浅谈混凝土冬季施工的质量控制及技术措施.doc

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浅谈混凝土冬季施工的质量控制及技术措施  
2010-06-19 08:47:01|  分类： 工程技术 |  标签： |字号大中小 订阅

宁亚瑜
（盘锦职业技术学院，辽宁盘锦  124010）

摘  要：本文针对建筑工程冬季混凝土施工的基本要求、原材料的选用、混凝土的拌制、混凝土的运输和浇筑、混凝土冬季施工的养护法之一:蓄热养护法、混凝土工程施工过程中质量控制进行探讨。
关键词：混凝土；冬季施工；技术措施；质量控制
中图分类号：TU755.8       文献标识码：A       文章编号：1671-8089（2010）03-0130-03
   工程概况：2008年某单位的实训实验楼的工程施工，该建筑为框架结构，楼层六层，高度23.6m，建筑面积4950m2，本工程2008年8月开工，2009.年7月竣工。由于开工比较晚，其四、五、六层及屋面部分主体工程按施工进度进入冬季施工，为了顺利完成施工任务，项目部制定了严密的冬季施工方案，经监理方、建设方审核确认后，在施工中严格执行，圆满地完成了施工任务，结合施工中的一点体会谈谈冬季施工中混凝土的质量控制措施和效果。
    一、施工准备阶段的质量控制
1、编制符合实际情况的冬季施工方案
2、施工前，组织技术员、资料员、试验员、质检员进行培训，认真学习冬施规程，研究本工程冬季施工方案，严格按照规程、规范、方案组织冬期施工。
3、原材料准备：根据冬季施工方案对施工中的原材料进行一定的储备，以免因天气情况影响材料进场，同时根据冬季施工方案对原材料质量进行严格控制。
4、根据气温情况、运输距离、材料加热方法和温度及混凝土入模温度，计算混凝土出机温度，然后根据出机温度对混凝土拌合物温度进行控制。
5、计算所需的保温材料，并精心准备。
   二、施工过程中的质量控制
（一）原材料的选用
1、水泥:本工程使用辽宁营口西炮台牌水泥PO，标号为42.5，其3 d抗压强度21.0 MPa, 28 d抗压强度50.9 Mpa。水泥使用前一、两天置于暖房内预热，不能过早，同时注意保持水泥周围环境干燥。
2、砂子:细度模数为2. 5，含泥量为2.2%，泥块含量为0.6%。
3、石子:粒径5～25mm的碎石,含泥量为0.7 %。泥块含量为0.2%。严格控制砂、石的含泥量，不能含有冰块、雪团以及易冻裂的物质。
4、早强减水剂: 混凝土中加入早强减水剂1‰-‰3（根据实际温度和实验配比），并对混凝土拌合物的坍落度等工作性能进行观察和抽检，严格控制坍落度。
（二）混凝土的拌制。
水泥、掺合料、外加剂都在使用前运入暖棚进行自然预热，为了提高混凝土保证率，施工中使用自来水，并将其加热到温度不高于60℃—80℃。
本工程混凝土采用搅拌站现场搅拌，通过搭设拌合暖棚和内设煤炉升温的措施提高材料环境温度，搅拌时，如环境气温低于5℃，搅拌混凝土前，可以用热水冲洗搅拌机鼓筒。
投料按照水、砂石料、外加剂→掺合料→水泥顺序，先让热水与砂石料接触，达到加热骨料的作用，待搅拌一段时间后、水温降到40℃左右时，再投入水泥继续搅拌。为了保证拌合物的充分混合，要将拌合时间延长到常温时的1.5倍。要保证混凝土出机温度不小于10℃、混凝土的入模温度不得低于5℃。
如果按上述做法热量仍然不够可以再加热干砂和石子，现场一般采用铁板加热，有条件的可采用蒸汽加热，但应注意蒸汽所含的水量应从拌合加水量中扣除。                      
（三）混凝土的运输和浇筑。
冬季混凝土浇筑尽量安排在上午，因为此时的大气温度逐渐上升，与出机温差相对较小，减少温度散失，对混凝土早期正常养护非常有利。为了减少运输过程中的热量散失，混凝土运输车外包裹保温措施，并尽可能缩短运输时间和距离。
混凝土浇筑前，先清理模板（尽量避免使用铁模板）和钢筋上的冰雪和污垢。在施工操作上，冬季施工混凝土应该采用机械振捣，振捣时间应比常温时有所增加、振捣时不留死角，保证混凝土能充分填满模板的各个角落，尽可能提高混凝土的密实程度。分层浇筑混凝土时，已浇筑层在未被上一层的混凝土覆盖前，不应低于计算的温度，也不得低于2℃。
（四）混凝土的养护与拆模。冬季混凝土的养护方法有多种，但笔者根据施工经验只谈一下本工程采用的方法—蓄热法。
1、适用范围：当结构表面系数较小或气温不太低时，应优先选用蓄热法施工，蓄热法的范围大致如下图所示：
                        蓄热法的适用范围
结构表面
室      系数
外平
均气温（℃）

5—7.5

7.5—10

10—12.5

12.5—15
0
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

2、工艺特点：将混凝土的组成材料进行加热后搅拌，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、节能等优点，混凝土最终强度损失小、耐久性较好。但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。
本工程中，混凝土浇筑振捣成型后立即采取保温措施，保温材料不宜直接覆盖在刚浇筑完毕的混凝土层上，可先覆盖塑料薄膜，上部再覆草袋、麻袋等保温材料，保温材料的铺设厚度为：一般情况下0℃以上铺一层；0℃以下铺两层或三层，并用脚手板压严，柱子采取用草袋包裹和绑固的方法。设专人认真检查，遇有大风天气，留专职值班人员多次检查保温、覆盖情况，如破坏及时修复。
严格控制拆模条件。拆模应尽量控制在白天，在大幅度降温时不宜拆模，模板和保温层在混凝土达到要求强度并冷却到5℃后方可拆除，拆模后的混凝土应临时覆盖，防止混凝土表面水分快速蒸发，使其缓慢冷却。
（五）施工测温。
1、在整个工地上选取了3轴、8轴、13轴三个具有代表性的位置，将测温孔编号，绘制出测温孔位置图，在各预埋孔上插上标志测孔位置的小旗。
2、由专人按照“测温安排表”进行测温工作，测温时先拔出插孔上的小旗，将温度计插入测温孔内至孔底部，用海棉条堵严孔口，测温计在孔内不得少于3分钟，测温后覆盖保温材料，并把小旗插在测孔内，并用棉丝将测孔堵住，防止进入杂质，引起洞口堵塞。对浇筑混凝土完毕后的前3天每2小时测量一次，以后每昼夜测量4次，每次测量采集7:00、13:00、19:00、1:00等4个时间点大气环境的温度和混凝土的温度。
（六）施工检查。
1、施工日志及报验单应详细记述当天所进行的施工部位、人员材料情况、设备运行状态等施工事宜，尤其记录当天的天气情况及工程测量、覆盖保温、防风等状况，并填写记录，作好技术档案的归档工作。
2、我项目工地为实验员提供一切便利条件。在浇筑现场设专职人员随浇筑随取样制作试块，试块的留置符合规范规定并与结构在同条件下养护，养护龄期按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002中要求进行。
三、效果分析
1、温度数据统计分析。该工程在施工过程中室外平均-2℃，夜间最低温度-10℃，由于采取了充分的保温措施，工程测温显示养护期间混凝土的温度能达到4℃—7℃，符合本工程混凝土的施工质量要求。
2、同等条件试块养护分析。在整个施工过程中，根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002要求，对混凝土结构工程中的各混凝土强度等级，均留置了同条件养护试件，经实验室检验、统计、分析结果如下：
16组C25混凝土试件强度情况
序号
混凝土抗压强度fcc（MPa）
序号
混凝土抗压强度fcc（MPa）
序号
混凝土抗压强度fcc（MPa）
1
29.3
7
32.8
13
32.3
2
28.2
8
29.6
14
30.1
3
29.3
9
31.6
15
29.5
4
30.5
10
28.5
16
27.8
5
28.2
11
33.5

6
27.6
12
31.6

18组C30混凝土试件强度情况
序号
混凝土抗压强度fcc（MPa）
序号
混凝土抗压强度fcc（MPa）
序号
混凝土抗压强度fcc（MPa）
1
35.5
7
39.6
13
38.0
2
34.5
8
33.8
14
39.5
3
35.6
9
38.4
15
39.1
4
36.3
10
39.2
16
38.4
5
35.2
11
35.4
17
38.3
6
38.5
12
33.8
18
34.5
混凝土强度统计汇总表
强度等级
抗压强度平均值mfcu（MPa）
抗压强度标准差sfcu（MPa）
同批抗压强度最小值fcu,min（MPa）
mfcu-λ1sfcu（MPa）
0.9fcu,k（MPa）
λ2fcu,k（MPa）
C25
30.0
1.85
27.6
26.9
22.5
21.25
C30
36.9
2.09
33.8
33.5
27.0
25.5
注：①计算标准差时，C25和C30的0.06 fcu,k分别为1.5 MPa和1.8 MPa；②根据《混凝土强度检验评定标准》GBJ107-1987，λ1取1.65λ2取0.85。

由上表可见，2个等级的混凝土强度都能同时满足mfcu-λ1sfcu≥0.9fcu,k和fcu,min≥λ2fcu,k的要求，即判定该批的混凝土强

度合格。

   3、现场采用回弹仪检测混凝土强度。根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T23-2001进行检测，采用山东乐陵ZC3-A混凝土回弹仪对C30的不同龄期的10根构件共计100个测区进行现场强度检验，构件混凝土强度平均值mfccu为39.3 MPa，构件混凝土强度标准差Sfccu为2.32MPa 混凝土强度推定值fcu,e为35.5MPa。
    由以上效果分析可以看出，通过以上冬季混凝土施工质量的控制，能够满足混凝土质量要求。
四、结论
    通过以上的工程实例，得出冬季混凝土的施工要点如下：
1、严格控制原材料的质量，调整配合比，减少用水量，控制坍落度，以提高早期强度，避免早期冻害。
2、严格控制混凝土的材料温度、出机和入模温度。
3、加强养护，根据施工时的气温和现场的实际情况采取有效的保温措施。
4、尽量缩短运输时间和距离，加强搅拌、加强浇筑和振捣的施工工艺和速度，尽量减少热量损失。
5、合理布置测温点，做好测温工作，掌握混凝土温度变化情况，为科学养护提供依据。