混凝土冬季施工原理与方法

混凝土冬季施工原理与方法第一页，共27页。3．在恢复正温养护以后，会使水泥浆体中的孔隙率比正常凝结的混凝土显著增加，从而使混凝土的各项物理力学性能全面下降。如抗压强度约损失50％，抗渗等级降低为零，混凝土与钢筋的粘结力也有大幅度的降低。在冬期施工中必须防止混凝土在硬化初期遭受冻害，并尽早获得强度。4．混凝土的温度降至0℃前，其抗压强度不得低于抗冻临界强度。抗冻临界强度规定如下：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％，但C10及C10以下的混凝土，不得低于5.0N/mm2。如施工需要提高混凝土强度等级时，应按提高后的强度等级确定。5．冬期施工的混凝土，为了缩短养护时间，一般应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，用蒸汽直接养护混凝土时，应选用矿渣硅酸盐水泥。水泥的强度等级不宜低于42.5，每立方米混凝土中的水泥用量不宜少于300kg，水灰比不应大于0.60并加入早强剂。第二页，共27页。5．为了减少冻害，应将配合比中的用水量降低至最低限度。办法是：控制坍落度，加入减水剂，优先选用高效减水剂。6．为了防止钢筋锈蚀，在钢筋混凝土中，氯盐掺量不得超过水泥重量1%。掺氯盐的混凝土必须振捣密实，且不宜采用蒸汽养护。在下列情况下，不得在钢筋混凝土中掺用氯盐：（1）在高湿度空气环境中使用的结构（排出大量蒸汽的车间、澡堂、洗衣房和经常处于空气相对湿度大于80％的房间以及有顶盖的钢筋混凝土蓄水池等）；（2）处于水位升降部位的结构；（3）露天结构或经常受水淋的结构；（4）有镀锌钢材或铝铁相接触部位的结构，以及有外露钢筋预埋件而无防护措施的结构；（5）与含有酸、碱或硫酸盐等侵蚀性介质相接触的结构；（6）使用过程中经常处于环境温度为60℃以上的结构；（7）使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝的结构；（8）薄壁结构、中或重级工作制吊车梁、屋架、落锤或锻锤基础等结构；（9）电解车间和直接靠近直流电源的结构；（10）直接靠近高压电源（发电站、变电所）的结构；（11）预应力混凝土结构。素混凝土中氯盐掺量不得大于水泥重量的3%。第三页，共27页。表面系数升温速度（℃/h）降温速度（℃/h）≥61510＜6105

7．掺有尿素的混凝土，在自然干燥过程中，会在表面析出白色结晶物，影响美观。因此不能用于整体现浇的剪力墙结构或楼盖结构。8．整体浇筑的结构，采用蒸汽加热养护时，混凝土的升温和降温速度，不得超过表1-1的规定。混凝土的升温降温速度

表1-1注：1.表面系数系指结构冷却的表面积（m2）与结构全部体积（m3）的比值；2.厚大体积的混凝土，应根据实际情况确定。第四页，共27页。9．用蒸汽直接加热养护混凝土时，当采用普通硅酸盐水泥时，混凝土的温度不超过80℃，当采用矿渣硅酸盐水泥时，可提高到85℃。电热养护混凝土的温度，应符合表1-2的规定。

电热养护混凝土的最高允许温度（℃）

表1-2水泥强度等级表面系数＜1010～15＞1532.570504542.540403510．模板和保温层，应在混凝土冷却到5℃后方可拆除。当混凝土与外界温差大于20℃时，拆模后的混凝土表面，应临时覆盖，使其缓慢冷却。11．未完全冷却的混凝土有较高的脆性，所以结构在冷却前不得遭受冲击荷载或动力荷载的作用。12．冬期施工期间，施工单位应与气象部门保持密切联系，随时掌握天气预报和寒潮、大风警报，以便及时采取防护措施。第五页，共27页。二、混凝土的拌制

1.混凝土原材料加热应优先采用加热水的方法，当加热水仍不能满足要求时，再对骨料进行加热。水、骨料加热的温度一般不得超过表2-1的规定。若达到规定温度后仍不能满足要求时，水的加热温度可提高到100℃，但水泥不得与80℃以上热水直接接触。投料时应先投入骨料和水，最后才投入水泥。

拌合水及骨料最高温度

表2-1水泥种类拌合水（℃）骨料（℃）强度等级小于52.5的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥8060强度等级等于及大于52.5的硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥60402.水和骨料可根据工地具体情况选择加热方法，但骨料不得在钢板上灼炒。水泥应储存在暖棚内，不得直接加热。3.骨料必须清洁，不得含有冰雪和冻块，以及易冻裂的物质。在掺有含钾、钠离子的外加剂时，不得使用活性骨料或混有活性材料的骨料。第六页，共27页。4.拌制掺外加剂的混凝土时，如外加剂为粉剂，可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。如外加剂为液体，使用时应先配制成规定浓度溶液，然后根据使用要求，用规定浓度溶液再配制成施工溶液。各溶液要分别置于有明显标志的容器内，不得混淆。每班使用的外加剂溶液应一次配成。5.严格控制混凝土水灰比，由骨料带入的水分及外加剂溶液中的水分均应从拌合水中扣除。6.拌制掺有外加剂的混凝土时，搅拌时间应取常温搅拌时间的1.5倍。7.混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。第七页，共27页。三、混凝土的运输和浇筑1．冬期施工运输混凝土拌合物，应使热量损失尽量减少，可采取下列措施：（1）正确选择放置搅拌机的地点，尽量缩短运距，选择最佳的运输路线；（2）正确选择运输容器的形式、大小和保温材料；（3）尽量减少装卸次数并合理组织装入、运输和卸出混凝土的工作。2.混凝土在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢，装运拌合物的容器应有保温措施。3.冬期不得在强冻胀性地基土上浇筑混凝土，在弱冻胀性地基土上浇筑时，基土应进行保温，以免遭冻。第八页，共27页。4.用人工加热养护的整体式结构，其浇筑防止产生较大的温度应力。如混凝土的加热温度超过40℃时，可采取以下措施：（1）支承在已浇筑完毕的厚大结构上的梁，应用钢板制成的垫板将梁与厚大结构隔开，使梁在加热和冷却时可以自由伸缩；（2）如梁不能按（1）所述方法进行浇筑，而在设计中又未考虑到附加温度应力时，则梁的混凝土浇筑与加热应分段进行，段之间的间隔长度不应小于1/8梁的跨度，也不得小于0.7m。间断处应在已浇筑的混凝土冷却至15℃以下时，才可用混凝土填实并加热养护；（3）与支座不做刚性连接的连接梁，应在长度不超过20m的段落上同时加热；（4）多跨刚架的连续横梁，如刚架支柱的高度与横梁截面高度之比小于15时，应按（2）所规定的方法浇筑和加热混凝土。当刚架的跨度≤8m时，应每隔两个跨度留出间断处；当刚架的跨度＞8m时，应每隔一个跨度留出间断处；（5）与小跨度的大型横梁相连的高柱，应按同一高度进行混凝土的浇筑和加热；否则在柱子之间的横梁上留出间断处；（6）互相平行又彼此间以刚性连接的梁（在同一柱上又与柱刚性连接的两根吊车梁），应同时进行加热；（7）浇筑和加热肋形楼板时，应按（2）和（4）规定进行，在纵向和横向两个方向留在间断处，梁与板应同时进行浇筑和加热养护。第九页，共27页。5.浇筑基础大体积混凝土时，施工前要对地基进行保温以防止冻胀。新拌混凝土的入模温度以7～12℃为宜。混凝土内部温度与表面温度之差不得超过20℃。必要时应做保温覆盖。6.浇筑装配式结构接头的混凝土（或砂浆），应先将结合处的表面加热到正温。浇筑后的接头混凝土（或砂浆）在温度不超过45℃的条件下，应养护至设计要求强度，当设计无要求时，其强度不得低于设计的混凝土强度标准值的75％。7.预应力混凝土构件在进行孔道和立缝的灌浆前，浇灌部位的混凝土须经预热，并宜采用热的水泥浆、砂浆或混凝土，浇灌后在正温下养护到强度不低于15N/mm2。第十页，共27页。四、混凝土养护方法1．工艺特点将混凝土的组成材料进行加热然后搅拌，在经过运输、振捣后仍具有一定温度，浇筑后的混凝土周围用保温材料严密覆盖。利用这种预加的热量和水泥的水化热量，使混凝土缓慢冷却，并在冷却过程中逐渐硬化，当混凝土温度降至0℃时可达到抗冻临界强度或预期的强度要求。蓄热法具有经济、简便、节能等优点，混凝土在较低温度下硬化，其最终强度损失小，耐久性较高，可获得较优质量的制品。但用蓄热法施工，强度增长较慢，因此宜选用强度等级较高、水化热较大的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或快硬硅酸盐水泥。同时选用导热系数小、价廉耐用的保温材料。保温层敷设后要注意防潮和防止透风，对于构件的边棱、端部和凸角要特别加强保温，新浇混凝土与已硬化混凝土连接处，为避免热量的传导损失，必要时应采取局部加热措施。第十一页，共27页。2．适用范围当结构表面系数较小或气温不太低时，应优先采用蓄热法施工。蓄热法的适用范围大致如表4-1所示。蓄热法适用范围

表4-1室外平均气温（℃）结构表面系数5～7.57.5～1010～12.512.5～150蓄热法蓄热法蓄热法蓄热法-2蓄热法蓄热法蓄热法综合蓄热法-5蓄热法蓄热法综合蓄热法综合蓄热法-8蓄热法综合蓄热法综合蓄热法-10综合蓄热法综合蓄热法注：综合蓄热法即在蓄热法工艺的基础上，在混凝土中掺入防冻剂，以延长硬化时间和提高抗冻害能力。第十二页，共27页。3．施工注意事项（1）混凝土浇筑后要在裸露的混凝土表面先用塑料薄膜等防水材料覆盖，然后铺设保温材料。对于端部其厚度要增大到面部的2～3倍。（2）混凝土浇筑后应有一套严格的测温制度，如发现混凝土温度下降过快或遇寒流袭击，应立即采取补加保温层或人工加热措施。（3）采用组合钢模板时，宜采用整装整拆方案，并确保模板保温效果和减少材料消耗。为了便于脱模，可在混凝土强度达到1N/mm2后，使侧模板轻轻脱离混凝土再合上继续养护到拆模。第十三页，共27页。（二）、暖棚法养护1．工艺特点在建筑物或构件周围搭起大棚，通过人工加热使棚内空气保持正温，混凝土的浇筑与养护均在棚内进行。本法的优点是：施工操作与常温无异，劳动条件较好，工作效率较高。同时混凝土质量有可靠保证，不易发生冻害。缺点是：暖棚搭设需大量材料和人工，供热需大量能源，费用较高。由于棚内温度较低（通常不超过10℃），所以混凝土强度增长较慢。2．适用范围暖棚法适用于混凝土工程较为集中的区域，尤某适用于混凝土量较多的地下工程。当日平均气温低于-10℃时，暖棚法不易奏效。第十四页，共27页。3．暖棚构造暖棚通常以脚手材料（钢管或木杆）为骨架，用塑料薄膜或帆布围护。白天不需要人工照明，吸收太阳能后还能提高棚内温度。加热用的能源一般为煤或焦炭，也可使用以电、燃气、煤油或蒸汽为能源的热风机或散热器。4．施工注意事项（1）暖棚出入口应设专人管理，以防封闭不严造成棚内温度下降或混凝土局部受冻。（2）棚内各点温度均不得低于5℃。（3）注意棚内湿度，经常观察混凝土是否有失水现象。若失水时，要及时采取增湿措施或在混凝土表面洒水养护。（4）将烟或燃烧气排出棚外，注意防火防毒。第十五页，共27页。（三）、电热法养护1．电热毯加热法用电热毯作为加热元件，适用于以钢模板浇筑的构件。电热毯由四层玻璃纤维布中间夹以电阻丝制成。制作时先将0.6mm铁铬铝合金电阻丝在适当直径的石棉绳上缠绕成螺旋状，按蛇形线路铺设在玻璃纤维布上，电阻丝之间的档距要均匀，转角处避免死弯，经缝合固定。电热毯的尺寸约为300mm×400mm，电压60V，功率每块75W，通电后表面温度可达110℃，但应按规范规定控制。在钢模板的区格内卡入电热毯后，再覆盖岩棉板作为保温材料，外侧用108胶粘贴水泥袋纸两层挡风。对大模板现浇墙体加热时，由于墙体的顶部、底部以及与外墙相连处散热较多，这些部位的电热毯应双面密布，中间部位可以较疏或两面交错铺设。在混凝土浇筑前先通电将模板预热，浇筑过程中留出测温孔，浇筑后定期测温并做记录，养护过程中根据混凝土温度变化可继续送电。第十六页，共27页。主要工艺参数：三相交流输入电压

380V三相交流输出电压100～140V模板输出功率

0.8～1.13kW/m2钢管极限功率

195W/m模板输出热量

2900～4000W/（h·m2）用这种工艺来加热混凝土，温度比较均匀，控制方便，缺点是需要制作专用模板，增加了模板的投资。（2）适用范围适用于以钢模板浇筑的混凝土墙体、梁、柱和接头。（3）作用原理在工业和日常生活中所用交流电的频率为50Hz，通称工频。根据电磁感应原理，一根有交变电流通过的导体穿过导磁率较高的铁管时，在管壁上产生交变闭路磁场。第十七页，共27页。（4）施工方法1）在大模板现浇墙体上的应用从两侧加热。涡流管横向焊在大模板上，中心距离在底部及顶部为150～200mm，中部为400mm。为了使混凝土受热均匀，在两侧模板上的涡流管可互相错开，见图4-1。图4-1墙体养护示意1-大模板；2-涡流管；3-导线第十八页，共27页。2）在梁、柱结构上的应用梁、柱结构可根据结构厚度和热工计算，采用两面、三面或四面加热，如图4-2和图4-3。图4-2梁养护示意图4-3柱养护示意1-钢模；2-涡流管；3-导线1-钢模；2-涡流管；3-导线第十九页，共27页。3）在梁柱接头上的应用将涡流管直接埋在混凝土中，待混凝土浇筑后即通电加热，达到要求强度后停止送电并将导线抽出，涡流管留在混凝土中不再拆除。埋入混凝土中的涡流管总长度，根据混凝土量按60kW/m3功率计算。节点外围必须保温养护。如图4-4。图4-4梁柱接头养护示意1-钢模；2-涡流管；3-导线第二十页，共27页。冬期施工混凝土应注意的问题1．确定结构工程冬施原则以提高混凝土自身抗冻性能为主，负温条件下加强养护，保证混凝土早期强度在负温条件下能够继续增长;同时在采用综合蓄热法或暖棚法前提下，做好保温覆盖和防风遮挡工作。提出科学合理的施工配合比，采取有效的措施，使混凝土在低于防冻剂规定温度前超过受冻临界强度等级。2．作好冬期施工前的准备工作

2.1在工程即将进入冬期施工前，要提前做好技术准备工作和材料准备工作，把不利的因素消除在萌芽状态，要提前收集当地冬期的气象资料，了解当地的气温变化、持续时间、最低温度以及最大风、雪等资料，还要了解施工过程中未来一周的天气变化，只有这样才能作到防患于未然。第二十一页，共27页。2.2作好冬期施工技术文件的编制工作。在工程进入冬期施工前，要提前编制好冬期施工方案，作为冬期施工的技术指导性文件。施工方案或技术措施包括以下主要内容：施工材料的进场计划；热源、设备计划和部署；冬期施工人员培训计划；工程质量的控制要点；冬期安全生产的要点；施工工序及进度安排；各分项工程的施工方法和施工技术措施。2.3作好人员培训和技术交底工作。2.3.1冬期施工由于在负温下进行作业，不了解或不熟悉冬期施工规律，极易造成工程质量事故，为保证工程质量，冬期施工前必须进行人员培训，培训内容为：①要学习国家和地方有关冬期施工规范、标准、规定，如《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）规范等文件；②学习有关冬期施工的基本理论知识及施工方法。第二十二页，共27页。2.3.2进行技术交底的目的是防止施工操作人员违反冬期施工规律，造成操作不当，人为的造成质量事故。施工前技术交底的重点是：①原材料的使用方法，②原材料的加热或保护，③原材料的测温或成品的测温，④成品的保护或养护工作2.4作好原材料的检验复试及材料的配合比。在冬期施工中各种原材料需要进行复试的必须进行复试，以防不合格的材料使用在工程中，另外。在冬期混凝土施工中经常要使用一些外加剂，随着气温的不断变化用量不一，如果不复试，直接用于工程，将有可能给工程带来严重后果，要消除引起工程质量隐患的因素，对工程中使用的原材