼砼由于各种种收缩和温温差引起的的变形;砼砼由于钢钢筋锈蚀,硫酸盐腐腐蚀,碱骨骨料反应引引起的局部部膨胀;外外部荷载载或基础不不均匀沉降降产生的变变形.冬施施主要关注注温差和干干缩造成的的开裂.砼温度控制制混凝土入模模温度,冷冷天不低于于5度,热热天不高于于30度新混凝土与与岩土或旧旧混凝土间间温差不大大于20度度蒸养混凝土土静停温度度不低于5度,4~6h且终终凝后升温温,升温和和降温速度度不宜大于于10度/时,恒温温温度不宜宜超过60度,最高高为65度度.养护水温不不得低于混混凝土表面面温度15度.养护期间混混凝土中心心与表层,表层与环环境间温差差不超过20度,桥桥粱不超过过15度.例1温温差变形引引起开裂砼热膨胀系系数约为10微应变变/℃,砼砼温度变化化20℃℃,就产生生200微微应变,如如果砼的拉变形受到限限制〔内外外约束〕,砼内产生生拉应力,拉应力大大于砼抗拉强度时,砼砼就会开裂裂.但实际拉应变与约束度有关关,与有效弹模与与徐变有关关,实际拉拉应力比计计算拉应力力少许多.实际拉应力σ1=实际拉应变×有效效弹模=约约束度度×自由约束应变×弹性模量量/〔1+徐变系数数〕σ1=R×ε×E/〔〔1+Ф〕约束度R=0~1,一般取0.5.徐徐变系数数ф=1左右.桥墩砼的温温度和应力力变化砼温升和应应力曲线上部分是典典型的桥墩墩砼的温升升曲线.第1阶段为升温温段,根据现场测测试,约40h左右,砼中心温度度达到最高温温48.8℃;随随后降温,进入入第2阶段段;当砼砼温度降至至环境平均均气温时〔〔砼内外温度接接近,约10d左右右〕,进进入降温的的后期,即即第3阶阶段.下部分是与与温升曲线线对应的应力曲线,在砼升升温时,砼砼内部的膨胀胀潜应变受受到周边砼砼的约束,产生压应力并逐渐增加,这是第第1阶段〔〔β1〕;第2阶段〔β2〕是降温的前期期,压应应力逐渐减减少;第3阶段〔β3〕进入降温后后期,砼砼内产生拉应力并且逐渐增加.桥墩砼的温温度和应力力分布日本某桥墩墩温度应力力测试温度曲线和和应力曲线线墩台砼温度度和应力测测试〔日本本〕砼浇筑后约40h,中心心温度达到到55℃,表层温度约为32℃.以后,砼内部温度和表层温度都逐渐渐下降,10多天后与环境平均均温度30℃接近近.养护约2个月后后拆模.桥墩砼的应应力曲线也是现场实测测的,与与温度曲线线对应.第1阶段为升温温段,内部温度升高,砼压应应力增加,最大压应应力为2MPa,同同时,周周边砼产产生拉应力力,最大大拉应力1.5MPa.2周后,砼砼温度降到到30℃℃以下,进入第3阶段,即降温的后后期,内部砼产生拉应应力,最最大可达2.5MPa,而而周边砼产产生较小的压应力.例2表表面干缩引引起开裂温差和干缩缩引起的表表面裂缝1.砼表表层砼干缩缩比内层严严重,砼砼自由干缩缩率达300-600微应变变.由于于层间约束束,表层层砼收缩拉拉应力大于于砼抗拉强强度时,砼砼就会开裂裂.2.砼在在收缩同时时又迂降温温,收缩应应变和降温温应变将叠叠加.收缩缩应变量可可换算为当当量温度,如干缩率率250微微应变当量量温度为25℃.若若同时遭受受20℃℃降温,将将有25+20=55℃当当量温度,产生55×10=550微微应变.3.砼的的降温速度度和干燥速速度直接影影响开裂,一般砼的的向阳面和和迎风面开开裂严重,而湿养保保温保湿良好的砼可可有效减少裂缝.因因为砼在快快速受拉应应力时,承承受能力差差.减少砼的温温差和干缩缩裂缝1.水泥泥细度不宜过过细,C3A含量少,不宜用早强强水泥;必要时可采采取补偿收缩减减少自收缩缩;骨料含含泥料少,减少粗骨料粒径径;选用干干缩率较少少的减水剂剂,如聚羧羧酸盐类.硅灰增加加自缩,而而粉煤灰自自缩少,又又降低水化化热,可多掺.2.降低水胶比,减少单方用用水量,减少水泥和胶材材用量,降低干缩缩率.但水水胶比过低低,自缩大大,早期弹弹模高,徐徐变少,抗抗裂性变差差.要综合合考虑.3.加强强砼湿养护护,及时保温,复盖防风风,减少干缩率和砼温温差.采取取措施,热热天降低砼砼入模温度度,控制砼砼最高温升升和降温速速度.以后后还要避免免降温和干干缩的影响响.减少少砼内外、、上下、日日夜的温差差.七其它它注意事项项1.要编编制冬施方方案,迂情情况变化,要有应变变措施.2.技术术方案要经经热工计算算及经济分分析.3.围护护保温的材材料和厚度度,边角的的防风保温温,砼的养养护方法和和时间,拆拆模的时间间及拆模后后的复盖保保温方法和和时间都应应有具体方方案.4.加强强施工质量量检验:包包括原材料料、环境温温度和砼温温度的检测测,砼标准试件和同条条件养护试试件的制作作和试验,砼工作性性和耐久性性的规定检检验.八砼冬冬期施工有有关规范规规程《铁路砼工工程施工技技术指南》》TZ210—2005《铁路砼与与