混凝土施工早期受冻防治技术.pdf
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1、第 3 2卷第 2期 2 0 1 1年 4月 华北水利水电学院学报 J o ur na l o f No Ah Ch i n a I n s t i t u t e o f W a t e r Co ns e r v a nc y a nd Hy d r o e l e c t r i c Po we r V0 I 3 2 No 2 Ap r 2 01 1 文章 编 号 : 1 0 0 25 6 3 4( 2 0 1 1 ) 0 20 0 6 40 3 混凝土施工早期受冻防治技术 费成效 , 毕守一 , 黄百顺 ( 1 河 海 大 学 , 江 苏 南 京 2 1 0 0 9 8 ;2 合肥 工
2、 业 大 学 , 安 徽 合 肥 2 3 1 6 0 3 ) 摘 要: 低温早期 受冻 引起 的混凝土结构破坏严重 , 混凝土强度无法 达到设计 的强度要求 对低温季节里混凝 土受 冻破坏机理进行 了分析 , 强调了混凝 土早期防冻 的必要性 , 并提出了有效 的防冻措施 关键 词: 低温季节 ; 混凝 土 ; 受冻模式 ; 防冻措施 ; 治淮工程 低 温一般 出现 在冬 春 两 季 , 我 国大 部分 地 区正 值枯水季节 , 是水利工程冬修以及度汛工程施工 的 黄金季节 但对于低温环境下混凝土施工技术 , 很多 施工 管理人 员对 其 了解 和 掌握 不 够 , 有 的还存 在 误 区,
3、采取一些不当措施 , 造成混凝土强度损失很大, 导致 质量事故 1 低温季节混凝土施工原理 1 1 低 温季 节施工气 温标 准 日平均气温连续 5 d稳定在 5 0 C以下或最低气温 连续 5 d稳定在 一 3 c I = 以下时, 应按低温季节施工 值 得 注 意 的是 , 料堆 内部温 度 比外 界气 温 变化 滞后 入冬 时 , 外 界 温度 虽 降 至结 冰 温度 , 但 料堆 内 部仍 比外界 气温 高 ; 入 春转暖后 , 料堆 温度变化滞 后 处在负 温 因此 , 在入 冬 和冬末 2个 时期 的同一气 温 下 , 需 采取不 同的应 对措 施 1 2混凝土 早期受 冻损 害的
4、机理 混凝 土受 冻破坏 主要是 因水分 冻结后体 积增大 产 生压力 引起 的 , 混 凝 土 硬化 期 间水 分 在混 凝 土 内 部重新分布, 凝结成冰聚体 , 造成极为严重的物理损 害 冷却从混凝土表面逐渐扩展至混凝土的芯部 气 温达 到负 温时 , 水凝 结成 冰 , 部分冰 晶从 水泥颗粒 中 脱离 , 破坏 水泥水 化 所 形 成 的结 晶骨 架 ; 此外 , 水 分 移动 并 以冰 膜 的形式 包 裹 在粗 骨 料及 钢 筋 的表 面 , 并 在 毛细作 用下逐 渐 加 厚 会 逐 步 减弱 内部各 组分 问 的粘 结力 , 降低混凝 土粘聚力 , 当混凝 土为密实级 配时 ,
5、 冰膜 的形 成更快 , 最终完全破 坏 了水 泥砂 浆与 粗 骨料 、 钢 筋间粘 结力 当混 凝土 融化时 , 冰膜 、 冰聚 体亦随之 消失 , 混 凝土 内部会 形成 空隙 , 混凝 土的密 实性 及耐久 性降低 这种 受冻 破 坏主要 是 由水 分转 移 引起 的 , 而缓 慢受 冻又 为水分转 移提供便 利条 件 , 因此 , 在 一 5 下冻结 的强 度损失 比在 一2 0下冻 结 的还要 大 2防冻措施 的选择 混凝土防冻措施分为 3类: 混凝土养护期间 不加热的方法, 即蓄热法 、 掺化学外加剂法; 养护 期 间加热 的方法 , 即电极 加 热法 、 电器 加热 法 、 感应
6、 加热法 、 蒸 汽加热 法 和 暖棚法 ; 综 合方 法 , 即综 合 上述 2类方 法 , 如 在蓄 热 法 基 础 上掺 加 外 加剂 ( 早 强剂或防冻剂 ) 或进行短时加热等综 合措施 从低 碳节 能和 降低 成本 的角度 考 虑 , 应 优 先选 用不 加 热 的施 工方法或 综合方 法 因此 , 蓄热法 因经济适用 而 得到广 泛应用 下面 以治 淮 重点 工 程荆 山湖退 洪 闸工程为例 介绍蓄 热法原理及 其应用 3 荆 山湖退洪 闸工程冬季混凝土施工 3 1工 程概况 荆 山湖退洪 闸工程位 于淮河 中游 荆 山湖行洪 区 内 , 当地 1 月 份平 均气 温为 1 1 o
7、 C, 为年 内最 低 , 历 收 稿 日期 : 2 0 1 1010 3 基 金项 目: 安徽省高等学校省级质量工程重点项 目( 2 0 0 8 j y x m1 7 1 ) 作者简 介: 费成效 ( 1 9 7 8 一 ) , 男, 安徽当涂人 , 讲师 , 工程师 , 硕 士研究生 , 主要从 事水利工程施 工组织与管理方面的研究 第 3 2卷第 2期 费成效 , 等 : 混凝 土施工早期受冻 防治 技术 6 5 史 极低 气温 曾达 到 一2 1 施 工 期 间 , 2 0 0 4年 1月 1 3日, 实 测最 低气 温达 到 一1 1 , 并 伴 随有 7级 以 上大 风 冬 季混
8、凝土施 工 主要包 括 : 闸 门槽二 期混 凝 土 、 排 架柱 混凝 土 、 交 通 桥 大 面积 薄 层 混 凝 土铺 装 、 混凝 土护 坡预 制块 制作 3 2混凝 土 冬季施 工 防冻措施 当气 温达 到低 温季 节施工 期气 温标 准 有关 规定 时 , 需对 正在 施工 和未 达 到 抗 冻 龄 期 的 混凝 土采 取 相应 保 温防 冻措施 a 混凝土冬季施工的基本措施 优先选用普 通硅 酸 盐水 泥 , 严 禁混 用不 同品 种 的水 泥 不 使用 洒水 养 护方 法 , 改用 表 面覆 盖 塑 料 薄 膜 和 泡 沫板 等 不 易 吸水 的材料 进行保 湿 , 防止 水分
9、 蒸发 避 免混凝 土 表 面 出现薄 冰 掺 加早 强 防冻剂 , 使混 凝 土提 前 达到防冻强度 , 避免混凝土早期受冻 在浇筑仓面 外 围搭建 防风 暖棚 , 根 据 气 温 高低 采 用 柴 火 或 蒸 汽 加热等防冻措施 适 当推迟模板拆除时间, 严禁在 温度 骤 降的 当天进 行 模 板拆 除作 业 非 承重 模 板 拆 除时 , 混凝 土强 度 必须 大 于 允 许 受 冻 的 临 界强 度 或 成熟度值 ; 承重模板的拆除应经过计算确定 b 砂 、 石骨 料 的预 加热 采用 蒸 汽针法 , 在 砂 、 石 料堆 中插入 蒸汽 管直接 进行 加热 c 混 凝 土拌制 骨料 入
10、机 温度 应高 于 5 , 水 加 热 至 4 0 6 0 , 水温不 宜超 过 6 0 c I = 搅拌 时 按照 砂 石 、 水 、 水 泥 的顺 序 依 次 进料 , 防止 出现假 凝 另外 , 搅 拌时 间延 长 3 0 s 以保证 和 易性及 流 动性 d 混凝 土输 送 及 管道 布 置 混 凝 土 搅 拌 车 输 送 熟料至 混凝 土输 送泵 , 输 送泵应 在 暖棚 内 , 保 证 出罐 温度 为 1 31 8 , 入 仓温 度在 1 0 以上 , 确 保泵 送 混凝土输送顺 畅 避免输送管道 ( 含 直、 弯接头 ) 与 冷空气 直 接 接 触 , 须 用 保 温 泡 沫 包
11、 裹 , 以 减 少 热 量 损失 e 混凝 土养 护工 艺 混凝 土浇 筑完 毕后 , 立 即在 新浇 混凝 土表 面覆 盖 塑 料 薄 膜 , 加 盖 草 帘 和 防寒 泡 沫 , 并停 止洒 水养 护作业 f 温 度测 量 温度 观测应 设 专 人负 责 , 间隔 时 间 3 h 测温 时 , 温 度计应 避 免与 冷空 气 接触 , 并 在 混 凝 土 内部 停 留 5 mi n以上 若 发现 温 度变 化异 常 , 应 立 即汇报 , 及 时采取 措施 3 3混 凝土 蓄热 养护 冷却 至 0 o C的 时 间 混 凝土 蓄热 养护 开始 至任 一时 刻 f 的温 度为 T=叼e一
12、一 e一 + m 。, ( 1 ) 该 段时 间 的平均 温度 为 = ( e 号 e + 号 一 ) + T ,( 2 ) 式 中 : t 为混 凝 土蓄 热 养护 开 始 至 任 一 时刻 的时 间 , h; T 为 混 凝 土 蓄 热 养 护 至 任 一 时 刻 t 的 平 均 温 度 , , 可取 蓄热养 护 开始 至 t 时气 象 预报 的平 均 气 温 , 若遇 大风 雪及 寒潮 降 临 , 可按 每 时或每 日平 均气 温计 算 ; 为 水 泥水 化 速 度 系数 , h ; e为 自然对 数 之底 , 可 取 e= 2 7 2; 0 , , 田为综 合 参数 当需要计 算 混凝
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