河北某桥梁混凝土冬季施工措施

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.

提高抗冻性的措施1.降低水胶比可明显提高抗冻性.在水胶比大于0.4时,矿物掺和料对抗冻性有不利的影响,要控制掺量.2.掺加引气减水剂或引气剂.砼拌和物的含气量应根据抗冻等级的要求经试验确定。抗冻等级F300以上,砼含气量一般要大于5%，气泡间距系数宜<250微米.3.选用抗冻性好的粗骨料.吸水严重的砂岩粗骨料在冻结过程中产生膨胀并破坏水泥石,不能采用.3.冬施与耐久性京沪高铁北段〔部分区段的部分砼结构〕冻融破坏:水位交界区.低水胶比;引气化学侵蚀:水位区以下.水泥,掺合料,低水胶比钢筋锈蚀〔氯盐〕:低水胶比,保护层厚度冬施措施与提高耐久性基本是一致的,如低水胶比,引气.但也有矛盾的,如掺合料,影响早强,对耐蚀有利.可调正掺合料品种、掺量.五砼冬施主要方法1.蓄热法和综合蓄热法利用加热水、砂石的热量和水泥的水化热,采用适当的保温措施使砼不受冻和缓慢降温,在规定的正温条件下,使砼达到预期强度.适用于环境最低温度不低于-15℃,地面以下的工程,或表面系数M＜15m-1〔M=散热表面/体积〕的结构.对易冻部位应加强保温.1蓄热法和综合蓄热法蓄热法主要措施1.水加热,宜＜80℃;砂石加热应＜60℃.砂石不加热时,水温可＞80℃,但搅拌时先投砂石水,拌匀后投水泥.延长搅拌时问50%左右.砼入模温度不＜5℃,细薄结构不＜10℃.2.原材料宜在暖棚预热,搅拌设备的环境温度宜＞10℃,运输设备应良好保温.3.砼配合比宜用较低水胶比和较小坍落度.水泥和矿物掺合料的种类和掺量从冬施和耐久性综合考虑.适量引气对抗冻有利,早强剂应不降低耐久性.2加热法1.暖棚法:棚底温度不得＜5℃,砼表面要湿润.2.蒸汽加热法:养护温度不得＞60℃3.电热法:远红外辐射,电热毯,电极电热,电磁感应等用加热法或蓄热加热综合法,对适用范围〔结构表面系数〕,升温速度,养护温度及有关设备与人身安全都有规定,且要通过试验.3掺外加剂法1.减水剂,包括早强减水剂,引气减水剂,高效减水剂.---减少用水量,降低水胶比,早强,耐久.2.早强剂主意负面作用,如氯盐对锈蚀影响,硫酸钠对碱-骨料反应影响.三乙醇胺的复合物.3.防冻剂:降低液相冰点,掺量较大,对耐久性往往不利,限制使用.主要组分为氯盐,亚硝酸盐等.4.硫铝酸盐水泥+亚硝酸盐:负温早强,适用于负温条件下接头锚固等小体积砼或砂浆.六避免砼开裂

砼开裂机理砼受到的拉应变〔拉应力〕超过其极限拉伸率〔抗拉强度〕,砼就会开裂.砼抗拉强度约为1/10~1/12的抗压强度,砼极限拉伸率为0.4~1.5/万,即40~150微应变,而砼的干缩率达300~600微应变,温度变化20℃产生200微应变,抗裂性很差,很易开裂.应变产生的主要原因有:砼由于各种收缩和温差引起的变形;砼由于钢筋锈蚀,硫酸盐腐蚀,碱骨料反应引起的局部膨胀;外部荷载或基础不均匀沉降产生的变形.冬施主要关注温差和干缩造成的开裂.

砼温度控制混凝土入模温度,冷天不低于5度,热天不高于30度新混凝土与岩土或旧混凝土间温差不大于20度蒸养混凝土静停温度不低于5度,4~6h且终凝后升温,升温和降温速度不宜大于10度/时,恒温温度不宜超过60度,最高为65度.养护水温不得低于混凝土表面温度15度.养护期间混凝土中心与表层,表层与环境间温差不超过20度,桥粱不超过15度.例1温差变形引起开裂砼热膨胀系数约为10微应变/℃,砼温度变化20℃,就产生200微应变,如果砼的拉变形受到限制〔内外约束〕,砼内产生拉应力,拉应力大于砼抗拉强度时,砼就会开裂.但实际拉应变与约束度有关,与有效弹模与徐变有关,实际拉应力比计算拉应力少许多.实际拉应力σ1=实际拉应变×有效弹模=约束度×自由约束应变×弹性模量/〔1+徐变系数〕

σ1=R×ε×E/〔1+Ф〕约束度R=0~1,一般取0.5.徐变系数ф=1左右.桥墩砼的罪温度和应吸力变化砼温升和局应力曲线上部分蝴是典型担的桥墩木砼的温形升曲线着.第爱1阶段穗为升温氧段,练根据现记场测试列,约旱40h原左右,殖砼中朋心温度赛达到最辨高温4袭8.8止℃;莲随后降若温,微进入第虎2阶段鸦;当勺砼温度廉降至环件境平均苗气温时卵〔砼内懂外温度凶接近,既约10健d左右刺〕,拾进入降滩温的后壁期,继即第3呜阶段.下部分是嫁与温升曲刊线对应的侨应力曲线歉,在砼孤升温时,咱砼内部浅的膨胀潜雁应变受到浪周边砼的睛约束,债产生压应赞力并逐渐非增加,菊这是第1御阶段〔β1〕;第2阶段介〔β2〕是降温恶的前期涌,压风应力逐研渐减少群;第刑3阶段闷〔β3〕进入降温湾后期,嫌砼内产生拉群应力并宿且逐渐散增加.桥墩砼掌的温度逃和应力天分布日本某桥钩墩温度应忠力测试温度曲傻线和应低力曲线墩台砼判温度和最应力测诊试〔日桃本〕砼浇筑后震约40床h,震中心温胶度达到偶55℃紧,表层温度约为油32℃恳.以后魄,砼内部温晕度和表围层温度都唇逐渐下棍降,训10多天后与尊环境平均幻玉温度30芽℃接近雹.养护间约2个月辆后拆模.桥墩砼川的应力菌曲线也夹是现场臭实测的耕,与侵温度曲认线对应郊.第1阶段才为升温段抢,内部延温度升高拦,砼压切应力增加哄,最大压吓应力为2越MPa,张同时,番周边砼侍产生拉应禾力,最吵大拉应力悠1.5M妇Pa.仔2周后,降砼温度降耐到30鸡℃以下,沙进入第长3阶段,丑即降温的略后期,傲内部砼产日生拉应力炎,最大扶可达2.槽5MPa叉,而周燥边砼产生葛较小的压婆应力.例2号表面械干缩引溪起开裂温差和澡干缩引笔起的表揉面裂缝1.砼漆表层砼干照缩比内层秀严重,惜砼自由干姨缩率达3逗00-6煤00微应胶变.由贵于层间约萍束,表宇层砼收缩劫拉应力大也于砼抗拉甩强度时,跌砼就会开膜裂.2.砼擦在收缩同灵时又迂降蒙温,收缩烈应变和降轿温应变将骡叠加.收陈缩应变量翅可换算为俊当量温度晕,如干缩日率250交微应变当凤量温度为住25℃.景若同时遭医受20堆℃降温,姨将有25贯+20=穷55℃肢当量温度悼,产生5帅5×10逗=550修微应变.3.辰砼的降刮温速度物和干燥禁速度直副接影响湖开裂,电一般砼竞的向阳涛面和迎匙风面开踏裂严重柱,而湿睁养保温保湿良好候的砼可有叙效减少裂锦缝.因为凯砼在快速铺受拉应力舰时,承受以能力差.减少砼的司温差和干梦缩裂缝1.循水泥细度不宜炮过细,C纠3A含量迫少,不宜蜻用早强水旨泥;必要急时可采取拿补偿收缩陆减少自收艘缩;骨料厅含泥料少背,减少粗厘骨料粒径理;选用干惧缩率较少裁的减水剂调,如聚羧渴酸盐类.曾硅灰增加丘自缩,而奋粉煤灰自宅缩少,又盗降低水化昂热,可多扮掺.2.降件低水胶比童,减少单让方用水量禾,减少水崇泥和胶材死用量,降怒低干缩率柴.但水胶浆比过低,评自缩大,户早期弹模送高,徐变敬少,抗裂肯性变差.厦要综合考批虑.3.催加强砼谣湿养护躬,及时晌保温,能复盖防邻风,减赶少干缩善率和砼胳温差.掀采取措崇施,热泥天降低厕砼入模签温度,届控制砼涉最高温救升和降楼温速度属.以后腥还要避绿免降温个和干缩台的影响星.减绒少砼内乎外、上祖下、日论夜的温起差.七般其它注溪意事项1.下要编制阶冬施方枯案,迂万情况变辞化,要惨有应变矩措施.2.弄技术方轻案要经蜘热工计宇算及经滔济分析芹.3.围垂护保温的菠材料和厚地度,边角具的防风保侧温,砼的磁养护方法立和时间,厅拆模的时睬间及拆模英后的复盖学保温方法觉和时间都惊应有具体吩方案.4.加渣强施工质首量检验:努包括原材示料、环境遗温度和砼都温度的检带测,砼标准试件术和同条件管养护试件懂的制作和扎试验,砼说工作性和浩耐久性的今规定检验迈.八票砼冬期减施工有酱关规范躬规程《铁路砼捐工程施工晚技术指南另》TZ2谊10—2皂005《铁路砼肉与砌体工奖程施工及学验收规范勤》TB1润0210《建筑春工程冬棵期施工糊规程》时JG洪J10秘4《客运片专线高锯性能砼疲暂