混凝土冬期施工的若干问题

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.桥墩砼的段温度和应乓力变化砼温升律和应力铲曲线上部分是捆典型的桥名墩砼的温郑升曲线.第1阶段为军升温段,根据现肥场测试,约嘉40h碑左右,砼中心恼温度达到最高芹温48.候8℃;同随后降温,进柳入第2阶将段;当易砼温度降画至环境平渐均气温时撞〔砼内外温度争接近,约倚10d左抹右〕,蒸进入降温窄的后期,普即第3段阶段.下部分是者与温升曲共线对应的应力曲元线,键在砼升沙温时,结砼内部的膨障胀潜应变许受到周边途砼的约束,产生压应力并逐渐增加洁,这是待第1阶段掀〔β1〕;第2阶段〔β2〕是降温的前浪期,压删应力逐渐塘减少;第3阶段〔β3〕进入降温柳后期,谅砼内产生拉应力并且逐渐增加.桥墩砼的鞋温度和应边力分布日本某桥串墩温度应阴力测试温度曲线看和应力曲柳线墩台砼桐温度和司应力测免试〔日帽本〕砼浇筑后约4料0h,婚中心编温度达贷到55昏℃,两表层温度约嫩为32隐℃.贡以后乡丰,砼内部温度和表层温度都逐吧渐下降,送10多天后与环境限平均温撇度30泪℃接献近.养护约2个月迁后拆模.桥墩砼的众应力曲线也是现场悟实测的烤,与凯温度曲旦线对应稼.第1阶段为佳升温段,内部温度升高救,砼压勿应力增加扩,最大压压应力为2证MPa,麦同时,滴周边砼拆产生拉应寸力,最说大拉应力耀1.5M师Pa.袭2周后,伶砼温度降暴到30匪℃以下,进入第3阶段,即降温的宫后期,内部砼产生拉仆应力,络最大可达疏2.5M泉Pa,封而周边砼披产生较小的压应力.例2筐表面税干缩引屠起开裂温差和干扮缩引起的翁表面裂缝1.盲砼表层马砼干缩铅比内层某严重,绵砼自幼由干缩霜率达3躁00-臣600旗微应变蜘.由遍于层间辜约束,祖表层当砼收缩器拉应力妄大于砼鹊抗拉强听度时,好砼就会宴开裂.2.砼椅在收缩同影时又迂降碎温,收缩车应变和降挽温应变将事叠加.收苦缩应变量辨可换算为珠当量温度驴,如干缩潮率250四微应变当臂量温度为分25℃.今若同时遭正受20迅℃降温,割将有25仔+20=科55℃问当量温度兄,产生5伶5×10钱=550狮微应变.3.寒砼的降旺温速度件和干燥蓬速度直效接影响勒开裂,贼一般砼汇的向阳快面和迎寨风面开圾裂严重乒,而湿准养保温保湿良好的鞭砼可有伐效减少裂缝瓜.因为腔砼在快奶速受拉床应力时平,承受买能力差及.减少砼桌的温差僻和干缩峡裂缝1.躺水泥细度不宜走过细,C3A含量少,不宜用早甩强水泥;必要时可惭采取补偿收指缩减少歪自收缩悠;骨料伴含泥料以少,减少粗骨料违粒径;赖选用干哈缩率较招少的减抗水剂,覆如聚羧重酸盐类耗.硅灰怨增加自鬼缩,而溜粉煤灰揭自缩少芳,又降蛮低水化表热,可多掺.2.降低水胶比,减少单方汇用水量,减少水泥和净胶材用学量,降低传干缩率演.但水欺胶比过级低,自炕缩大,画早期弹如模高,经徐变少暖,抗裂抓性变差筑.要综烧合考虑皮.3.加晨强砼湿养死护,及时保伴温,复盖防贷风,减少干缩率和爷砼温差趣.采取劫措施,抗热天降设低砼入份模温度假,控制芹砼最高屋温升和丸降温速牧度.以女后还要泄避免降混温和干罩缩的影盖响.照减少砼希内外、迹上下、嫩日夜的当温差.七核其它注嚼意事项1.要悲编制冬施贴方案,迂养情况变化肃,要有应唤变措施.2.茂技术方弯案要经皱热工计辞算及经肿济分析艳.3.围茂护保温的昆材料和厚泥度,边角徐的防风保拳温,砼的欺养护方法营和时间,辞拆模的时秒间及拆模慈后的复盖统保温方法奥和时间都葱应有具体洞方案.4.伶加强施盖工质量厨检验:卸包括原罢材料、薯环境温庆度和砼乳温度的及检测,更砼标准试件和拾同条件浊养护试屡件的制竭作和试刺验,砼郊工作性去和耐久裹性的规圾定检验含.八规砼冬期界施工有铲关规范国规程《铁路除砼工程蹈施工技碍术指南始》TZ芹210凝—20观05《铁路砼茂与砌体工搏程施工及耍验收规范版》TB1钢0210《建筑工肚程冬期施劝工规程》聪JGJ1乘04《客运专绪线高性能贿