建筑施工技术(武汉理工)教学课件：单元8季节性施工市公开课一等奖百校联赛特等奖课件

单元8季节性施工第1页8.1概述单元8季节性施工目录8.2混凝土结构工程冬期施工8.3土方工程冬期施工8.4砌体工程冬期施工规范相关要求第2页8.5雨期施工目录8.6建筑工程冬期施工应注意问题单元8季节性施工第3页单元8季节性施工季节性施工是指雨季、冬季施工。常规施工方法已经不能适应其要求，必须依据详细情况选择合理方法，制订对应办法来确保施工质量。第4页单元8季节性施工本单元围绕地基基础与主体结构工程冬期施工和雨期施工开展讨论，阐述其施工特点、基本要求、施工过程和注意事项。学生应结合当地气候条件，了解季节性施工基本概念，从详细情况出发掌握不一样季节施工关键点。第5页8.1概述第6页8.1.1.1冬期施工特点（1）冬期施工期是质量事故多发期。（2）冬期施工发觉质量事故呈滞后性。（3）冬期施工技术要求高，能源消耗多，施工费用增加。8.1.1冬期施工特点和标准8.1概述第7页8.1.1.2冬期施工标准冬期施工标准是：确保质量，节约能源，降低费用，确保工期。冬期施工必须做好组织、技术、材料等方面准备工作。第8页8.1.2.1雨期施工特点（1）含有突然性。（2）带有突击性。（3）雨期往往连续时间较长，从而影响工期。对这一点要有充分预计并做好合理安排。8.1.2雨期施工特点和要求第9页8.1.2.2雨期施工要求（1）在编制施工组织设计时，要依据雨期施工特点，将不宜在雨期施工分项工程避开雨期施工，对于必须在雨期施工分项工程，做好充分准备工作和防范办法。（2）合理进行施工安排。（3）做好材料防雨、防潮和施工现场排水等准备工作。第10页8.2混凝土结构工程冬期施工第11页依据《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104—）要求，冬期施工期限划分标准是：依据当地多年气温资料统计，当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃即进入冬期施工；当室外日平均气温连续5天高于5℃时解除冬期施工。8.2.1冬期施工期限划分标准8.2混凝土结构工程冬期施工第12页新浇混凝土在养护早期遭受冻结，当气温恢复到正温后，即使正温养护至一定龄期，也不能到达其设计强度，这就是混凝土早期冻害。混凝土能凝结硬化并取得强度，是水泥水化反应结果。水和温度是水泥水化反应能够进行必要条件。8.2.2混凝土早期冻害及受冻临界强度第13页当温度降到5℃时，水化反应速度迟缓，当温度降到0℃时，水化反应基本停顿；当温度降到-4～-2℃时，混凝土内部游离水开始结冰，游离水结冰后体积增大约9%，在混凝土内部产生冰胀应力，使强度尚低混凝土内部产生微裂缝和孔隙，同时损害混凝土和钢筋黏结力，造成结构强度降低。混凝土早期冻害是因为混凝土内部水结冰所致。第14页冬期施工混凝土，其受冻临界强度应符合以下要求：普通混凝土采取硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制时，应为设计混凝土强度标准值30%；采取矿渣硅酸盐水泥配制时，应为设计混凝土强度标准值40%；但混凝土强度等级为C10及以下时，受冻临界强度不得小于5N/mm2。掺用防冻剂混凝土，当室外最低气温不低于-15℃时，受冻临界强度不得小于4.0N/mm2；当室外最低气温不低于-30℃时，不得小于5.0N/mm2。第15页（1）对材料和材料加热要求①冬期施工混凝土用水泥，应优先使用活性高、水化热大硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，不宜用火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。蒸汽养护时用水泥品种经试验确定。水泥强度等级不应低于42.5MPa，最小水泥用量不宜少于300kg/m3；水灰比不应大于0.6；水泥不得直接加热，使用前1～2天运往暖棚存放，注意保暖和防潮。8.2.3混凝土冬期施工工艺要求第16页②骨料要在冬期施工前清洗和贮备，并覆盖防雨雪材料，适当采取保温办法，预防骨料内夹有冰碴和雪团。③水比热容大，是砂石骨料5倍左右，所以，冬期施工拌制混凝土应优先采取加热水方法。当加热水达不到要求时，才考虑加热砂和石子。砂石可采取蒸汽直接通入骨料中来加热。第17页加热水时，应考虑加热最高温度，以免水泥直接接触过热水而产生“假凝”现象。水泥假凝是指水泥颗粒碰到温度较高热水时，颗粒表面很快形成薄而硬壳，阻止水泥与水水化作用进行，使水泥水化不充分，新拌混凝土拌合物和易性下降，造成混凝土强度下降。第18页混凝土拌合物及组成材料加热最高允许温度按表8.1采取。④钢筋焊接和冷拉施工，气温不宜低于-20℃。预应力钢筋张拉温度不宜低于-15℃。表8.1拌合水及骨料最高温度

项目水泥强度等级拌和水（℃）骨料（℃）1强度等级小于52.5MPa普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥80602强度等级等于和大于52.5MPa普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥6040第19页（2）混凝土搅拌、运输、浇筑冬期施工中外界气温低，因为空气和容器热传导，混凝土在搅拌、运输和浇筑过程中应加强保温，预防热量损失过大。①混凝土搅拌②混凝土运输③混凝土浇筑第20页混凝土冬期施工方法是指确保混凝土在硬化过程中不受早期冻害，在正温度养护条件下到达临界强度各种办法。混凝土冬期施工惯用方法有：蓄热法、掺外加剂、早强水泥法、外部加热法、综合蓄热法等。8.2.4混凝土冬期施工方法第21页8.2.4.1蓄热保温法蓄热保温法是将混凝土原材料（水、砂、石）预先加热，经过搅拌、运输、浇筑成型后混凝土仍能保持一定正温度，以适当材料覆盖保温，预防热量散失过快，充分利用水泥水化热，使混凝土在正温度条件下增加强度。混凝土在冷却到0℃以前到达允许受冻临界强度。常采取保温材料是保温效果好、价格低廉、起源广地方材料。第22页保温材料施工贮存中应防雨防潮，保持干燥，以免降低保温性能。蓄热法养护含有施工工艺简单，节约设备，冬期施工费用低及适应性强优点，为冬期施工普遍采取，但需要养护期较长。第23页冬期施工热工计算以下：（1）混凝土拌合物温度式中T0——混凝土拌合物温度，℃； mw、mce、msa、mg——水、水泥、砂、石用量，kg； Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石温度，℃； wsa、wg——砂、石含水率，%； c1——水比热容，kJ/（kg·K）； c2——水溶解热，kJ/kg。当骨料温度大于0℃时，c1=4.2kJ/（kg·K），c2=0kJ/kg；当骨料温度小于等于0℃时，c1=2.1kJ/（kg·K），c2=335kJ/kg。T0=［0.9（mceTce+msaTsa+mgTg）+4.2Tw（mw-wsamsa-wgmg）+c1（wsaTsa+wgmgTg）-c2（wsamsa+wgmg）］/［4.2mw+0.9（mce+msa+mg）］

（8.1）第24页（2）混凝土拌合物出机温度式中T0——混凝土拌合物温度，℃； T1——混凝土拌合物出机温度，℃； Ti——搅拌机棚内温度，℃。T1=T0-0.16（T0-Ti）

（8.2）第25页（3）混凝土拌合物经运输至成型完成时温度式中T2——混凝土拌合物经运输至成型完成时温度，℃； tt——混凝土自运输至浇筑成型完成时间，h； n——混凝土转运次数； Ta——运输时环境温度，℃； α——温度损失系数，当用混凝土搅拌输送车时，α=0.25；当用开敞式大型自卸汽车时，α=0.20；当用开敞式小型自卸汽车时，α=0.30；当用封闭式自卸汽车时，α=1.0；当用手推车时，α=0.50。T2=T1-（αtt+0.032n）（T1-Ta）

（8.3）第26页（4）考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成时温度式中T3——考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成时 温度，℃；cc、cf、cs——混凝土、模板材料、钢筋比热容，kJ/ （kg·K）； mc——每立方米混凝土质量，kg； mf、ms——与每立方米混凝土相接触模板、钢筋质量，kg； Tf、Ts——模板、钢筋温度（未预热者可采取当初环境温度），℃。（8.4）第27页8.2.4.2综合蓄热法综合蓄热法是在蓄热保温法基础上，在配制混凝土时采取快硬早强水泥，或掺用早强外加剂；在养护混凝土时采取早期短时加热，或采取棚罩加强围护保温，以延长正温养护期，加紧混凝土强度增加。综合蓄热法可分为低蓄热养护和高蓄热养护两种方式。低蓄热养护主要以使用早强水泥或掺低温早强剂、防冻剂为主，使混凝土迟缓冷却至冰点前到达允许受冻临界前强度。第28页当日平均气温不低于-15℃、表面系数为6～12、选取高效保温材料时，宜采取低蓄热养护。高蓄热养护除掺用外加剂外，还以采取短时加热为主，使混凝土在养护期内到达要求受荷强度。当日平均气温低于-15℃、表面系数大于13时，宜采取短时加热高蓄热养护，也惯用于抢险工程。采取综合蓄热法时应进行热工计算，原材料应进行加热，提升混凝土入模温度，普通控制温度为20℃左右；外加剂要慎重选择，经试验确定其掺入量；合理地选择干燥高效保温材料。第29页8.2.4.3掺外加剂混凝土冬季施工方法外加剂作用是使混凝土产生早强、减水防冻效果；在负温下，加速凝结硬化。掺外加剂法可使混凝土冬期施工工艺简化，节约能源，降低冬期施工费用，是冬期施工有发展前途施工方法。第30页（1）掺氯盐混凝土①不得掺用氯盐情况在以下情况下，不得在钢筋混凝土中掺用氯盐：a在高湿度空气环境中使用结构，如排出大量蒸汽车间、澡堂、洗衣房和经常处于空气相对湿度大于80%房间以及有顶盖钢筋混凝土蓄水池；b处于水位升降部位结构；c露天结构或经常受水淋结构；d有镀锌钢材或铝铁相接触部位结构，以及有外露钢筋、预埋件但无防护办法结构；第31页e与含有酸、碱和硫酸盐等侵蚀性介质相接触结构；f使用过程中经常处于环境温度为60℃以上结构；g使用冷拉钢筋或冷拔低碳钢丝结构；h薄壁结构，中级或重级工作制吊车梁、屋架、落锤及锻锤基础等结构；i电解车间和直接靠近直流电源结构；j直接靠近高压（发电站、变电所）结构，预应力混凝土结构。第32页②施工注意事项a应选取强度等级大于42.5MPa普通硅酸盐水泥，水泥用量不得少于300kg/m3，水灰比不应大于0.6；b氯盐应配制成一定浓度水溶液，严格计量加入，搅拌要均匀，搅拌时间应比普通混凝土搅拌时间增加50%；第33页c混凝土浇筑必须在搅拌出机后40min内浇筑完成，以防凝结,混凝土振捣要密实；d掺氯盐混凝土不宜采取蒸汽养护；e因为氯盐对钢筋有锈蚀作用，应用时加入水泥质量2%亚硝酸钠阻锈剂，钢筋保护层大于30mm。第34页（2）负温混凝土负温混凝土是指采取复合型外加剂配制混凝土。在施工过程中，按实际情况选择对原材料加热、保温或蓄热养护等办法，能够起到减水、增强及阻止钢筋锈蚀等作用，使混凝土在负温条件下短期养护到达允许受冻临界强度。第35页①负温防冻复合外加剂普通由防冻剂、早强剂、减水剂、引气剂和阻锈剂等复合而成，其成份组合有三种情况：防冻组分+早强组分+减水组分；防冻组分+早强组分+引气组分+减水组分；防冻组分+早强组分+减水组分+引气组分+阻锈组分。早强剂能加速水泥硬化速度，提升早期强度，且对后期强度无显著影响，如氯化钙、氯化钠、硫酸钠、硫酸钾、三乙醇胺、甲醇、乙醇等。第36页防冻剂在一定负温条件下，能显著降低混凝土中液相冰点，使其游离态水不冻结，确保混凝土不遭受冻害。效果很好防冻剂有氯化钠、亚硝酸钠。减水剂在不影响混凝土和易性条件下，含有减水增强特征，能够降低用水量，减小水灰比。惯用减水剂有：木质素磺酸盐类、多环芳香族磺酸盐类。第37页引气剂经搅拌能引入大量分布均匀微小气泡，改进混凝土和易性；在混凝土硬化后，仍能保持微小气泡，改进混凝土和易性、抗冻性和耐久性，惯用有松香树脂类。阻锈剂为能够减缓或阻止混凝土中钢筋及金属预埋件锈蚀作用外加剂。惯用有：亚硝酸钠、亚硝酸钙、铬酸钾等。亚硝酸钠与氯盐同时使用，阻锈效果最正确。第38页②负温混凝土施工a宜优选水泥强度等级不低于42.5MPa硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不宜采取火山灰水泥，禁止使用高铝水泥。b防冻复合剂掺量应依据混凝土使用温度而定（指掺防冻剂混凝土施工现场5～7天内最低温度），其掺量按表8.2中要求。第39页要求温度（℃）惯用掺量（%）备注-54(1)复合防冻剂掺量包含各组分量之和；(2)CaCl2、NaCl单独使用时，可用在-5℃以上；(3)NaNO2可用在-10℃以上；(4)硝酸盐可用在-10℃以上；(5)早强剂、减水剂、引气剂均计算在防冻剂中-107-1510-2015注：要求温度是指掺防冻剂混凝土内部最低温度。表8.2防冻剂惯用掺量

第40页c防冻剂应配制成要求浓度溶液使用，配制时应注意：氯化钙、硝酸钙、亚硝酸钙等溶液不可与硫酸溶液混合；减水剂和引气剂不可与氯化钙混合。钙盐与硫酸钠复合使用时，先加入钙盐溶液搅拌一定时间，再投入硫酸钠溶液，并延长搅拌时间拌和均匀；对于氯化钙与引气剂、减水剂复合配方，投料时应先加入氯化钙溶液搅拌，出料前加入引气剂和减水剂。d在钢筋混凝土和预应力混凝土工程中，应掺用无氯盐防冻复合外加剂。第41页e必须设专员配制、保管防冻复合剂，严格执行要求掺量，搅拌时间比正常时间延长50%，混凝土出机温度不应低于7℃。f混凝土入模温度应控制在5℃以上，浇筑与振捣要衔接紧密，连续作业。早期养护要严防受冻，温度不得低于防冻剂要求温度。在负温条件养护时，必须覆盖严密，不允许浇水。第42页8.2.4.4混凝土人工加热养护若在一定龄期内采取蓄热法达不到要求时，可采取蒸汽、暖棚、电热等人工加热养护，为混凝土硬化创造条件。人工加热需要设备且费用也较高，采取人工加热与保温蓄热或掺外加剂结合，常能取得很好效果。第43页（1）蒸汽加热养护法①蒸汽加热养护法分类a内热法b蒸汽室法c蒸汽套法第44页②采取蒸汽加热养护法时应注意问题a采取蒸汽养护时，普通硅酸盐水泥混凝土养护最高温度不宜超出80℃，矿渣硅酸盐水泥混凝土可达90～95℃。b应制订合理蒸汽制度，包含预养、升温、恒温、降温等几个阶段。第45页预养是指混凝土从浇筑完成到升温前一段养护时间，使混凝土到达一定强度，能承受因升温热膨胀而对混凝土结构产生破坏作用。升温是指混凝土由养护初始温度升到恒温养护温度一段时间；降温是指停顿蒸汽养护到降至常温一段时间。第46页在降温阶段，混凝土失水干缩，内外温差会使混凝土表面产生裂缝。混凝土升温、降温速度不得超出表8.3要求。项次表面系数升温速度（℃/h）降温速度（℃/h）1≥615102<6105表8.3加热养护混凝土升降温速度

第47页c蒸汽应采取低压（小于0.07MPa）饱和蒸汽，加热时应使混凝土构件受热均匀，并注意排除冷却水和预防结冰。d拆模必须待混凝土冷却到+5℃以后进行。假如混凝土与外界温度相差大于20℃时，拆模后混凝土表面应用保温材料覆盖，使混凝土表面冷却迟缓进行。第48页③蒸汽加热法热工计算蒸汽加热法热工计算包含确定升温、恒温、降温养护时间和计算蒸汽用量。a升温时间式中X1——升温时间，h； t——恒温养护温度，℃； tq——混凝土养护时初温，℃； tv——升温速度，℃/h，依据表8.3确定。恒温养护温度依据设计要求要求到达强度和养护时间确定。（8.5）

第49页b恒温时间式中X2——恒温时间，h； X0——在15℃条件下，混凝土到达要求强 度时所需时间，h； P1、P2、P3——升温、恒温、降温阶段当量 系数； X3——降温时间，h。（8.6）

第50页c降温时间式中X3——降温时间，h； t——混凝土恒温养护时温度，℃； tc——混凝土降温终了时温度，℃； tp——要求降温速度，℃/h。（8.7）

第51页d蒸汽需要量计算式中Q——总热量，kJ； W——混凝土养护蒸汽总需要量，kg； i——蒸汽发烧量，取2500kJ/kg； α——损失系数，取0.2～0.3。（8.8）

第52页（2）电热法电热法是在混凝土结构内部或外表设置电极，通以低电压电