关键词:混凝土;冬季施工;技术措施
一、混凝土冬季施工的特点
1.1施工条件及环境因素的不利
由于冬季施工条件及环境因素的不利影响,冬季是工程质量事故的多发季节,尤以混凝土工程居多。
1.2质量事故的发生具有隐蔽性、滞后性
虽然工程是冬季施工,但是质量问题却大多数在春季才开始暴露出来,因而给事故处理带来很大的难度,轻者进行修补,重者重来,不仅给工程带来损失,而且影响工程的使用寿命。因此,混凝土冬季施工中质量事故的发生具有隐蔽性、滞后性。
1.3时间性强
混凝土冬季施工的计划性和准备工作时间性强。混凝土质量事故的发生,通常是由于准备工作的时间短、技术要求复杂、仓促施工造成的。
二、混凝土工程冬季施工常用措施和方法
2.1加热原材料
冬季施工优先选用活性高、水化热大的硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥。混凝土在拌制前,先对水及粗细骨料进行加热,对于强度等级小于42.5级普通硅酸盐水泥,水的温度适宜在80℃,粗细骨料的适宜温度为60℃,强度等级大于42.5级的普通硅酸盐水泥,水和粗细骨料的适宜温度分别为60℃和40℃。另外,在加热前要进行热工计算,以确定材料需要加热的温度。在加热粗细骨料时可以采取蒸汽管、通电加热等多种方法,但切勿用明火直接对材料进行加热。
2.2混凝土保温
(1)混凝土运输过程的保温
混凝土运输要保证混凝土不离析、塑性不丧失。在冬季运输时,一方面要对运输机具进行棉罩包裹或者利用运输车的废气进行加热。另一方面,要合理安排运输路线,选择运距短且耗时少的路线,早整个运送过程中,控制温度损失不超过6℃。
(2)混凝土浇筑过程的保温
首先,在浇筑前,清除模板和钢筋上的冰雪和污垢,尽量加快混凝土的浇筑速度,防止热量消耗过多。混凝土振捣成型后立即覆盖,严格控制入模温度不低于5℃。
第二,加强混凝土的振捣,以提高混凝土的密实度,当采用机械振捣时,相应的时间要较常温相比有所增加。
第三,分层浇筑时,已浇筑层的混凝土温度在未被上一层混凝土覆盖前,其混凝土温度不得小于按热工计算的温度,且不小于2℃。
第四,对于采取加热养护的结构,鉴于加热温度过高会在混凝土内部产生温度应力,因此为了消除结构内的这种温度应力,在得到设计单位同意后,需要在温度应力较小处(结构跨中部位)设置混凝土施工缝。
2.3蓄热法施工
蓄热法施工简单,成本较低且容易保证施工质量。该方法的原理就是利用原材料加热的热量和水泥水化反应所产生的热量,再辅助适当的保温材料进行覆盖保温,延缓混凝土的冷却速度,确保混凝土的强度不小于混凝土受冻临界强度值。它适用于当室外最低温度不低于-15℃的情况如我国中部地区,以及表面系数不大于15m-1的结构如基坑的混凝土浇筑。
在采用蓄热法施工时,若混凝土强度值不小于混凝土受冻临界的要求,则可以采取以下措施:
(1)提高水或者粗细骨料的加热温度(在规定范围内),以提高混凝土的热量;
(2)更换或者加厚保温材料,降低混凝土散热速度,以提高混凝土的平均养护温度;
(3)掺加一些具有早强、防冻性能的外加剂;
(4)在浇筑后短时加热,并延长其冷却至0℃的时间;
2.4掺加外加剂法
由于负温条件下,混凝土拌合物中的水要结冰,一方面冰晶应力会使混凝土内部产生裂纹,另一方面也会是水泥的水化作用延缓或者陷入休眠状态,这时需要掺入一定量的外加剂,保证混凝土能继续进行水化作用且不产生裂纹,这就是掺加外加剂方法的原理。其实质就是借助外加剂的化学特性,降低混凝土的液相冰点。
(1)氯化钠
作为早强、抗冻性能的外加剂之一的氯化钠具有防冻效果好、成本廉价的优点,但由于它会因此钢筋的锈蚀以及降低混凝土的耐久性,在施工中很少单独使用。
(2)复合防冻外加剂
复合防冻剂由减水剂、引气剂、早强剂等组成。配置复合防冻剂时不仅要考虑施工气温条件,满足最低气温混凝土不受冻,而且要考虑水泥、粗细骨料的特性,以保证满足混凝土强度、抗冻、抗腐蚀的要求。以溶液形式供应复合剂时,复合剂不能有沉淀、悬浮物或者絮凝物,因此在配置过程应要搅拌均匀,如果出现结晶或沉淀等现象,则分别进行配置并分别搅拌。鉴于掺入后会使拌合水浓度增加,水泥化学反应减慢,使混凝土力学性能受到影响,不同程度地使混凝土配比改变,因此掺加剂防冻剂在使用前要进行综合的计算和试验研究。
2.5蒸汽加热法
该方法是利用蒸汽泠凝时释放出的热量养护新浇筑的混凝土结构,使其迅速达到受冻临界强度。考虑到后期强度损失,在使用蒸汽加热法时,宜针对选用矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土。值得注意的是,对于整体式结构采用蒸汽加热法养护时,要对温度应力进行验算,以防止加热温度过高导致结构产生裂纹。
2.6电热法
电热法顾名思义就是利用电流通过电阻丝所发出的热量对混凝土进行养护,一种将电能转化为热能的方法。在实际施工中,可以根据需要将电热器制成各种形状以满足不同结构部位的加热养护。值得注意的时,采用电热法养护混凝土只适宜加热养护至设计强度50%,如果超过这个温度,养护效果将不明显,而且会造成电能过度消耗而增加成本。
三、混凝土冬季施工的质量通病及其预防措施
3.1混凝土表面起灰
所谓表面起灰是以砂浆和粗骨料相脱离,表面起灰,粗骨料裸露为特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大,离析、泌水严重,粘聚性、保水性差,加上养护温度低,水泥水化趋于停止,混凝土水分迅速外离,导致表面起灰。
预防措施:严格控制水灰比,延长混凝土混合物搅拌时间,表面覆盖塑料薄膜保水。
3.2结晶腐蚀
混凝土硬化后,某种外加剂溶液通过毛细管的作用渗到混凝土表面,从而使混凝土表面的水分逐渐蒸干,此种情况还将影响混凝土与饰面层的结合。
预防措施:(1)适当控制外加剂的用量。(2)外加剂充分溶解后适当延长搅拌时间。(3)混凝土浇灌后,立即在其表面覆盖1~2层薄膜塑料。
3.3钢筋的锈蚀与混凝土裂缝
由于钢筋的氧化锈蚀产生体积膨胀,致使混凝土沿主筋或箍筋方向产生裂缝。其次,水泥的安定性不良,混凝土的水灰比太大,早期强度低,失水太快也会引起开裂。
预防措施:(1)严格控制氯盐的掺入量。(2)限制定量的氯盐掺入时应充分溶解或搅拌均匀,以防止偏折引起局部钢筋锈蚀。(3)控制水泥质量和混凝土混合物水灰比,增大其密度性,防止水分转移,均能有效地防止混凝土的裂缝产生。
结束语:
总之,建筑工程冬季施工已经屡见不鲜,最重要的是运用先进的技术,保证工程的质量。然而,冬季混凝土施工技术直接影响建筑工程质量和成本。在实际施工中应结合工程的气候环境、工程结构状况、工期紧迫程度等因素,采取相应的施工技术对策,才能有效地应对冬季施工问题,保证工程施工进度及工程质量。
参考文献:
[1]朱文华.建筑工程冬季施工的常见问题及施工技术初探[J].科技风,2010,(16)
[2]李辉.浅谈提高混凝土施工质量的几项技术措施[J].黑龙江科技信息,2011,(14)