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施工單位的密切配合是保證冬期混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵
冬季是混凝土質(zhì)量易發(fā)季節(jié),且冬期混凝土質(zhì)量事故具有滯后性及隱蔽性等特點(diǎn),施工后很難及時(shí)發(fā)現(xiàn),后期處理難度較大?;炷羶龊﹃P(guān)系到建筑物壽命、工程質(zhì)量等方面的重大問題,必須認(rèn)識(shí)其嚴(yán)重性。為避免混凝土質(zhì)量事故在冬季發(fā)生,應(yīng)從原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、混凝土的生產(chǎn)、施工等各個(gè)環(huán)節(jié)采取相應(yīng)的技術(shù)措施,保障混凝土凝結(jié)硬化過程中的水化條件、在混凝土受凍之前達(dá)到臨界強(qiáng)度,從而提高混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。也就是說預(yù)防混凝土質(zhì)量事故不是混凝土企業(yè)單方面的事,更需要施工企業(yè)的密切配合,公共做好混凝土質(zhì)量保證。在冬期施工過程中,施工單位應(yīng)密切關(guān)注天氣變化,隨時(shí)掌握天氣預(yù)報(bào)和寒潮、大風(fēng)警報(bào),以便提前及時(shí)采取防護(hù)措施。寒冷天氣及持續(xù)負(fù)溫天氣,應(yīng)按未來五天天氣變化準(zhǔn)備施工保溫措施。
(一)混凝土澆筑
現(xiàn)場施工人員應(yīng)準(zhǔn)備好必要的保濕、保溫材料,如塑料薄膜、彩條布、草簾、毛帖、棉被等,且應(yīng)有惡劣天氣突發(fā)時(shí)的預(yù)防措施。同時(shí),現(xiàn)場要切實(shí)做好防風(fēng)、防凍措施(必要時(shí)封閉施工面四周),以提高保溫效果,防止混凝土受凍。澆筑混凝土前必須清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢,澆筑時(shí)采用快鋪料、快振搗及時(shí)覆蓋的快速施工法?;炷帘盟颓皯?yīng)對(duì)輸送泵及泵管進(jìn)行保溫,在泵體料斗、泵管上包裹保溫材料,并宜采用與施工混凝土同配比砂漿進(jìn)行潤泵,且潤滑砂漿不得直接放入模板內(nèi)。在混凝土澆筑過程中密切觀測(cè)罐車中混凝土的溫度,混凝土入模溫度不低于5℃?;炷翝仓尚秃?,開始養(yǎng)護(hù)溫度不低于2℃,當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%(臨界強(qiáng)度)以前不得受凍。養(yǎng)護(hù)期不得出現(xiàn)負(fù)溫,模板及保溫層在混凝土溫度冷卻到5℃后方可拆除,混凝土表面溫度與外界溫度差不得大于20℃。
澆筑側(cè)墻、柱混凝土?xí)r,混凝土應(yīng)分層,每層厚度不得超過400mm。梁、板混凝土同時(shí)澆筑,從一端開始向前推進(jìn),混凝土澆筑時(shí)應(yīng)盡可能縮小面積。梁底和梁側(cè)面要注意振實(shí),振搗器不要直接觸及鋼筋或預(yù)埋件。板混凝土的虛鋪厚度應(yīng)略大于板厚,振搗后用木抹子抹平,然后鋪塑料薄膜,其上及時(shí)鋪蓋保溫層。
(二)冬期混凝土養(yǎng)護(hù)
在冬期施工過程中,應(yīng)關(guān)注天氣預(yù)報(bào),冬季氣溫低,混凝土水化緩慢,強(qiáng)度達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度的時(shí)間較長?;炷猎跍囟?℃以下水泥水化十分緩慢,當(dāng)溫度降到0℃以下水泥停止,如果長期處于負(fù)溫狀態(tài)下,水泥水化停止,一旦溫度低于水的冰點(diǎn),混凝土就有可能發(fā)生凍害。早強(qiáng)劑或防凍劑只能起到降低混凝土中自由水是冰點(diǎn)作用,并不能為混凝土水化提供熱量,混凝土在溫度5℃以下水泥水化十分緩慢,當(dāng)溫度降到0℃以下水泥停止,如果長期處于負(fù)溫狀態(tài)下,水泥水化停止,一旦溫度低于水的冰點(diǎn),混凝土就有可能發(fā)生凍害?;炷翝仓?,應(yīng)及時(shí)采取有效的保溫、升溫養(yǎng)護(hù)措施。防止混凝土受凍,不要過于依靠防凍劑,摻加防凍劑的混凝土也必須進(jìn)行相應(yīng)的保溫養(yǎng)護(hù),不是摻加了防凍劑后就不用養(yǎng)護(hù)了,如不進(jìn)行相應(yīng)的保溫、升溫養(yǎng)護(hù),混凝土還是會(huì)不同程度的受凍。因此,要消除冬季混凝土加防凍劑后就抗凍的錯(cuò)誤觀念。
在混凝土達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度之前不得拆除保溫措施,達(dá)到臨界強(qiáng)度后,如對(duì)混凝土拆除保溫措施,應(yīng)將混凝土表面用塑料布包裹,防止混凝土失水強(qiáng)度降低(梁板結(jié)構(gòu)表面覆蓋塑料布;柱表面包裹塑料布;基礎(chǔ)盡早回填土;剪力墻建議帶模越冬)。
對(duì)于高層建筑的冬期施工,應(yīng)注意地面與高空風(fēng)速的差異,如地面風(fēng)力為2m/s,30m高空處的風(fēng)力為6m/s,此時(shí),高空的風(fēng)力比地面提高了兩級(jí)。施工單位一定要注意這種差異,應(yīng)特別對(duì)框架、剪力墻采取保溫措施,對(duì)板面結(jié)構(gòu)采取保溫保濕措施。施工單位還應(yīng)特別注意模板和保溫材料的透風(fēng)系數(shù)對(duì)混凝土質(zhì)量的影響,防止混凝土發(fā)生凍害。
大多數(shù)人認(rèn)為初冬、初春溫度高,混凝土不宜發(fā)生凍害,其實(shí)不然,初春、初冬晝夜溫差大,白天氣溫在10℃左右,晚上極有可能降到0℃以下,混凝土發(fā)生凍融的次數(shù)比嚴(yán)冬要多,對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土受凍的程度可能更嚴(yán)重。混凝土臨界強(qiáng)度應(yīng)在12MPa以上,才可以受凍5次以上的凍融循環(huán)。因此,更應(yīng)該注意早期覆蓋,保持混凝土有較長時(shí)間的預(yù)養(yǎng)期。
保溫材料覆蓋要壓實(shí)、嚴(yán)密,大風(fēng)天應(yīng)檢查保溫覆蓋情況,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修復(fù)。當(dāng)氣溫低于5℃時(shí),嚴(yán)禁在混凝土表面灑水養(yǎng)護(hù)。
(1)混凝土頂板養(yǎng)護(hù)
頂板混凝土養(yǎng)護(hù)采用覆蓋保溫措施,在頂板混凝土澆筑過程中保溫措施及時(shí)跟進(jìn),采用塑料薄膜及棉被進(jìn)行覆蓋保溫。當(dāng)環(huán)境溫度不低于-5℃時(shí),頂板混凝土澆筑后先覆蓋一層薄膜,再覆蓋一層棉被,并用篷布覆蓋。當(dāng)環(huán)境溫度低于-5℃時(shí),頂板混凝土澆筑后先覆蓋一層薄膜,薄膜上覆蓋二層棉被,并用篷布進(jìn)行覆蓋嚴(yán)密。
(2)墻體
墻體的模板暫不拆除,直接利用木模板進(jìn)行墻體混凝土的養(yǎng)護(hù)。并且在流水段的端頭敞口位置掛設(shè)篷布,減少熱量及水分散失。同時(shí)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間內(nèi)的溫度監(jiān)測(cè),當(dāng)溫度低于10℃時(shí),采用電暖氣進(jìn)行加熱,保證溫度達(dá)到養(yǎng)護(hù)要求。
(3)柱
柱的混凝土在模板拆除前利用模板進(jìn)行養(yǎng)護(hù),當(dāng)模板拆除后,在柱的四周裹一層塑料薄膜,再在塑料薄膜外包裹棉被絮進(jìn)行養(yǎng)護(hù),以減少熱量和水分的散失。塑料薄膜、棉被絮之間搭接200mm,在四角部位的保溫層厚度增加為兩倍。
(三)冬期混凝土施工測(cè)溫工作
(1)測(cè)溫范圍
冬期施工的測(cè)溫范圍:大氣溫度,混凝土出罐溫度,混凝土入模溫度,混凝土入模后初始溫度和養(yǎng)護(hù)溫度等。
(2)測(cè)溫點(diǎn)布置
測(cè)溫點(diǎn)布置選在溫度變化較大、容易散失熱量、構(gòu)件易遭凍結(jié)的部位?,F(xiàn)澆混凝土梁、板、圈梁的測(cè)溫點(diǎn):梁每10米1個(gè),每跨至少1個(gè),圈梁每5米1個(gè),中板每50㎡1個(gè),現(xiàn)澆混凝土柱在柱頭和柱腳各設(shè)測(cè)溫點(diǎn)1個(gè);現(xiàn)澆構(gòu)造柱,每根柱上、下端各設(shè)1個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。
(3)測(cè)溫方法和要求
大氣測(cè)溫采用在施工區(qū)域懸掛水銀溫度計(jì),通過觀測(cè)水銀溫度計(jì)進(jìn)行溫度記錄。考慮到盾構(gòu)接收井主體結(jié)構(gòu)采用滿堂支架施工,水銀測(cè)溫孔布設(shè)操作困難,混凝土測(cè)溫采用紅外線測(cè)溫儀進(jìn)行溫度測(cè)試,并記入測(cè)溫記錄表,測(cè)溫完畢后用保溫材料按原樣覆蓋好。現(xiàn)場測(cè)溫安排詳見下表:
現(xiàn)場測(cè)溫安排
序號(hào) | 測(cè)溫項(xiàng)目 | 測(cè)溫條件 | 測(cè)溫次數(shù) | 測(cè)溫時(shí)間 |
1 | 混凝土養(yǎng)護(hù)溫度 | 4.5Mpa前 | 晝夜12次 | 每2h一次(根據(jù)混凝土澆筑時(shí)間) |
2 | 混凝土養(yǎng)護(hù)溫度 | 4.5Mpa后 | 晝夜4次 | 每6h一次(根據(jù)混凝土澆筑時(shí)間) |
3 | 大氣溫度 | 晝夜4次 | 2:00/8:00/14:00/20:00各一次 | |
4 | 混凝土出運(yùn)輸車溫度;混凝土入模溫度; | 每晝夜3次 每班2次 | 7:00、15:00、21:00各一次; 上下午開盤各一次 |
現(xiàn)場測(cè)溫結(jié)束時(shí)間:混凝土超過抗凍臨界強(qiáng)度6MPa,養(yǎng)護(hù)時(shí)間達(dá)到7d,且拆模后混凝土表面溫度與環(huán)境溫差不大于15℃,混凝土的降溫速度不超過5℃/h,以上條件同時(shí)達(dá)到時(shí),現(xiàn)場方可停止測(cè)溫。
(四)混凝土拆模
(1)冬施期間,混凝土拆模時(shí)間應(yīng)比常規(guī)條件下晚10~12小時(shí),并及時(shí)用塑料薄膜進(jìn)行保濕、棉被保溫養(yǎng)護(hù),大棚薄膜覆蓋防風(fēng)保溫,確?;炷翉?qiáng)度在混凝土溫度降至0℃前,達(dá)到臨界強(qiáng)度?;炷猎缙趶?qiáng)度計(jì)算:為保證冬期施工期間混凝土的施工質(zhì)量和合理加快施工進(jìn)度,必須按如下要求計(jì)算好混凝土的早期強(qiáng)度,作為養(yǎng)護(hù)和拆模的依據(jù)。
(2)冬期施工混凝土早期強(qiáng)度計(jì)算方法(在300≤M≤1700范圍采用線性估算法,和采用規(guī)范要求的指數(shù)計(jì)算法結(jié)果相一致,可滿足臨界強(qiáng)度的計(jì)算要求)。
R=K(M-200)
式中:R--混凝土在成熟度M時(shí)的強(qiáng)度(單位MPa)
K--經(jīng)驗(yàn)系數(shù),根據(jù)攪拌站所用的水泥(普通硅酸鹽水泥)及混凝土的強(qiáng)度等級(jí)確定,C25時(shí),K=0.0085;C30時(shí),K=0.01。
M--混凝土的成熟度,M=Σ(T+10)?t,其中T為混凝土在?t時(shí)間間隔內(nèi)的平均硬化溫度,?t為溫度為T的時(shí)間,M值應(yīng)根據(jù)實(shí)際的測(cè)溫記錄進(jìn)行計(jì)算。
(3)墻模的拆除時(shí)間控制:應(yīng)在混凝土達(dá)到臨界強(qiáng)度以上時(shí)拆模,根據(jù)M值估算R值,并以同條件試塊的試壓強(qiáng)度作為檢驗(yàn)?;炷翂w結(jié)構(gòu)采用木膠合板,模板加工時(shí)已考慮冬期施工保溫的加固,保證混凝土的初凝溫度。在混凝土溫度降到5℃,養(yǎng)護(hù)時(shí)間達(dá)到7d且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的85%時(shí)方可拆除模板。梁板拆模時(shí),混凝土一定要達(dá)到設(shè)計(jì)的拆模強(qiáng)度(一般為80%)。大于8米的梁拆模時(shí),混凝土強(qiáng)度要達(dá)到100%。強(qiáng)度由同條件養(yǎng)護(hù)混凝土試塊的強(qiáng)度值來確定。
(4)頂板模板的拆除時(shí)間控制:頂板混凝土強(qiáng)度需達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%,方可拆除并頂好支撐,以同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度為準(zhǔn)。
(5)模板和保溫層在混凝土達(dá)到要求后方可拆除,拆模時(shí)混凝土溫度和環(huán)境溫度差大于20℃時(shí),拆模后的混凝土必須及時(shí)用塑料薄膜、棉被及大棚薄膜(并注意保持保溫材料的干燥),使其緩慢冷卻。嚴(yán)禁澆水養(yǎng)護(hù)。
(6)拆模后立即進(jìn)行模板清理,清理干凈模板的雜物,嚴(yán)禁用水沖洗模板。
(五)同條件試件及標(biāo)養(yǎng)試件
混凝土試件的取樣、制備依照GB/T50081《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》與GB/T50080《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行執(zhí)行?;炷翝仓┕がF(xiàn)場冬應(yīng)留置與混凝土工程結(jié)構(gòu)同樣覆蓋、保溫養(yǎng)護(hù)的同條件混凝土試件,以便檢驗(yàn)混凝土受凍前抗壓強(qiáng)度及后期各齡期的強(qiáng)度。
標(biāo)準(zhǔn)試件制備后,應(yīng)采取保溫措施控制室內(nèi)溫度為20±5℃的環(huán)境中,靜置一晝夜至二晝夜,然后編號(hào)、拆模,防止試件受凍,影響試件強(qiáng)度的增長,進(jìn)而影響后期的強(qiáng)度評(píng)定應(yīng)。試件拆模后立即放入溫度為20±2℃、相對(duì)濕度為95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中進(jìn)行養(yǎng)護(hù),然后根據(jù)齡期檢驗(yàn)強(qiáng)度。
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