高寒冷地區(qū)負(fù)溫砼施工技術(shù)研究

唐洪應(yīng)

摘要：隨著建筑業(yè)的發(fā)展，我國混凝土施工技術(shù)取得了重大突破。然而，高寒冷地區(qū)負(fù)溫情況下，混凝土施工仍舊存在許多難題。為了保證高寒冷地區(qū)負(fù)溫情況下的砼施工質(zhì)量，必須要采取先進(jìn)的施工技術(shù)，確保施工質(zhì)量。本文結(jié)合筆者多年施工經(jīng)驗(yàn)，闡述了高寒冷地區(qū)負(fù)溫砼施工的質(zhì)量控制方法和施工技術(shù)，以供同仁參考。

關(guān)鍵詞：高寒冷；負(fù)溫；混凝土；施工技術(shù)

Abstract: With the development of the construction of concrete construction technology has made a major breakthrough. However, in the case of the high cold regions of negative temperature, the concrete construction still exist many problems. In order to guarantee the quality of concrete construction in the case of the high cold regions of negative temperature, must be taken to the advanced construction techniques to ensure construction quality. In this paper, the author many years of construction experience on the high cold regions of negative temperature control of the quality of the concrete construction methods and construction technology, for my colleagues' reference.

Key words: cold; negative temperature; concrete; construction technology

中圖分類號(hào)： TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）

引言：近年來我國公路、橋梁、高層建筑等蓬勃發(fā)展，有些工程由于工期的需要,必須采用冬季施工措施，特別是在我國高寒冷地區(qū)，由于工期的制約，許多工程的混凝土冬季施工是難以避免的。當(dāng)環(huán)境溫度為負(fù)溫時(shí)，為了保證混凝土的施工質(zhì)量，必須要采用適當(dāng)?shù)氖┕し椒ǎ苊庑聺不炷猎缙诮?，使外露混凝土與冬季氣溫保持較小溫差，避免由于混凝土施工的質(zhì)量問題，進(jìn)而影響整個(gè)建筑工程的施工質(zhì)量。

概述

所謂負(fù)溫砼施工，就是指在室外氣溫較，一般指－5℃～－20℃的情況下，在砼中摻加防凍劑（復(fù)合防凍劑），并將其與經(jīng)加熱的砼原材料一起攪拌，在澆筑成型之后，在裸露的砼表面做簡單的保溫覆蓋，以使砼在負(fù)溫養(yǎng)護(hù)期硬化，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到一定強(qiáng)度的砼施工方法。

在砼中摻加防凍劑（復(fù)合防凍劑）主要是為了使砼內(nèi)的水泥在負(fù)溫下不斷進(jìn)行水化反應(yīng)，使砼達(dá)到早期強(qiáng)度并在負(fù)溫下免遭凍害。

混凝土早期凍害

總的來說，混凝土的凝結(jié)硬化以及強(qiáng)度的形成是水泥水化反應(yīng)的結(jié)果，這已過程要靠水和溫度是這兩個(gè)必要條件來完成。在混凝土強(qiáng)度發(fā)展初期，內(nèi)部孔隙中含有大量的游離水，當(dāng)溫度降到-2℃～-4℃時(shí)，游離水開始結(jié)冰導(dǎo)致混凝土體積增大約9%，并在其內(nèi)部產(chǎn)生冰晶應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致強(qiáng)度較低的混凝土內(nèi)部產(chǎn)生裂縫和孔隙，損害了混凝土與鋼筋的粘結(jié)力，降低了混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。如果混凝土在養(yǎng)護(hù)初期遭受凍害，當(dāng)氣溫恢復(fù)后，即使正溫養(yǎng)護(hù)到一定齡期，也難以達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，這就是混凝土的早期凍害。

一般情況下，我們可以采取兩種方法防止混凝土早期凍害的發(fā)生，即早期強(qiáng)度措施和使用防凍劑來降低冰點(diǎn)溫度。

使用防凍劑，降低冰點(diǎn)溫度。改種方法主要是為了保證混凝土在負(fù)溫下也不受凍，一般情況下，可以在混凝土中加入具有增強(qiáng)、減水、防凍功能，且能滿足泵送要求的復(fù)合型防凍劑，這種方法能夠有效減少拌合物的用水量，降低凍害程度，增加混凝土的密實(shí)度，而且能有效降低水的冰點(diǎn)，使水泥保持水化作用的條件。所謂早期增強(qiáng)措施，主要是指提高混凝土早期強(qiáng)度，使新澆筑的混凝土盡快達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度，一般可以采用提高設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)、摻加早期劑或早強(qiáng)型減水劑、使用早強(qiáng)水泥以及早期保溫蓄熱等。

負(fù)溫砼施工技術(shù)

在高寒冷地區(qū)，為了保證混凝土施工質(zhì)量，必須要采取有效措施，防止混凝土質(zhì)量問題。一般來說，要采取以下施工技術(shù)措施：

原材料的加熱

在混凝土施工過程中，需要根據(jù)不同的環(huán)境溫度對(duì)原材料進(jìn)行加熱處理。在氣溫低于－5℃的情況下，一般要對(duì)拌和水進(jìn)行加熱，在施工之前，要事先根據(jù)預(yù)拌砼出罐、現(xiàn)場拌制砼出機(jī)溫度經(jīng)過熱工計(jì)算來科學(xué)確定拌和水的加熱溫度，通常應(yīng)該控制在80℃以內(nèi)。如果氣溫低于－10℃，在對(duì)拌合水進(jìn)行加熱的同時(shí)，也要對(duì)骨料進(jìn)行加熱處理，但是也必須要注意控制好溫度，不得灼燒骨料，一般加熱溫度要小于65℃。一般也可采用蒸汽對(duì)骨料進(jìn)行加熱，不得對(duì)水泥及粉狀防凍劑進(jìn)行加熱處理。負(fù)溫砼施工所選用的水泥應(yīng)優(yōu)先選擇使用強(qiáng)度等級(jí)大于32.5級(jí)的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥，進(jìn)而為砼提供較大的水化熱和較高的早期強(qiáng)度，以便于砼后期強(qiáng)度的增長。

摻加防凍劑（復(fù)合防凍劑）

一般來說，成品防凍劑（復(fù)合防凍劑）有溶液以及粉狀兩種，進(jìn)行混凝土施工宜應(yīng)優(yōu)先選擇使用粉狀產(chǎn)品。如果受潮先將結(jié)塊破碎并進(jìn)行過篩，隨后嚴(yán)格按配合比計(jì)量準(zhǔn)確后摻在水泥面上再與骨料進(jìn)行攪拌并要保證均勻。在施工中，如果選用的是溶液產(chǎn)品，事先必須按溶液的濃度以及施工配合比的實(shí)際要求，經(jīng)過嚴(yán)密的計(jì)算確定用量之后摻入拌和水中再與砼混合物攪拌均勻。

三）砼攪拌

通常情況下，要根據(jù)砼澆注后五天內(nèi)預(yù)報(bào)出現(xiàn)的最低氣溫來確定防凍劑（復(fù)合防凍劑）的品種，且防凍劑的摻量必須要通過試驗(yàn)來確定，在進(jìn)行攪拌時(shí)必須要嚴(yán)格計(jì)量。如果是自動(dòng)計(jì)量，則要事先校驗(yàn)計(jì)量設(shè)備。

其次，必須要嚴(yán)格控制砼的水灰比，凡由骨料及防凍劑溶液帶入的水分，必須在事前計(jì)算清楚，且要將其從拌和水中予以扣除。在對(duì)砼進(jìn)行攪拌前，應(yīng)用熱水或蒸汽沖洗攪拌機(jī)，砼攪拌的時(shí)間應(yīng)較常溫時(shí)延長50％。在攪拌過程中，如果拌和水的溫度超過65℃，則先要放入骨料和熱水，知道攪拌水溫降到40℃左右時(shí)，再加入水泥和防凍劑（復(fù)合防凍劑）攪拌至規(guī)定時(shí)間，以確保水泥不“假凝”，并且保證砼形成良好的和易性且拌和物溫度均勻，有助于澆注成型后砼強(qiáng)度的發(fā)展和增長。

一般情況下，砼出罐（機(jī)）溫度不得低于15℃（嚴(yán)寒地區(qū)）或10℃（寒冷地區(qū)），砼的入模溫度不得低于10℃（嚴(yán)寒地區(qū)）或5℃（寒冷地區(qū)），以保證砼澆注成型后有一段正溫養(yǎng)護(hù)期，便于砼早期強(qiáng)度的增長，及早達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度，避免遭受低溫凍害的損傷。

除此之外混凝土的攪拌要根據(jù)拌和水、骨料的加熱情況合理控制好投料程序，一般情況下，攪拌時(shí)間不得少于常溫時(shí)間的1.5倍。

四）混凝土的運(yùn)輸和澆筑

在施工過程中，應(yīng)保證混凝土攪拌場地盡量靠近施工地點(diǎn)，從而切實(shí)減少材料運(yùn)輸過程中的熱量損失，并且要正確選擇運(yùn)輸用的容器，保證形狀、大小、保溫措施等符合高寒冷地區(qū)負(fù)溫砼的施工質(zhì)量要求。

在進(jìn)行混凝土澆筑之前，首先要清除模板、鋼筋上以及新老混凝土交接處的冰雪及垃圾等雜物，并且要充分了解混凝土中摻入抗凍劑的性能，并做好相應(yīng)的防凍保暖措施。

在分層澆筑混凝土過程中，應(yīng)該采取措施保證已澆筑層在未被上一層的混凝土覆蓋前的溫度不低于計(jì)算規(guī)定的溫度，也不得低于2℃。對(duì)于重點(diǎn)工程或上部結(jié)構(gòu)要連續(xù)施工的工程，混凝土應(yīng)采取有效欲控措施,以保證預(yù)期所要達(dá)到的強(qiáng)度。

預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在進(jìn)行孔道和立縫的灌漿前,澆灌部位的混凝土必須經(jīng)預(yù)熱，并且要采用加熱的水泥漿、砂漿或混凝土。在澆灌之后，保證正溫下養(yǎng)護(hù)到強(qiáng)度不低于15Mpa。

除此之外，要在現(xiàn)場留設(shè)同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試塊作為拆模依據(jù)。在整個(gè)施工過程中，還必須要掌握好氣溫動(dòng)態(tài)，從而使?jié)仓炷習(xí)r避開最低溫度，避免出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問題影響工程質(zhì)量。

五）砼的養(yǎng)護(hù)：

在混凝土澆注振搗平倉成型后，必須要立即采取措施對(duì)裸露的砼表面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，通常情況下是采用一層塑料薄膜和二層保溫材料加以覆蓋以達(dá)到保濕保溫的效果，防止砼水化熱的散失，確保砼早期強(qiáng)度增長和免遭天氣降溫的凍害影響。需要注意的是嚴(yán)禁進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。如果施工現(xiàn)場遇有大風(fēng)，必須要提前安排人員對(duì)保溫覆蓋進(jìn)行壓實(shí)加固，并且及時(shí)進(jìn)行檢查維護(hù)，防止砼表面由于風(fēng)干失水而出現(xiàn)干縮裂縫。另外，墻、柱、板等邊角屬于易受凍部位，在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)必須要覆蓋嚴(yán)實(shí)。

其次，混凝土的養(yǎng)護(hù)初期，日平均氣溫不得低于所選用的防凍劑（復(fù)合防凍劑）的規(guī)定溫度5℃，如果低于5℃，則必須要加厚保溫層數(shù)。如果混凝土的溫度降至選用防凍劑（復(fù)合防凍劑）的規(guī)定溫度時(shí)，砼的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度，即當(dāng)最低氣溫分別不低于－10℃、－15℃、－20℃時(shí)，砼的臨界抗壓強(qiáng)度應(yīng)不得小于3.5、4.0、5.0Mpa，此后砼的保溫可不考慮。

除此之外，負(fù)溫砼養(yǎng)護(hù)的最短時(shí)間通常要根據(jù)砼設(shè)計(jì)溫度（或防凍劑規(guī)定溫度）來確定。

要重視對(duì)負(fù)溫砼的測溫檢查，從而確保當(dāng)室外氣溫降至防凍劑規(guī)定溫度前檢驗(yàn)留置的砼同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度滿足抗凍臨界強(qiáng)度的要求。

六）混凝土拆模

首先，混凝土模板的拆除時(shí)間應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、自然氣溫以及砼所達(dá)到的強(qiáng)度來確定，一般緩拆為宜。其次，在進(jìn)行模板拆除時(shí)，必須要保證砼強(qiáng)度滿足抗凍要求，同時(shí)要求達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40％以上。冬期拆除模板時(shí)，砼表面溫度和自然氣溫之差不應(yīng)超過20℃。如果在拆模后，混凝土的表面溫度與周圍環(huán)境溫度之差大于20℃，在這種情況下，必須要對(duì)裸露的砼表面采取相應(yīng)的保溫覆蓋措施。

再次，在拆除模板過程中，如發(fā)現(xiàn)砼有凍害現(xiàn)象，應(yīng)暫停拆卸，經(jīng)處理后方可繼續(xù)拆卸。

最后，對(duì)于已經(jīng)拆除模板的砼構(gòu)件，必須要采取合適的保溫材料予以保護(hù)。結(jié)構(gòu)砼達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后才允許承受荷載。施工中不得超載使用，嚴(yán)禁在砼構(gòu)件上堆放過量的建筑材料或機(jī)具。

結(jié)語：

綜上所述，混凝土施工對(duì)建筑工程的施工質(zhì)量至關(guān)重要，在高寒地區(qū)負(fù)溫砼施工過程中，必須嚴(yán)格按照國家規(guī)范、規(guī)程的要求進(jìn)行，采用合理的施工技術(shù)方法保證施工質(zhì)量，有效減少混凝土裂縫等問題的發(fā)生，滿足混凝土施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在施工從各個(gè)方面加以嚴(yán)格控制，注重細(xì)節(jié)保證工程質(zhì)量。

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