關(guān)于冬季施工中砼施工技術(shù)的分析

胡榮川

【摘 要】本文結(jié)合作者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)砼的配制和攪拌、砼的運(yùn)輸和澆筑、砼的試塊留置等多個(gè)方面進(jìn)行探討，并為了防止砼在受凍時(shí)不被破壞，而提出了多種養(yǎng)護(hù)方式。供同行參考。

【關(guān)鍵詞】養(yǎng)護(hù)；置留；攪拌

養(yǎng)護(hù)溫度對(duì)砼強(qiáng)度的形成有很大影響。只有正常養(yǎng)護(hù)，砼的強(qiáng)度才會(huì)不斷增長(zhǎng)，如果隨著溫度的增高，使其增長(zhǎng)的速度加快負(fù)溫使砼遭受凍結(jié)，砼的強(qiáng)度也會(huì)停止增長(zhǎng)。

砼如果在遭受凍結(jié)的時(shí)候具備抵抗張應(yīng)力的強(qiáng)度，內(nèi)部也不會(huì)被破壞，這時(shí)的強(qiáng)度被稱(chēng)之為“臨界強(qiáng)度”。 我國(guó)現(xiàn)行施工規(guī)范規(guī)定，當(dāng)砼采用普通硅酸鹽水泥配制時(shí)，其臨界強(qiáng)度為砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%，當(dāng)采用礦渣硅酸水泥配制砼時(shí) ，其臨界強(qiáng)度為砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%。

為保證砼在受凍前達(dá)到臨界強(qiáng)度，必須在如下幾方面采取技術(shù)措施。

1.砼的配制和攪拌

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《JGJ 104-97 建筑工程冬期施工規(guī)程》，應(yīng)選擇水泥號(hào)不低于32.5的硅酸鹽水泥和普通水泥。每立方米用量不少于300kg，水灰比不大于0.6 ，規(guī)定水泥用量及標(biāo)號(hào)是滿(mǎn)足砼攪拌中水化反應(yīng)放出足夠的熱量，使砼的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，在水泥反應(yīng)停止時(shí)達(dá)到臨界強(qiáng)度，以抵抗凍脹破壞，水灰比如果過(guò)大，游離水將過(guò)多，砼的強(qiáng)度將要降低，砂、石必須清潔，不得含冰雪等凍結(jié)物，所加熱的材料中，優(yōu)先加熱水，因?yàn)榧訜崴钪苯臃奖悖浯问巧昂褪?，水泥保存在正溫環(huán)境中，水加熱的最高溫度不能超過(guò)80℃，砂、石子不能超過(guò)60℃，砼投料攪拌時(shí)間應(yīng)注意投料順序?yàn)榉乐顾喑霈F(xiàn)假凝現(xiàn)象，應(yīng)使水、砂和石子攪拌一定時(shí)間或加入水泥，砼的攪拌時(shí)間應(yīng)較正溫下延長(zhǎng)50%以使攪拌合物攪拌均勻整體溫度一致，細(xì)小凍塊破碎，攪拌機(jī)棚應(yīng)加以圍護(hù)防止熱量散失，并具保證攪拌棚為正溫，設(shè)置專(zhuān)人進(jìn)行測(cè)溫并做記錄。

2.砼的運(yùn)輸和澆筑

砼拌合物自出機(jī)到澆筑時(shí)間控制在1.5-2h。同時(shí)也要加強(qiáng)運(yùn)輸工具的保溫覆蓋，防止砼熱量散失和表面的凍結(jié)砼的離析。砼的運(yùn)輸過(guò)程是熱損失的關(guān)鍵階段，砼的入模溫度除與拌合物的出機(jī)溫度有關(guān)外，主要取決于運(yùn)輸過(guò)程中的保溫情況，運(yùn)距短，運(yùn)速快，倒運(yùn)次數(shù)少，熱損失就少，入模溫度同出灌溫度的差就小。我國(guó)現(xiàn)行冬季施工規(guī)范規(guī)定的砼的出灌溫度不低于10℃，砼的入模不低于5℃。砼的出灌溫度通過(guò)熱工計(jì)算可以確定，計(jì)算公式省略。計(jì)算結(jié)果表明：當(dāng)環(huán)境溫度-15℃ t10℃時(shí)，只加水和砂子不能滿(mǎn)足砼的出灌溫度，只有將石子加熱至℃ 或改變攪拌機(jī)棚的溫度在10℃左右，才能保證砼的出灌溫度，砼從出灌至入模成型時(shí)間在五分鐘，倒運(yùn)次數(shù)為二次，室外環(huán)境溫度為15℃時(shí)，環(huán)境溫度對(duì)砼的溫度影響較小，只降低了約3℃，這就證明，運(yùn)距短，周轉(zhuǎn)次數(shù)少，是保證砼入模溫度的關(guān)鍵控制點(diǎn)。同時(shí)砂、石、水的熱溫度及攪拌機(jī)棚溫度對(duì)砼的出灌溫度起決定性作用，也應(yīng)被作為控制點(diǎn)進(jìn)行檢查。砼在澆筑前應(yīng)清除模板及鋼筋上的冰雪，采取防風(fēng)、防凍措施，澆筑時(shí)要連續(xù)澆筑，振搗密。不宜留置施工縫，要保證結(jié)構(gòu)的密實(shí)性和整體性。在澆筑大體積砼時(shí)，由于冬期施工內(nèi)外溫差較大，砼的表面易出現(xiàn)裂縫，應(yīng)采取措施預(yù)防，首先選用水化熱低的水泥，如礦渣水泥，粉煤灰水泥，減少水泥的用量，降低澆筑的速度，分層進(jìn)行澆筑，在砼外部做暖棚等方法，將溫差減少，上述方法的前提是保證砼達(dá)到臨界強(qiáng)度的條件下，采取措施防止砼溫度裂縫出現(xiàn)。

3.養(yǎng)護(hù)和測(cè)溫

3.1 蓄熱法：澆筑砼后，防止熱量流失的太快，利用砼構(gòu)件內(nèi)部?jī)?chǔ)存的熱量，采用合適的保溫材料將其覆蓋，是為了保證砼的養(yǎng)護(hù)溫度在正溫的條件下達(dá)到臨界強(qiáng)度的一種養(yǎng)護(hù)方式。該方法造作簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)適用，不需要外加熱源及一些輔助設(shè)施，保溫材料價(jià)格便宜，導(dǎo)熱系數(shù)小，如草簾、爐渣、鋸末等。缺點(diǎn)：由于砼構(gòu)件內(nèi)部?jī)?chǔ)存的熱量有限，同時(shí)保溫材料的保溫能力有也有一定的局限性，該方法只適用于氣溫不低于-10℃的情況，并且構(gòu)件的表面系數(shù)M<12°的砼工程上。

M=F/V F-砼外露面積 V-砼的體積

為解決蓄熱法的不足之處，可采取一些措施，采用高標(biāo)號(hào)的水化熱高的水泥，采用化學(xué)外加劑，以加速砼的強(qiáng)度增長(zhǎng)和降低砼的凍結(jié)溫度，如早強(qiáng)劑等，蓄熱法和外部加熱法相結(jié)合使用的方法。

3.2蒸氣加熱法：當(dāng)日平均氣溫很低、蓄熱法難以滿(mǎn)足要求時(shí)，且砼的表面系數(shù)較大，可以利用蒸氣養(yǎng)護(hù)砼，從而在很短的時(shí)間內(nèi)能夠獲得較高的強(qiáng)度或達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)。此種方法適用與施工現(xiàn)場(chǎng)附近有蒸氣管道可以利用的特殊情況，如果現(xiàn)場(chǎng)設(shè)小鍋爐產(chǎn)生蒸氣養(yǎng)生，需要耗費(fèi)很多燃料 ，成本較高，養(yǎng)護(hù)時(shí)還需防止砼出現(xiàn)脫水和產(chǎn)生裂縫，宜選取用礦渣水泥和火山灰水泥，以防止蒸氣養(yǎng)護(hù)砼由于養(yǎng)護(hù)溫度過(guò)高而引起的砼后期強(qiáng)度低的現(xiàn)象，施工現(xiàn)場(chǎng)除非工期較緊張外，可不采用此種方法，預(yù)制構(gòu)件廠(chǎng)家使用較多。

3.3電熱法：這種方法的優(yōu)點(diǎn)施工簡(jiǎn)單，操作方便。是利用低電流通過(guò)砼產(chǎn)生熱量進(jìn)行家人的養(yǎng)護(hù)方法，由于用電費(fèi)高，也加大施工成本，所以這種方法也受到限制。

3.4外加劑法施工：按水泥的重量的百分比在

使砼免受凍害，將砼中加入適量的化學(xué)物質(zhì)，可以使砼的水化作用在負(fù)溫環(huán)境中繼續(xù)進(jìn)行一抗冰作用，使砼早期強(qiáng)度迅速增長(zhǎng)一早強(qiáng)作用，使砼的用水量減少一減少作用，在滿(mǎn)足冬季施工的條件下，簡(jiǎn)化了施工操作規(guī)程，降低了工程造價(jià)。在鋼筋砼中如氯鹽類(lèi)防凍劑，要注意氯鹽對(duì)鋼筋的銹蝕作用，要檢查施工中摻量，一般不超過(guò)水泥重量的1%，氯鹽防凍劑還會(huì)增加砼的收縮，在素砼中摻量不得大于水泥量的3%，并且在下列結(jié)構(gòu)上不允許使用：⑴.在高溫、高濕環(huán)境中的結(jié)構(gòu)。⑵.處在水位升降變化部位的結(jié)構(gòu)。⑶.具有外露鋼筋，預(yù)埋件，而無(wú)防護(hù)措施的結(jié)構(gòu)。⑷.與含有酸/堿或硫酸鹽等侵蝕介質(zhì)相接觸的結(jié)構(gòu)。⑸.使用過(guò)程中經(jīng)常處于環(huán)境溫度高于60度的結(jié)構(gòu)。⑹.使用冷拉、冷拔抵碳鋼絲的結(jié)構(gòu)。⑺.薄殼、屋架、吊車(chē)梁、落錘或鍛錘基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)。⑻.電解車(chē)間或直接靠近直流電源的結(jié)構(gòu)。⑼施工中直接靠近高壓電源、發(fā)電站、變電所的結(jié)構(gòu)。⑽.預(yù)應(yīng)力鋼筋砼結(jié)構(gòu)。摻用其它類(lèi)型的防凍劑，要嚴(yán)格按照使用說(shuō)明規(guī)定使用，在負(fù)溫下使用時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格注意溫度變化，隨時(shí)調(diào)整防凍劑摻量，加強(qiáng)保溫措施，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)冬期施工經(jīng)驗(yàn)，在冬期施工砼的養(yǎng)護(hù)，多采用蓄熱法和防凍劑的施工方案，解決了砼的養(yǎng)生問(wèn)題。常用的外加劑為WN-D型防凍劑，其主要成分由防凍、早強(qiáng)，減水和防銹等成分經(jīng)配制加工而成的一種多功能復(fù)合防凍劑，其配制的砼能夠在負(fù)溫養(yǎng)護(hù)條件下進(jìn)行水化反應(yīng)，砼早期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，后期強(qiáng)度沒(méi)有損失，對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕作用，使用于各種工業(yè)與民用建筑的鋼筋砼在低溫條件下的施工。在環(huán)境溫度為-15℃≦ t≦10℃的條件下，七天砼就能達(dá)到臨界強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)以上各種冬期施工中的砼的養(yǎng)護(hù)方法分析，可以看出蓄熱法和外加劑是解決砼冬期養(yǎng)護(hù)的最佳方案。砼養(yǎng)護(hù)期間的測(cè)溫工作，常被施工單位忽略，這種的測(cè)溫是掌握砼強(qiáng)度增長(zhǎng)值能否達(dá)到臨界強(qiáng)度的一個(gè)重要手段。當(dāng)砼采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)時(shí)，從澆筑完畢開(kāi)始到砼溫度降至0℃時(shí)為止的整個(gè)過(guò)程中都要進(jìn)行溫度測(cè)量。當(dāng)砼摻用防凍劑負(fù)溫養(yǎng)護(hù)是從澆筑完開(kāi)始到砼達(dá)到達(dá)臨界強(qiáng)度值為止，整個(gè)過(guò)程都要進(jìn)行溫度測(cè)量。測(cè)溫城要在砼表面測(cè)溫孔，測(cè)溫也一般應(yīng)選擇溫度變化較大、容易散失熱量、構(gòu)件易遭受凍結(jié)的部位設(shè)置。筏片基礎(chǔ)每 20平方米設(shè)置一個(gè)，條形基礎(chǔ)每5米長(zhǎng)設(shè)備一個(gè)，孔深15厘米，應(yīng)在測(cè)孔垂直基礎(chǔ)頂面留置。砼柱一般在柱頭及柱根各設(shè)一個(gè)測(cè)孔與柱垂直面成30度傾角，孔深為柱截面的二分之一。測(cè)溫孔的直徑為十至十二毫米，測(cè)溫時(shí)孔內(nèi)放置玻璃溫度計(jì)，用棉花將周?chē)麑?shí)，放置三分鐘左右即可讀取數(shù)值。當(dāng)采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)時(shí)，在養(yǎng)護(hù)期間至少每六小時(shí)測(cè)一次，當(dāng)摻用防凍劑時(shí)，在強(qiáng)度未達(dá)到5Nmm?以前每二小時(shí)測(cè)定一次，以后每六小時(shí)測(cè)一次，養(yǎng)護(hù)周?chē)h(huán)境溫度每晝夜測(cè)量四次。測(cè)溫工作必須由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，定時(shí)進(jìn)行測(cè)量并做好測(cè)溫記錄。

4.砼的試塊留置

每工作班攪拌試塊，除正常溫度施工應(yīng)留置的試塊外，按照常規(guī)，另外應(yīng)增加兩組同條件試塊，分別用檢驗(yàn)受凍前砼的臨界強(qiáng)度和轉(zhuǎn)入常溫養(yǎng)護(hù)28天的砼強(qiáng)度，這個(gè)規(guī)定是由冬期施工的特殊條件決定的，常溫施工時(shí)砼的質(zhì)量檢查現(xiàn)場(chǎng)取樣做試塊，在標(biāo)養(yǎng)箱中養(yǎng)護(hù)28天后試壓，所得到數(shù)值做為平定砼強(qiáng)度的代表值，在冬季施工中，對(duì)砼質(zhì)量影響最大的凍脹破壞，砼受凍后不僅是力學(xué)強(qiáng)度降低而且其耐久性也會(huì)嚴(yán)重削弱，只有設(shè)置與砼工程同條件的二組試塊，才能發(fā)應(yīng)砼的實(shí)際質(zhì)量狀況，其中一組用于檢查砼的臨界強(qiáng)度，另一組用于轉(zhuǎn)入常溫后在標(biāo)養(yǎng)箱中養(yǎng)護(hù)28天后試壓，所取得的強(qiáng)度值反映砼能否達(dá)到實(shí)際強(qiáng)度值。如果f凍+28標(biāo)≧f28 就可以判定砼未遭凍害影響，f28標(biāo)合格，可以做為砼的強(qiáng)度代表值，進(jìn)行合格性判定.如果f凍+28標(biāo)

5.結(jié)束語(yǔ)

總之，我們應(yīng)綜合考慮各種因素，有效的控制砼的質(zhì)量，以確保整個(gè)工程質(zhì)量。從材料的溫度、規(guī)格、數(shù)量、運(yùn)輸、養(yǎng)護(hù)、測(cè)量、試塊的留置等各個(gè)環(huán)境進(jìn)行控制。