大體積混凝土冬季施工技術(shù)應(yīng)用
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摘要:現(xiàn)階段大型工程建設(shè)周期長(zhǎng)、跨度大，需在冬季寒冷環(huán)境中進(jìn)行施工?；炷磷鳛橹饕ㄔO(shè)材料，其冬季施工質(zhì)量直接關(guān)系到工程整體質(zhì)量，一旦施工不當(dāng)，極有可能造成安全事故與質(zhì)量隱患。本文中筆者以大體積混凝土為切入點(diǎn)，詳細(xì)分析冬季寒冷環(huán)境施工中需要注意的問(wèn)題，并給出具體的技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，能夠有效提高混凝土的施工質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:大體積混凝土;冬季施工;應(yīng)用要點(diǎn)
隨著國(guó)內(nèi)土建行業(yè)的迅速發(fā)展與各種新型材料的不斷應(yīng)用，混凝土因其優(yōu)點(diǎn)在目前的工程領(lǐng)域中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但同時(shí)也具有一定的局限性。寧夏屬于寒冷地區(qū)，最冷月平均氣溫－8.1℃，冬季施工期長(zhǎng)達(dá)4個(gè)月，某大型火電廠不可避免在冬季寒冷環(huán)境下施工，其中重要的設(shè)備基礎(chǔ)大多屬于大體積混凝土范疇。冬季澆筑的混凝土塊體，養(yǎng)護(hù)措施不利時(shí)，頂面可能早期受凍，在澆筑上一層混凝土?xí)r，下面的受凍混凝土處理不徹底，也能形成受凍夾層，因此混凝土的耐久性受到嚴(yán)重?fù)p害。大體積混凝土在混凝土施工技術(shù)規(guī)范中有著嚴(yán)格的溫度要求，而如何控制冬季大體積混凝土施工質(zhì)量一直困擾著各參建單位。大體積混凝土冬季施工時(shí)需做好施工準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格控制混凝土施工各環(huán)節(jié)質(zhì)量，針對(duì)常見(jiàn)技術(shù)質(zhì)量問(wèn)題應(yīng)采取預(yù)防措施。
1大體積混凝土施工概述
1．1施工特點(diǎn)分析
大體積混凝土結(jié)構(gòu)指的是混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體最小尺寸不小于1m的大體量混凝土，受到其本身大體積因素的影響，只有通過(guò)控制施工質(zhì)量才能保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的提高。大體積混凝土施工前，應(yīng)對(duì)澆筑體的溫度、溫度應(yīng)力及收縮應(yīng)力進(jìn)行試算，并確定溫升峰值、里表溫差及降溫速率的控制指標(biāo)，制定相應(yīng)的溫控技術(shù)措施。盡量選擇整體分層或推移式連續(xù)澆筑模式，控制好澆筑溫度，盡快排出水化熱，確保澆筑質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。避免澆筑裂縫出現(xiàn)的主要措施是做好大體積混凝土氧化，避免出現(xiàn)裂縫與變形。
1．2凍融損傷原理
(1)新拌混凝土凍融損傷。冬季新攪拌的混凝土含水量高、強(qiáng)度偏低及孔隙率高，很容易出現(xiàn)凍融損傷情況。當(dāng)混凝土表面溫度冷卻后，冷流向結(jié)構(gòu)內(nèi)部延伸，在深處逐漸凍結(jié)，破壞混凝土材料的結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度，直接對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成損傷。(2)成熟混凝土凍融損傷。造成成熟混凝土凍融損傷的主要有內(nèi)應(yīng)力與靜壓力兩種原因。(3)骨料凍融損傷。骨料一旦出現(xiàn)凍融損傷直接造成混凝土結(jié)構(gòu)破裂，冬季施工中需要保證骨料質(zhì)量。當(dāng)骨料顆粒達(dá)到一定程度，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)將會(huì)出現(xiàn)改變，因此在冬季環(huán)境中選擇骨料時(shí)，應(yīng)該選擇吸水性能差、滲透性弱及空隙小的顆粒。
2大體積混凝土冬季施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)
該部分筆者從多角度展開(kāi)論述，如何提高大體積混凝土冬季施工技術(shù)質(zhì)量，筆者將其歸納總結(jié)如下。
2．1原材料質(zhì)量控制
水泥的選擇，水泥選用普通硅酸鹽水泥，注意其中摻合材料對(duì)混凝土抗凍、抗?jié)B性能的影響;骨料的選擇，粗細(xì)骨料放置于防風(fēng)、防雨的棚內(nèi)，保證骨料清潔，不得含有冰雪凍結(jié)物及易凍裂的礦物物質(zhì)。粗細(xì)骨料拌合前置于暖棚內(nèi)，暖棚內(nèi)溫度不低于5℃;外加劑的選擇，在冬期施工期間，選用具有防凍性能復(fù)合減水劑，其各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)均應(yīng)滿足行業(yè)技術(shù)要求。嚴(yán)禁使用含氯鹽類(lèi)防凍劑，嚴(yán)禁施工單位在施工現(xiàn)場(chǎng)自行將減水劑與防凍劑混合使用。同時(shí)注意冬季施工混凝土配合比，在整個(gè)冬期施工期間，由于外界環(huán)境溫度較低，根據(jù)施工環(huán)境條件選擇合理的冬期施工配合比，可采取適當(dāng)降低混凝土水膠比;摻加有利于混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展的摻合料(如適當(dāng)降低粉煤灰，增加礦粉摻量)，使用復(fù)合型防凍減水劑等技術(shù)措施。
2．2施工前準(zhǔn)備工作要點(diǎn)
冬季大體積混凝土施工前需要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，制定完善的技術(shù)方案，包括施工技術(shù)、進(jìn)度安排及質(zhì)量控制措施等，完成實(shí)地勘察任務(wù)后制定施工技術(shù)計(jì)劃方案，遵循科學(xué)合理、安全有效及經(jīng)濟(jì)合理等基本原則。施工前按照技術(shù)要求做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，根據(jù)工程實(shí)際要求驗(yàn)算模板和支架系統(tǒng)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，準(zhǔn)備相應(yīng)的保溫材料、測(cè)溫計(jì)及其他必須的設(shè)備，確保施工可以順利開(kāi)展。
2．3施工中技術(shù)控制要點(diǎn)
(1)攪拌環(huán)節(jié)。攪拌環(huán)節(jié)技術(shù)質(zhì)量控制要從原材料入手，確保骨料清潔，其中不存在冬雪、冰塊及易凍結(jié)物質(zhì)等。混凝土原材料加熱宜采用加熱水的方法，水泥不得直接加熱，散裝水泥可導(dǎo)入水泥罐存放。如果選擇含有鈉離子、鉀離子的外加劑，就不能選擇活性骨料。盡量選擇在0℃以上的環(huán)境中進(jìn)行篩選，用塑料紙將篩選后的骨料包好，通過(guò)用油布進(jìn)行覆蓋，避免出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象。如果已將防凍劑添加在混凝土中，那就避免使用高鋁材料;當(dāng)需要在混凝土中摻雜不同的外加劑時(shí)，粉狀的外加劑可以均勻撒在水泥表面。若是液體外加劑，根據(jù)施工要求規(guī)范將其配置成所需溶液。外加劑不能混合盛放，而是按照不同種類(lèi)放置在不同的容器中，同時(shí)做好標(biāo)注避免混淆;最后就是嚴(yán)格控制水灰比，按照最低限度標(biāo)準(zhǔn)控制水分，盡量消除不必要的水分。除此之外，如果外界溫度維持在0℃以上，可以根據(jù)實(shí)際需求與規(guī)范將一定數(shù)量的早強(qiáng)劑加入其中。(2)運(yùn)輸環(huán)節(jié)。遵循就近原則選擇合適的混凝土攪拌場(chǎng)地，盡量將攪拌場(chǎng)地選在施工場(chǎng)地附近，可降低運(yùn)輸所需時(shí)間，避免材料出現(xiàn)大量熱量損失，根據(jù)需要選擇合適的運(yùn)輸容器。根據(jù)熱工計(jì)算確定混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中的保溫材料，清理干凈施工中使用的運(yùn)輸車(chē)、輸送泵及管道，同時(shí)做好加溫處理，比如管道采用棉氈包裹或熱水加溫等。確保運(yùn)輸通暢，避免混凝土長(zhǎng)時(shí)間暴露于寒冷空氣中，出現(xiàn)凍結(jié)情況。(3)澆筑環(huán)節(jié)?；炷翝仓翱梢圆扇”匾姆篮Ｅ胧?，將存在于鋼筋與模板上的冰雪和污垢清理干凈，特別是新老混凝土梁柱交接處部位，應(yīng)重點(diǎn)清理。澆筑時(shí)，混凝土入模溫度不宜低于5℃。若采用分層澆筑方式，應(yīng)縮短間歇時(shí)間，層間最長(zhǎng)的初凝時(shí)間不應(yīng)大于混凝土的初凝時(shí)間，并且后一道混凝土覆蓋前須保證前一道澆筑層表面溫度，通常不應(yīng)低于2℃;如果是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，則需要預(yù)熱處理澆筑部位后方能進(jìn)行灌漿，同時(shí)灌漿應(yīng)用加熱后的砂漿、混凝土及水泥漿等。采用蓄熱法、暖棚法、加熱法等施工的混凝土，澆筑完成后，需養(yǎng)護(hù)直到混凝土強(qiáng)度不小于設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)值的30%為止。
2．4養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)
澆筑工作完成后，需要將混凝土內(nèi)外溫差控制在臨界點(diǎn)范圍內(nèi)，必須采取措施提高外界大氣溫度、降低混凝土表面溫度的下降速度。當(dāng)室外氣溫不低于－15℃時(shí)，養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)持續(xù)至混凝土強(qiáng)度達(dá)到4.0MPa。保證混凝土保溫材料的干燥性，一般選擇棉被、麻袋等保溫材料。養(yǎng)護(hù)時(shí)直接將保溫材料覆蓋在剛澆筑的混凝土表面是不可取的。正確的做法是將一層塑料薄膜覆蓋在混凝土表面，再將棉被或麻袋覆蓋在塑料薄膜上。一般根據(jù)室外溫度確定保溫材料的鋪設(shè)厚度，當(dāng)溫度＜0℃時(shí)需增加一兩層，當(dāng)溫度≥0℃時(shí)則只需鋪設(shè)一層。必要時(shí)，可搭設(shè)擋風(fēng)保溫棚?；炷琉B(yǎng)護(hù)過(guò)程中須密切監(jiān)視內(nèi)部溫度變化，養(yǎng)護(hù)人員溫度測(cè)量時(shí)可以利用溫度測(cè)定儀，將銅熱傳感器設(shè)備安裝在混凝土內(nèi)部已知位置，利用溫度測(cè)定儀監(jiān)測(cè)混凝土溫度，并記錄混凝土不同部位的溫度變化。當(dāng)實(shí)測(cè)結(jié)果不滿足溫控指標(biāo)的要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整保溫養(yǎng)護(hù)措施。
3結(jié)語(yǔ)
總而言之，大體積混凝土冬季施工技術(shù)質(zhì)量控制難度較大，施工中很容易出現(xiàn)凍害或裂縫等質(zhì)量問(wèn)題。實(shí)際施工中從前期開(kāi)始準(zhǔn)備，嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)質(zhì)量，同時(shí)須采取有效措施控制提高大體積混凝土的施工質(zhì)量。本文中筆者以自身經(jīng)驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，多角度、多方面給出可行性措施，確保冬季寒冷環(huán)境下大體積混凝土的施工質(zhì)量。
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作者：王雷 單位：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)