高寒地区混凝土冬季施工工法

1.序言我国许多地方有较长的寒冷季节，由于受工期制约，许多工程的混凝土冬季施工是不可防止的。当环境温度降到4℃2.工法特点2.1本工法具有工艺新、可操作性强，合用广泛。2.2施工措施简便，速度快，可缩短施工工期，社会效益明显。3.合用范围本工法重要合用于隧道工程冬季混凝土施工。4.施工原理混凝土拌和物浇灌后之因此能逐渐凝结和硬化，直至获得最终强度，是由于水泥水化作用的成果。而水泥水化作用的速度除与混凝土自身构成材料和配合比有关外，重要是伴随温度的高下而变化的。当温度升高时，水化作用加紧，强度增长也较快；而当温度减少到0℃水变成冰后，体积约增大9%，同步产生约2500公斤每平方厘米的冰胀应力。这个应力值常常不小于水泥石内部形成的初期强度值，使混凝土受到不一样程度的破坏（即旱期受冻破坏）而减少强度。此外，当水变成冰后，还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力，从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后，又会在混凝土内部形成多种各样的空隙，而减少混凝土的密实性及耐久性。因此，在冬季混凝土施工中，水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键。国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研究成果表明，新浇混凝土在冻结前有一段预养期，可以增长其内部液相，减少固相，加速水泥的水化作用。试验研究还表明，混凝土受冻前预养期愈长，强度损失愈小。混凝土化冻后（即处在正常温度条件下）继续养护，其强度还会增长，不过增长的幅度大小不一。对于预养期长，获得初期强度较高（如到达R28的35%）的混凝土受冻后，后期强度几乎没有损失。而对于安全预养期短，获得初期强度比较低的混凝土受冻后，后期强度均有不一样程度的损失。由此可见，混凝土冻结前，要使其在正常温度下有一段预养期，以加速水泥的水化作用，使混凝土获得不遭受冻害的最低强度。5.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程5.2操作要点5.2.1从上述原理可以懂得，在冬季混凝土施工中，重要处理三个问题：一是怎样确定混凝土最短的养护龄期。二是怎样防止混凝土初期冻害。三是怎样保证混凝土后期强度和耐久性满足规定。在施工中，我们根据施工时的气温状况，工程构造状况（工程量、构造厚大程度与外露状况），工期紧迫程度，水泥的品种及价格，早强剂、减少剂、抗冻剂的性能及价格，保温材料的性能及价格，热源的条件等，来选择施工措施。最终确定由调整配合比法、蓄热法、外部加热法三种措施相结合来保证冬季混凝土施工的质量。5.2.2①、选择合适品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。根据《公路桥涵施工技术规范JTJ041-》中14.2.2条规定在配制混凝土时,宜优先选择硅酸盐水泥、一般硅酸盐水泥，水泥的强度等级不适宜低于42.5,水灰比不适宜不小于0.5。因此根据现场实际状况在选择水泥时选择了42.5#一般硅酸盐水泥用于现场施工，并尽量减少水灰比，稍增水泥用量，从而增长水化热量，缩短到达龄期强度的时间。②、掺用减水剂。加入减水剂后减少了用水量，可以有效减少混凝土中的冰含量并使冰晶粒度细小且均匀易散

减轻对混凝土的破坏应力。③掺加抗冻剂，减少水的冰点使水泥在负温下仍能继续水化，提高混凝土的抗冻性。④选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。现场配比试验中考虑了上述原因后，对用于冬季施工的C35泵送防水混凝土进行了配比。详细配例如下：C35S8防水混凝土配合比水泥：砂（中粗砂）：碎石（5～25mm）：水：减水剂：防冻剂1：1.54：2.03：0.37：0.01：0.04塌落度：110～150mm配比完毕后并进行了冬施模拟试验，测试温度为-5℃。共测试3组其28d强度成果如下：第一组：43.9MPa；第二组：44.1MPa；第三组：43.55.2.3①.加强对搅拌站的保温防护。②.加强锅炉房等供暖设备的维修保养工作，保证正常供暖，各供暖管沟要进行一次彻底的检查，排除隐患。此外，要注意供暖燃料的储备。③.提早准备冬季施工用原材料，尤其要提早备足三个月的砼用砂，以防冬季购砂困难或临时进砂因含水过大而结成冰块，无法使用。冬季用外加剂要及早与生产厂家联络，安排试验，保证冬季施工外加剂的数量和质量。④.冬季施工技术准备：应组织学习冬季施工技术，提前做好防冻剂必试项目试验，完毕冬季常用砼配合比的设计。5.2.4①砂、石料场保温措施：砂、石料场冬季均需覆盖保温防水，防止砂石料冻结影响混凝土质量，砂、石料场采用一层彩条布加一层草袋覆盖进行保温、防水，此外将骨料堆存至少在6～8m或更高，可防止底部骨料受冻。当温度出现极低状况时，在出料口搭管架将保温棚支起，并在棚内生火炉（每料仓内2-4个）提高砂石料温度。②、砼拌制过程保温措施：为保证冬季施工砼温度，优先采用加热水的措施，根据经验，每方混凝土中掺入总水含量60％的热水（热水温度在50～60℃之间）拌和，可提高混凝土温度到达15℃水、骨料加热的最高温度应不高于60℃。当水、骨料到达规定温度仍不满足热工计算规定期，可提高水温到100℃，但应变化投料次序，水泥不得与80℃以上的水直接接触。拌制砼时搅拌机投料次序为先下砂、石、水搅拌后再下水泥搅拌，搅拌时间比正常季节延长50%。砼出机温度不应低于20℃，砼入模温度不应低于105.2.5为防止加温混凝土在运送过程中散热过快，重要从运送车辆、运送路况及施工生产方面下功夫。①运送车辆保温对混凝土运送搅拌车车罐周身包裹泡沫塑料保温被，并用铁丝固定。②保证运送路况为减少混凝土在运送过程中散热，路面状况的好坏至关重要，首先要保持路线畅通，无堵塞，再者就是保证路面无坑坑洼洼，三是修筑路线无急弯，拉直，缩短混凝土运送距离。③合理安排生产，保证拖运到现场的混凝土料及时入仓在生产中，随时有多种突发事件，以致耽误混凝土料的入仓时间，使本已加温的混凝土料在空气中逐渐冷却，致使达不到混凝土浇筑中的温度规定。因此在运送过程中，合理调配运送车辆，缩短运送时间，尽量减少转运次数，减少混凝土运送等过程中的温度损失，有效保证混凝土料入仓浇筑温度。5.2.6混凝土浇筑过程中的温度控制是整个温控过程中的关键，重要从如下几种方面着手：一是基岩面或老混凝土面浇筑前的温度，二是仓内升温。①基岩面或老混凝土面的升温在冬季，浇筑仓的基岩面或老混凝土表面的温度一般都很低，为防止入仓的混凝土与基岩面或老混凝土面接触后受冻，在开仓前用碘钨灯、电炉或暖风机加热至正温。②提高仓内温度在大气温度降到零度如下后，在洞口挂保温暖帘并在浇筑仓面运用衬砌搭设保温棚保温，在保温棚内安放取暖设备，保证浇筑仓内气温到达正温以上。5.2.7①混凝土浇筑后的2～3天内，保温棚不拆除，多种加温设备不撤离，模板外侧的保温被继续覆盖，保持浇筑的混凝土仓内仍然正温。②为防止拆模时浇筑块的温度与外界温差大，采用将模板预先撬缝10～15cm，合适变化混凝土边界环境，即加速降温，又不使混凝土内外温差过大。③混凝土拆模后，其表面先用塑料薄膜封闭，再用5cm厚双层高发泡聚乙烯泡沫塑料覆盖，每隔2m用木条将保温材料压贴固定在混凝土面上，将混凝土表面包成密不透风的保温层。6.人员及设备6.1人员混凝土的冬季施工人员班组一般由28人构成1、负责人一名：负责施工指挥，协调各环节之间操作联络，控制施工质量以及组织力量及时排除施工中出现的意外状况。2、试验人员二名：一名负责控制施工中的温度控制；一名负责混凝土拌和及原材料控制。3、记录员一名：负责原始资料的记录、记录、汇总和整顿。4、电工一名：负责施工现场的动力、照明及供暖用电线路安装及安全使用。5、砼泵操作员一名：负责混凝土输送泵的使用。6、搅拌站操作员二名：负责搅拌机的使用。7、搅拌机维修工二名：负责搅拌机的维修。8、投料工四名：负责搅拌机的投料。9、混凝土工六名：负责混凝土的浇注。10、模板工六名：负责模板的拆装。11、机械司机二名：负责混凝土的运送及搅拌机上料。6.2.机械设备机械设备配置表表6.2序号设备名称（型号）型号数量1装载机3012砼拌和站23砼运送罐车JC634砼输送泵HBT80C-211,15钢模衬砌台车17.质量控制本工法须遵守《公路桥涵施工技术规范JTJ041-》、《公路工程质量检查评估原则JTGF80/1-》、《公路隧道施工技术规范JTJ042-94》。7.1材料进场检查7.1.1所用外加剂，必须是通过有关部门检查并附有检查合格证明的产品，其质量应符合现行《混凝土外加剂》（GB8076）的规定，使用前应复验其效果，使用时应符合产品阐明及规范中有关混凝土的配合比、拌制、浇注等各项规定以及外加剂原则中的有关规定。不一样品种的外加剂应分别储存，作好标识，在运送与储存时不得混入杂物和遭受污染。7.1.2骨料在生产、采集、运送与储存过程中，严禁混入影响混凝土性能的有害物质。骨料应按品种规格分别堆放，不得混杂。在装卸及储存时，应采用措施，使骨料颗粒级配均匀，并保持洁净。拌制砼所用的骨料应清洁，不得具有冰、雪、冻块及其他易裂物质，多种材料的含碱量应根据砼使用部位和所处环境的不一样，符合《公路桥涵施工技术规范JTJ041-》中的规定。加强对原材料的抽检复试工作。水泥入库堆放。砂、石按同批次不超过400ｍ３作试验，严格控制含泥量及泥块含量；水泥按同批次不超过200t复验其强度。7.2施工控制7.2.1外界气温采用人工测温，每天测量47.2.2水、外加剂及骨料的温度每小时测一次。测量水、外加剂溶液和砂的温度，温度计插人深度不不不小于10cm，测量粗骨料温度，插入深度不不不小于10cm并不小于骨料粒径1.5倍，且周围用细粒径充填。混凝土的机口温度、运送过程中温度损失及浇筑温度，根据需要测量或每2h测量一次。温度计插人深度不不不小于10cm7.2.3已浇混凝土块体内部温度，埋设测温孔（孔深不小于l5cm，孔内灌满液体介质），用玻璃温度计测量。大体积混凝土浇筑后3d内加密观测温度变化：外部混凝土每天观测最高、最低温度；内部混凝土8h观测一次。其后宜I2h7.2.47.2.57.2.6搞好搅拌机室和后台料仓的保温，温度控制在15°C--7.2.7合理安排生产，防止砼在工地停滞时间过长而导致热量损失，导致砼入模温度低于107.2.87.2.97.2.10混凝土拌和时除派专人进行常温混凝土坍落度、配合比、搅拌温度定期和随时检查外，还应随时检查混凝土出机温度、拌和材料与否有加热过热现象、加热后的材料配料次序与否符合规定，检查混凝土与否存在“假凝”8.安全措施8.1做好施工人员驻地的取暖保温工作。8.2加强锅炉房等供暖设备的维修保养工作，保证正常供暖，各供暖管沟要进行一次彻底的检查，排除隐患。此外，要注意供暖燃料的储备。8.3每套暖棚应配置消防器材，以防止电焊作业等原因也许引燃防雨保温层、安全网等易燃物而出现的火灾。8.4遇大风、暴雪等恶劣天气而停工时，注意切断电源，保护好多种设备。8.5保持工作平台和吊架的步、踏面上的整洁，及时清运冰雪、多出材料和杂物。8.6常常检查电路，防止发生漏电事故。8.7施工有关人员均应带安全帽，无关人员不要到墩上去。8.8冬季施工掺入外加剂时，除一般管理外，对有毒副作用的外加剂如亚硝酸钠，在寄存和使用上都应按规定进行，防止事故发生和带来不利影响。9.环境保护措施9.1为工程项目配置机械设备时要选用经国家质量监督部门认定的产品；选用技术先进、构造合理、质量优良、安全可靠的设备，以保证设备产生的噪声及废气在单位界域边缘低于国家有关原则规定。严禁使用国家明令限制使用的设备和淘汰的产品。设备安装及过程中用来清洗机件的废水、废油及其他废弃物等有害物质应排放至沉淀池沉淀后排出，不得直接排放于河流、湖泊或其他水域中，也不得倾泻于饮用水源附近的土地上，以防污染水质和土壤。9.2为防止出现材料运送遗洒，粉状材料应采用袋装或对车辆进行覆盖运送，不得散装散卸。工程施工用的粉末材料如水泥、石灰、粉煤灰等，宜封闭寄存。当受条件限制在露天堆存时，应采用覆盖、搭棚及设置围档等防止尘埃飞扬和因水流失的措施。9.3模板隔离剂。项目应根据采用模板类型，材料供应来源状况，考虑配制简朴、经济合用、取材以便、脱模效果好，又不粘污构件表面，外观光洁，棱角整洁，且对混凝土与钢筋无损害作用的隔离剂，尽量选用无毒无害的材料，防止对建筑物及环境导致污染。9.4混凝土浇筑时，应加强对混凝士浇筑所需搅拌机(站)、输送泵、混凝土罐车、振捣棒等多种施工机械的维修保养，缩短维修保养周期，尽量减少施工机械噪声的排放，防止对环境导致噪声污染。混凝土的浇筑尽量不在夜间施工，以免噪声对居民生活产生影响。尽量使用环境保护型振动棒，振动棒使用后，及时清理洁净并保养好。振捣混凝土时，严禁振钢筋或钢模板，并做到快插慢拔，并配置对应人员控制电源线及电源开关，防止振捣棒空转，以减少噪声，防止对环境的噪声污染。混凝土泵、混凝土罐车运送混凝土时要平稳运行、协调一致，严禁高速运行，形成噪声，污染环境。搅拌机(站)前台、运送车辆清洗处、混凝土振动棒清洗处应设置沉淀池，通过沉淀后的污水方可排放，以防止污染水源；对沉淀池内的泥沙定期清理洁净，并妥善处理，防止污染环境。为扬尘控制，混凝土拌和系统应尽量安装除尘设施。为防止现场搅拌站地面起尘，搅拌站区域内的道路应进行硬化处理。并设置施工道路养护、维修和打扫专职人员，减少扬尘污染，保持道路清洁和运行状态良好。搅拌机人需设置在