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1、 冬季混凝土工程施工方案一 基本要求1.混凝土工程的冬期施工,要從施工期間的氣溫情況工程特點和施工條件出發,在保證質量加快進度節約能源降低成本的前提下,選擇適宜的冬期施工措施2.新澆筑的混凝土如果遭凍,拌合水凍結成冰,水結成冰后的體積增加約9%,同時水泥的水化作用也停止進行在恢復正溫養護以后,會使水泥漿體中的孔隙率比正常凝結的混凝土顯著增加,從而使混凝土的各項物理力學性能全面下降如抗壓強度約損失50%,抗滲等級降低為零,混凝土與鋼筋的粘結力也有大幅度的降低因此遭受過凍害的混凝土不僅力學強度降低,而且耐久性能嚴重劣化如在施工時增加混凝土中的水泥用量提高混凝土的強度等級,雖然抗壓強度可以相應增加,2、但耐久性仍得不到改善因此從保證混凝土工程全面質量出發,在冬期施工中必須防止混凝土在硬化初期遭受凍害,并盡早獲得強度3.混凝土的溫度降至0前,其抗壓強度不得低于抗凍臨界強度抗凍臨界強度規定如下:硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制的混凝土,為設計的混凝土強度標準值的30%;礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土,為設計的混凝土強度標準值的40%,但C10及C10以下的混凝土,不得低于5.0N/mm2如施工需要提高混凝土強度等級時,應按提高后的強度等級確定4.冬期施工的混凝土,為了縮短養護時間,一般應選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,用蒸汽直接養護混凝土時,應選用礦渣硅酸鹽水泥水泥的強度等級不宜低于42.5,每立方米3、混凝土中的水泥用量不宜少于300kg,水灰比不應大于0.60并加入早強劑5.為了減少凍害,應將配合比中的用水量降低至最低限度辦法是:控制坍落度,加入減水劑,優先選用高效減水劑6.為了防止鋼筋銹蝕,在鋼筋混凝土中,氯鹽摻量不得超過水泥重量的1%(按無水狀態計算)摻氯鹽的混凝土必須振搗密實,且不宜采用蒸汽養護在下列情況下,不得在鋼筋混凝土中摻用氯鹽:(1)露天結構或經常受水淋的結構;(2)有鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結構,以及有外露鋼筋預埋件而無防護措施的結構;(3)使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲的結構;(4)預應力混凝土結構素混凝土中氯鹽摻量不得大于水泥重量的3%7.整體澆筑的結構,采用蒸汽加熱養護4、時,混凝土的升溫和降溫速度,不得超過表22-27的規定混凝土的升溫降溫速度 表22-27表面系數升溫速度(/h)降溫速度(/h)6150時,c1=4.2,c2=0;0時,c1=2.1,c2=3359.混凝土拌合物的出機溫度,可按下式計算:T1=T0-0.16(T0-Ti) (22-11)式中 T1混凝土拌合物出機溫度();Ti攪拌機棚內溫度()三 混凝土的運輸和澆筑1.冬期施工運輸混凝土拌合物,應使熱量損失盡量減少,可采取下列措施:(1)正確選擇放置攪拌機的地點,盡量縮短運距,選擇最佳的運輸路線;(2)正確選擇運輸容器的形式大小和保溫材料;(3)盡量減少裝卸次數并合理組織裝入運輸和卸出混凝土的5、工作2.混凝土在澆筑前,應清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢,裝運拌合物的容器應有保溫措施3.混凝土拌合物經運輸到澆筑時的溫度,可按下式計算:T2=T1-(tt+0.032n)(T1-Ta) (22-12)式中 T2混凝土拌合物經運輸到澆筑時溫度();tt混凝土拌合物自運輸到澆筑時的時間(h);n混凝土拌合物轉運次數;Ta混凝土拌合物運輸時環境溫度();溫度損失系數(h-1):當用混凝土攪拌車輸送時,=0.25;當用開敞式大型自卸汽車時,=0.20;當用開敞式小型自卸汽車時,=0.30;當用封閉式自卸汽車時,=0.1;當用手推車時,=0.5004.考慮模板和鋼筋的吸熱影響,混凝土澆筑成型完成時的溫度6、,可按下式計算: (22-13)式中 T3考慮模板和鋼筋吸熱影響,混凝土成型完成時的溫度();CcCfCs混凝土模板鋼筋的比熱容kJ/(kgK):混凝土取1kJ/(kgK);鋼材取0.48kJ/(kgK);mc每立方米混凝土重量(kg);mfms與每立方米混凝土相接觸的模板鋼筋重量(kg);TfTs模板鋼筋的溫度,未預熱者可采用當時的環境氣溫()【例】設每立方米混凝土中的材料用量為:水150kg,水泥300kg,砂600kg,石1350kg材料溫度為:水70,水泥5,砂40,石-3砂含水率5%,石含水率2%攪拌棚內溫度為5混凝土拌合物用人力手推車運輸,倒運共2次,運輸和成型共歷時0.5h,當時7、氣溫-5與每立方米混凝土相接觸的鋼模板和鋼筋共重450kg,并未預熱試計算混凝土澆筑完畢后的溫度【解】混凝土拌合物的理論溫度:T0=0.9(3005+60040-13505)+4.270(150-0.05600-0.021350)+4.20.0560040-2.10.0213503-3300.0213504.2150+0.9(300+600+1350)=15.1混凝土從攪拌機中傾出時的溫度:T1=15.1-0.16(15.1-5)=13.5混凝土經運輸成型后的溫度:T2=13.5-(0.50.5+0.0322)(13.5+5)=7.7混凝土因鋼模板和鋼筋吸熱后的溫度:T3=(240017.7-8、4500.485)(24001+4500.48)=6.6混凝土澆筑完畢后的溫度為6.65.冬期不得在強凍脹性地基土上澆筑混凝土,在弱凍脹性地基土上澆筑時,基土應進行保溫,以免遭凍6.用人工加熱養護的整體式結構,其澆筑程序及施工縫的設置,應能防止產生較大的溫度應力,如混凝土的加熱溫度超過40時,可采取以下措施:(1)支承在已澆筑完畢的厚大結構上的梁,應用鋼板制成的墊板將梁與厚大結構隔開,使梁在加熱和冷卻時可以自由伸縮;(2)如梁不能按(1)所述方法進行澆筑,而在設計中又未考慮到附加溫度應力時,則梁的混凝土澆筑與加熱應分段進行,段之間的間隔長度不應小于1/8梁的跨度,也不得小于0.7m間斷處應在已9、澆筑的混凝土冷卻至15以下時,才可用混凝土填實并加熱養護;(3)與支座不做剛性連接的連接梁,應在長度不超過20m的段落上同時加熱;(4)多跨剛架的連續橫梁,如剛架支柱的高度與橫梁截面高度之比小于15時,應按(2)所規定的方法澆筑和加熱混凝土當剛架的跨度8m時,應每隔兩個跨度留出間斷處;當剛架的跨度8m時,應每隔一個跨度留出間斷處;(5)與小跨度的大型橫梁相連的高柱,應按同一高度進行混凝土的澆筑和加熱;否則在柱子之間的橫梁上留出間斷處;(6)互相平行又彼此間以剛性連接的梁(在同一柱上又與柱剛性連接的兩根吊車梁),應同時進行加熱;(7)澆筑和加熱肋形樓板時,應按(2)和(4)規定進行,在縱向和橫向10、兩個方向留在間斷處,梁與板應同時進行澆筑和加熱養護7. 澆筑裝配式結構接頭的混凝土(或砂漿),應先將結合處的表面加熱到正溫澆筑后的接頭混凝土(或砂漿)在溫度不超過45的條件下,應養護至設計要求強度,當設計無要求時,其強度不得低于設計的混凝土強度標準值的75%8. 預應力混凝土構件在進行孔道和立縫的灌漿前,澆灌部位的混凝土須經預熱,并宜采用熱的水泥漿砂漿或混凝土,澆灌后在正溫下養護到強度不低于15N/mm2四 混凝土強度估算1.在冬期施工中,需要及時了解混凝土強度的發展情況例如當采用蓄熱養護工藝時,混凝土冷卻至0前是否已達到抗凍臨界強度;當采用人工加熱養護時,在停止加熱前混凝土是否已達到預定的強11、度;當采用綜合養護時,混凝土的預養時間是否足夠等在施工現場留置同條件養護試件做抗壓強度試驗,固然可以解決一部分問題,但所做試件很難與結構物保持相同的溫度,因此代表性較差又由于模板未拆,也不能使用任何非破損方法進行測試因此,運用計算的方法對混凝土強度進行估計或預測是很有實用價值的2.用普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土,在各種養護溫度下的強度增長率分別如圖22-22圖22-22 用普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土圖22-26 用普通硅酸鹽水泥拌制并摻有防凍劑的混凝土3.當混凝土的養護溫度為一變量時,混凝土的強度可用成熟度的方法來估算其原理是:相同配合比的混凝土,在不同的溫度時間下養護,只在成熟度相等,其強度大12、致相同計算方法如下:(1)適用范圍本法適用于不摻外加劑在50以下正溫養護和摻外加劑在30以下正溫養護的混凝土,亦可用于摻防凍劑的負溫混凝土本法適用于估算混凝土強度標準值60%以內的強度值(2)前提條件使用本法估算混凝土強度,需要用實際工程使用的混凝土原材料和配合比,制作不少于5組混凝土立方體標準試件,在標準條件下養護,得出123728d的強度值使用本法同時需取得現場養護混凝土的溫度實測資料(溫度時間)(3)用計算法估算混凝土強度的步驟1)用標準養護試件17d齡期強度數據,經回歸分析擬合成下列形式曲線方程:(22-14)式中 f混凝土立方體抗壓強度(N/mm2);D混凝土養護齡期(d);ab參數13、2)根據現場的實測混凝土養護溫度資料,用式(22-15)計算混凝土已達到的等效齡期(相當于20標準養護的時間)t=TtT (22-15)式中 t等效齡期(h);T溫度為T的等效系數,按表22-30采用;tT溫度為T的持續時間(h)3)以等效齡期t代替D代入公式(22-14)可算出強度(4)用圖解法估算混凝土強度的步驟等效系數T 表22-30溫度T()等效系數T溫度T()等效系數T溫度T()等效系數T503.16281.4560.43493.07271.3950.40482.97261.3340.37472.88251.2730.35462.80241.2220.32452.71231.161014、.30442.62221.1100.27432.54211.05-10.25422.46201.00-20.23412.38190.95-30.21402.30180.91-40.20392.22170.86-50.18382.14160.81-60.16372.07150.77-70.15361.99140.73-80.14351.92130.68-90.13341.85120.64-100.12331.78110.61-110.11321.71100.57-120.11311.6590.53-130.10301.5880.50-140.10291.5270.46-150.091)根據標準養15、護試件各齡期強度數據,在坐標紙上畫出齡期-強度曲線;2)根據現場實測的混凝土養護溫度資料,計算混凝土達到的等效齡期;3)根據等效齡期數值,在齡期-強度曲線上查出相應強度值,即為所求值【例】某混凝土在試驗室測得20標準養護條件下的各齡期強度值如表22-31混凝土澆筑后測得構件的溫度如表22-32試估算混凝土澆筑后38h時的強度標養試件試驗結果 表22-31標養齡期(d)1237抗壓強度(N/mm2)4.011.015.421.8測溫記錄 表22-32從澆筑起算的時間(h)02468101238溫度()1420263032364040【解】(1)當采用計算法時,根據表22-31的數據,通過回歸分析16、求得曲線方程為:(2)當采用圖解法時,將表22-31中的數據在坐標紙上繪出齡期-強度曲線,如圖22-28圖22-28 某混凝土的齡期-強度曲線(標養)(3)根據測溫記錄,計算出整個養護過程中的時間-溫度關系如表22-33并計算等效齡期養護過程的時間-溫度關系 表22-33時間間隔(h)22222226平均溫度()17232831343840等效齡期:t=20.86+21.16+21.45+21.65+21.85+22.14+262.30=78h(3.25d)(4)根據等效齡期估算混凝土強度當采用計算法時,將t值作為齡期D代入曲線方程,得:=16.0N/mm2當采用圖解法時,在圖22-28上找到17、相應的點,查得強度值為16.0N/mm24.當采用綜合蓄熱法施工時,混凝土如果在達到抗凍臨界強度值之前就撤除保溫材料,混凝土會遭受凍害;如果在達到抗凍臨界強度值之后繼續保溫,則勢必影響工程進度用以下方法可以找到混凝土澆筑后達到抗凍臨界強度的時刻(1)使用與施工混凝土相同的材料和配合比,配制混凝土并制備抗壓試件6塊,成型后立即放進20標準養護室,養護至24h時取出試壓,從試壓數據中舍棄最大和最小值,取中間4個數據計算其平均值,作為該種混凝土標養24h的強度(f1)(2)根據f1與該種混凝土的設計強度(f設)的比值,按表22-34查出該種混凝土強度0點的標養時間強度0點取值表 表22-34f1/f18、設比值(%)強度0點的標養時間(h)404(3)以標養時間(h)為橫坐標,以強度(MPa)為縱坐標,建立坐標系將強度0點的標養時間標繪在橫坐標上,再將f1標繪在24h處,做直線相連,在該直線上查到強度達到4MPa時所需的標準養護時間t0(h)(4)計算成熟度的公式如下:M= (22-16)式中 M混凝土成熟度(h);T混凝土溫度();t兩次測溫間隔時間(h)(5)將t0作為t,T為20代入公式(22-16)再除以平均差值系數0.8,所得值即為達到抗凍臨界強度的成熟度值(6)工地在實際施工時,應做好測溫記錄,根據混凝土的實際養護溫度與養護時間,按公式(22-16)計算成熟度,當達到抗凍臨界強度的19、成熟度時,即可停止保溫五 蓄熱法養護1.工藝特點將混凝土的組成材料進行加熱然后攪拌,在經過運輸振搗后仍具有一定溫度,澆筑后的混凝土周圍用保溫材料嚴密覆蓋利用這種預加的熱量和水泥的水化熱量,使混凝土緩慢冷卻,并在冷卻過程中逐漸硬化,當混凝土溫度降至0時可達到抗凍臨界強度或預期的強度要求蓄熱法具有經濟簡便節能等優點,混凝土在較低溫度下硬化,其最終強度損失小,耐久性較高,可獲得較優質量的制品但用蓄熱法施工,強度增長較慢,因此宜選用強度等級較高水化熱較大的硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥或快硬硅酸鹽水泥同時選用導熱系數小價廉耐用的保溫材料保溫層敷設后要注意防潮和防止透風,對于構件的邊棱端部和凸角要特別加強保溫20、,新澆混凝土與已硬化混凝土連接處,為避免熱量的傳導損失,必要時應采取局部加熱措施2.適用范圍當結構表面系數較小或氣溫不太低時,應優先采用蓄熱法施工蓄熱法的適用范圍大致如表22-35所示蓄熱法適用范圍 表22-35室外平均氣溫()結構表面系數57.57.5101012.512.5150蓄熱法蓄熱法蓄熱法蓄熱法-2蓄熱法蓄熱法蓄熱法綜合蓄熱法-5蓄熱法蓄熱法綜合蓄熱法綜合蓄熱法-8蓄熱法綜合蓄熱法綜合蓄熱法-10綜合蓄熱法綜合蓄熱法 注:綜合蓄熱法即在蓄熱法工藝的基礎上,在混凝土中摻入防凍劑,以延長硬化時間和提高抗凍害能力3.熱工計算蓄熱法熱工計算的依據是熱量平衡原理,即每立方米混凝土從澆筑完畢時21、的溫度下降到0的過程中,透過模板和保溫層所放出的熱量,等于混凝土預加熱量和水泥在此期間所放出的水化熱之和當施工條件(結構尺寸材料配比澆筑后的溫度和養護期間的預測氣溫)確定以后,先初步選定保溫材料的種類厚度和構造,然后計算出混凝土冷卻到0的延續時間和混凝土在此期間的平均溫度據此再用成熟度方法估算出混凝土可能獲得的強度如所得結果達不到抗凍臨界強度值或預期的強度要求,則需調整某些施工條件或修改保溫層設計,再進行計算,直至符合要求為止蓄熱法的熱工計算按以下方法進行:(1)混凝土蓄熱養護開始到任一時刻t的溫度,可按下式計算: (22-17)(2)混凝土蓄熱養護開始到任一時刻t的平均溫度,可按下式計算: 22、(22-18)其中,為綜合參數,按下式計算:式中 T混凝土蓄熱養護開始到任一時刻t的溫度();Tm混凝土蓄熱養護開始到任一時刻t的平均溫度();t混凝土蓄熱養護開始到任一時刻的時間(h);Tm,a混凝土蓄熱養護開始到任一時刻t的平均氣溫();c混凝土的質量密度(kg/m3);mce每立方米混凝土水泥用量(kg/m3);Qce水泥水化累積最終放熱量(kJ/kg);vce水泥水化速度系數(h-1);透風系數;M結構表面系數(m-1);K結構圍護層的總傳熱系數kJ/(m2hK);e自然對數底,可取e=2.72注:結構表面系數M值可按下式計算:M=A/V式中 A混凝土結構表面積(m2);v混凝土結構的23、體積(m3)結構圍護層總傳熱系數可按下式計算:di第i層圍護層厚度(m);i第i層圍護層的導熱系數W/(mK)平均氣溫Tm,a取法,可采用蓄熱養護開始至t時氣象預報的平均氣溫,亦可按每時或每日平均氣溫計算水泥水化累積最終放熱量Qce水泥水化速度系數vce及透風系數取值見表22-36和表22-37水泥水化累積最終放熱量Qce和水化速度系數vce 表22-36水泥品種及強度等級Qce(kJ/kg)vce(h-1)52.5號硅酸鹽水泥40052.5號普通硅酸鹽水泥36042.5號普通硅酸鹽水泥3300.01342.5號礦渣火山灰粉煤灰硅酸鹽水泥240透風系數 表22-37圍護層種類透風系數小風中風大24、風圍護層由易透風材料組成2.02.53.0易透風保溫材料外包不易透風材料1.51.82.0圍護層由不易透風材料組成1.31.451.6 注:小風風速vw5m/s(3)當需要計算混凝土蓄熱養護冷卻至0的時間時,可根據公式(22-17)采用逐次逼近的方法進行計算如果蓄熱養護條件滿足,且KM50時,也可按下式直接計算: (22-19)式中 t0混凝土蓄熱養護冷卻至0的時間(h)混凝土冷卻至0的時間內,其平均溫度可根據公式(22-18)取t=t0進行計算(4)混凝土蓄熱養護的有關參數,也可用圖22-29和表22-38查得各種保溫模板的傳熱系數 表22-38保溫模板構造傳熱系數K W/(m2K)鋼模板,25、區格間填以聚苯乙烯板50mm厚3.0鋼模板,區格間填以聚苯乙烯板50mm厚,外包巖棉氈30mm厚0.9鋼模板,外包毛氈三層20mm厚3.5木模板25mm厚,外包巖棉氈30mm厚1.1木模板25mm厚,外包草簾50mm厚1.0圖22-29 用普通42.5級水泥拌制的混凝土蓄熱計算圖(入模溫度:20)【例】一批鋼筋混凝土柱,斷面為300mm400mm,用普通42.5號水泥拌制,混凝土澆筑后的溫度為20,預計養護期間室外平均氣溫為-10,要求混凝土溫度降至0時達到50%的設計強度求保溫條件和構件冷卻時間平均溫度【解】先計算構件的表面系數:使用圖22-29中M=12.5的一欄在“達到設計強度的百分率”26、中找出50%的強度線與-10的氣溫線相交,在縱坐標上查得K=0.9W/(m2K),然后在K=0.9的水平線與-10氣溫線相交處分別查得冷卻時間為5d,平均溫度為10根據K值在表22-38“各種保溫模板的傳熱系數”中選用:鋼模板,在鋼模板的區格間填以聚苯乙烯板50mm厚,外包巖棉氈30mm厚但在構件的自由端應將巖棉氈加厚至100mm,構件的根部與原有混凝土連接處應局部短期加熱4.施工注意事項(1)混凝土澆筑后要在裸露的混凝土表面先用塑料薄膜等防水材料覆蓋,然后鋪設保溫材料對于端部其厚度要增大到面部的23倍(2)混凝土澆筑后應有一套嚴格的測溫制度,如發現混凝土溫度下降過快或遇寒流襲擊,應立即采取補27、加保溫層或人工加熱措施(3)采用組合鋼模板時,宜采用整裝整拆方案,并確保模板保溫效果和減少材料消耗為了便于脫模,可在混凝土強度達到1N/mm2后,使側模板輕輕脫離混凝土再合上繼續養護到拆模六負溫混凝土1.工藝特點將拌合水預先加熱,必要時砂子也加熱,使經過攪拌后的混凝土于出機時具有一定的零上溫度在拌合物中加入防凍劑,混凝土澆筑后不再加熱,僅做保護性覆蓋以防止風雪侵襲混凝土終凝前,其本身溫度即已降至0,并迅速與環境氣溫相平衡混凝土就在負溫中硬化2.適用范圍可用于零星的不易蓄熱保溫也不易采取加熱措施,并對強度增長速度要求不高的結構,如圈梁過梁挑檐雨篷地面和梁柱接頭等硬化時混凝土本身的溫度在0-10之28、間3.作用機理根據拉烏爾定律,當水中溶入了不揮發的物質后成為溶液,水的蒸汽壓下降造成溶液的冰點降低當溫度降至該溶液的冰點時,溶液中開始有冰析出,此時溶液的濃度升高,冰點相應降低,當溫度繼續下降時,溶液的冰點就更低,溫度下降至該溶液的最低共熔點時,溶液中的水才全部成固態隨溶劑晶體一道析出由于溶液具有這種性質,因此在混凝土中加入適當的防凍劑后,在一定的負溫條件下,可以使含冰率控制在10%以內,而大部分拌合水仍為液相,可以與水泥起水化反應,使混凝土的強度逐漸增長4.防凍劑的組成防凍劑通常由防凍組分早強組分和減水組分復合而成防凍組分是防凍劑的核心成分,由它來保證混凝土中液相水的存在,常用的種類見表2229、-48防凍組分 表22-48名稱化學式析出固相共熔體時附注濃度(g/100g水)溫度()食鹽NaCl30.1-21.2致銹氯化鈣CaCl242.7-55致銹亞硝酸鈉NaNO261.3-19.6硝酸鈉NaNO358.4-18.5硝酸鈣Ca(NO3)278.6-28乙酸鈉CH3COONa-17.5碳酸鉀K2CO356.5-36.5尿素(NH2)2CO78-17.6氨水NH4OH161-84甲醇CH3OH212-96早強組分用來促進水泥的硬化,常用的種類見表22-49早強組分 表22-49名稱化學式摻量占水泥(%)相對早強效果(%)f1f3f7(空白)100100100硫酸鈉Na2SO421381430、3122三乙醇胺C6H15O3N0.04147136125硫代硫酸鈉Na2S2O3214712898注:相對早強效果,均以空白標養試件為基準的標準養護下的齡期分別為137d的抗壓強度之比減水組分用來減少拌合水量,從而降低混凝土中的含冰量,提高混凝土的密實度和抗凍害能力減水組分宜選用萘系高效減水劑,如FDN防凍劑的參考配方如表22-50在選擇防凍劑配方時,可以取混凝土自澆筑之時起5晝夜內的預計平均氣溫作為硬化溫度(防凍劑的規定溫度)來選擇防凍劑配方防凍劑參考配方 表22-50水泥品種硬化溫度()配方(%)普通水泥-10亞硝酸鈉(13.4)+硫酸鈉2+FDN 0.75亞硝酸鈉(6.1)+硝酸鈉(931、.7)+硫酸鈉2+FDN 0.75尿素(7.3)+硝酸鈉(8.5)+硫酸鈉2+FDN 0.75-5亞硝酸鈉(6.9)+硫酸鈉2+FDN 0.75亞硝酸鈉(3.4)+硝酸鈉(5.7)+硫酸鈉2+FDN 0.75尿素(4.5)+硝酸鈉(5.7)+硫酸鈉2+FDN 0.750亞硝酸鈉(3.2)+硫酸鈉2+木鈣0.25尿素(4.4)+硫酸鈉2+木鈣0.25食鹽(4.4)+硫酸鈉2+木鈣0.25礦渣水泥-5亞硝酸鈉(9.0)+硫酸鈉2+FDN 0.75亞硝酸鈉(4.4)+硝酸鈉(6.6)+硫酸鈉2+FDN 0.75尿素(6.6)+硝酸鈉(6.6)+硫酸鈉2+FDN 0.750亞硝酸鈉(3.1)+硫酸鈉232、+木鈣0.25尿素(4.1)+硫酸鈉2+木鈣0.25食鹽(4.1)+硫酸鈉2+木鈣0.25注:1.配方中括號內數字為占拌合水量的百分數,其余為占水泥用量的百分數 2.食鹽配方僅用于無筋混凝土,其余均可用于鋼筋混凝土5.負溫混凝土的物理力學性能表22-51是一組負溫混凝土各項性能的試驗結果,從表中可以看出,在混凝土中加入適當的防凍劑后,雖經冷凍,其各項物理力學性能均不低于同樣配合比的空白標準養護的混凝土不加防凍劑的混凝土,即使將混凝土強度等級從C20提高到C30,經過冷凍以后,盡管抗壓強度可以達到C20的要求,但抗滲粘結力等性能仍相當低劣,彈性模量也有所下降因此在施工中單純采取提高強度等級的辦法33、,用混凝土遭凍后的殘余強度來滿足設計要求,是不能保證工程質量的負溫混凝土性能 表22-51 注:編號13,空白標準養護28d抗壓強度為21.5MPa;編號4空白標準養護28d抗壓強度為33.7MPa6.施工方法(1)負溫混凝土應優先選用42.5級或42.5級以上的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥,尤其應優先選用早強快硬水泥,嚴禁使用高鋁水泥(2)砂石材料必須清潔不得含有冰雪和凍塊,也不得含有活性骨料和能凍裂的物質(3)防凍劑應先溶解于水,配制成溶液,然后投入攪拌配制硫酸鈉溶液的水溫應保持3050,濃度不宜大于20%如溫度降低而發生結晶沉淀時,應再加熱攪拌待完全溶解后方可使用(4)防凍劑如以干粉狀態直34、接投入攪拌時,應在事先與較多量的載體(如粉煤灰)混拌均勻,方可使用如受潮結塊,應磨碎并通過0.63mm的篩后方可使用(5)負溫混凝土的坍落度,應嚴格控制在13cm之間(6)混凝土拌合物的出機溫度不宜低于10,澆筑成型后的溫度不宜低于5在有條件時,應盡量提高混凝土的溫度,并盡量延長混凝土在成型后保持正溫的時間(7)混凝土澆筑后,其裸露表面應立即用塑料薄膜覆蓋保護以防止脫水如構件的表面系數大于18,而硬化溫度又在-8以下時,構件澆筑后還須用保溫材料圍護1d,以延長其保持正溫的時間(8)摻有防凍劑的混凝土,當環境溫度降至預計溫度以下前,混凝土必須達到抗凍臨界強度:當最低氣溫不低于-10時,混凝土抗壓35、強度不得小于3.5MPa;當最低氣溫不低于-15時,混凝土抗壓強度不得小于4.0MPa;當最低氣溫不低于-20時,混凝土抗壓強度不得小于5.0MPa(9)防凍劑在使用前,應對照質量標準進行系統檢驗防凍劑的配方確定以后,在施工過程中仍要對外加劑進行抽樣檢查用于鋼筋混凝土中的外加劑,更應經常抽查其氯離子含量,某些化工產品有時含有大量氯化物,應嚴加防范以免引起鋼筋銹蝕(10)各種外加劑要分別包裝堆放,避免混淆和散失有毒物品(如亞硝酸鈉)更應加強保管,以免發生意外事故八 綜合養護法1.工藝特點在混凝土拌合物中摻有少量的防凍劑,原材料預先加熱,攪拌站和運輸工具都要適當保溫,拌合物澆筑后的溫度一般須達到136、0以上,當構件的斷面尺寸小于300mm時須達到13以上通過蓄熱保溫或短期人工加熱,使混凝土經過11.5d后才冷卻至0,此時已經終凝然后逐漸與環境氣溫相平衡,由于防凍劑的作用,混凝土在負溫中繼續硬化少量防凍劑與蓄熱保溫相結合,而不進行人工加熱的方法稱為綜合蓄熱法綜合養護法的優點是:與負溫混凝土工藝相比,防凍劑摻量可以減少,混凝土強度增長也較快與各種加熱養護工藝相比,可以節約能耗尤其當采用綜合蓄熱法時,擴大了蓄熱法的應用范圍,避免了人工加熱,有較好的技術經濟效果2.適用范圍本法適用于在日平均氣溫不低于-10或極端最低氣溫不低于-16的條件下施工綜合蓄熱法的適用范圍見表22-353.工藝參數的選擇為37、了保證綜合養護的效果,必須選擇好工藝參數其中最基本的參數是預養時間和防凍劑摻量綜合養護開始時的正溫養護過程稱為預養預養程度可以用在20恒溫條件下所經歷的時間來表示實際上混凝土在預養階段的溫度不一定等于20,也不可能保持恒定不變,此時可運用“22-5-4 混凝土強度估算”中的公式(22-15)將實際溫度變化過程換算成相當于20條件下養護的時間,即等效齡期綜合養護時的最佳預養程度如表22-52最佳預養程度 表22-52水泥品種室外平均氣溫()預養程度(20,h)普通水泥-5-101218礦渣水泥-5-101824綜合養護時混凝土中所摻防凍劑配方可參考表22-53防凍劑參考配方 表22-53室外平均38、氣溫()防凍劑摻量(占水泥重的%)-5亞硝酸鈉2+硫酸鈉2+木鈣0.25尿素1+硝酸鈉2+硫酸鈉2+木鈣0.25-10亞硝酸鈉3.5+硫酸鈉2+木鈣0.25亞硝酸鈉2+硝酸鈉2+硫酸鈉2+木鈣0.25尿素2+硝酸鈉2+硫酸鈉2+木鈣0.25*注:1.帶*的配方不適用于礦渣水泥 2.木鈣可用適量的其他減水劑取代4.工藝設計當采用綜合養護法時,必須進行工藝設計具體步驟如下:(1)預測從混凝土澆筑之日起未來6d內的平均氣溫,作為工藝設計的依據(2)選定拌制混凝土所用水泥的品種(3)參考表22-52選擇預養程度(4)根據施工條件,先暫時設定混凝土澆筑完畢時的溫度和保溫圍護層構造(5)運用公式(22-139、7)和公式(22-15)計算混凝土從澆筑完畢時起至溫度降為0時止,這段冷卻過程的等效齡期(6)如冷卻過程的等效齡期與所選預養程度相等,即可按設定的混凝土溫度與保溫構造施工如冷卻過程的等效齡期與所選預養程度不符,則須重新設定再做計算(7)如重新設定的混凝土溫度與保溫構造可以滿足預養程度的要求,即可按重新設定的參數施工如在現實條件下無法滿足要求,則必須采用人工短時加熱的辦法來達到預養程度(8)人工加熱的全過程,包括升溫恒溫和溫度降至0前的整個養護過程,也需要計算出等效齡期,其值必須與所選預養程度相等(9)參考表22-53初步選定防凍劑配方,并通過試驗予以確定例某混凝土墻體,厚度為160mm,須進行40、冬期施工,預計未來6d內日平均氣溫為-5,混凝土用普通水泥拌制,試確定采用綜合養護時的工藝參數解(1)根據條件確定預養時間為20/12h;(2)設混凝土澆筑后的溫度為10,圍護層構造為:在鋼模板外面包以巖棉被30mm厚,圍護層的傳熱系數K=3.6W/(m2K);(3)計算出混凝土冷卻至0的時間為1.8d,冷卻過程的平均溫度為3.5;(4)冷卻過程的等效齡期為:0.361.824=15h(12h)(5)選擇防凍劑配方;(6)最終結果:本工程可以采用綜合蓄熱法施工,工藝參數如下:混凝土在澆筑完畢時的溫度不小于10,在鋼模板外面包以巖棉被30mm厚,在拌合物中摻入防凍劑,初選配方為:亞硝酸鈉2%+硫41、酸鈉2%+木鈣0.25%(均占水泥重),待試驗后確定九 混凝土質量檢查1.混凝土工程的冬期施工,除按常溫施工的要求進行質量檢查外,尚應檢查以下項目:(1)外加劑的質量和摻量;(2)水和骨料的加熱溫度;(3)混凝土在出機時澆筑后和硬化過程中的溫度;(4)混凝土溫度降至0時的強度(負溫混凝土則為溫度低于外加劑規定溫度時的強度)2.水骨料及混凝土出機時的溫度,每工作班至少測量4次3.混凝土溫度的測量:(1)采用蓄熱法養護混凝土時,養護期間每晝夜測量4次;(2)負溫混凝土,強度達到抗凍臨界強度以前,每隔2h測量1次;以后每晝夜測量2次;(3)采用綜合養護的混凝土,每晝夜測量4次;(4)室外空氣溫度及周42、圍環境溫度,每晝夜測量4次4.混凝土的溫度測量,應按下列規定進行:(1)全部測溫孔點均應編號,繪制布置圖,測量結果要寫入正式記錄;(2)測溫孔點應設在有代表性的結構部位和溫度變化大易冷卻部位,測溫孔的深度一般為1015cm,或板墻厚度的1/2(3)測溫時,應將溫度計與外界氣溫做妥善隔離,可在孔口四周用保溫材料塞住,溫度計在測溫孔內應留置3min以上,方可讀數5.測量讀數時,應使視線和溫度計的水銀柱頂點保持在同一水平高度上,以避免視差讀數時,要迅速準確,勿使頭手或燈頭接近溫度計下端找到溫度計水銀柱頂點后,先讀小數,后讀大數,記錄后再復驗一次,以免誤讀6.測溫人員應同時檢查覆蓋保溫情況,并應了解結構物的澆筑日期要求溫度養護期限等若發現混凝土溫度有過高或過低現象,應立即通知有關人員,及時采取有效措施7.在混凝土施工過程中,要在澆筑地點隨機取樣制作試件,每次取樣應同時制作3組試件1組在20標準條件下養護至28d試壓,得強度f28;1組與構件在同條件下養護,在混凝土溫度降至0時(負溫混凝土為溫度降至防凍劑的規定溫度以下時)試壓,用以檢查混凝土是否達到抗凍臨界強度;1組與構件在同條件下養護至14d,然后轉入20標準條件下繼續養護21d,在總齡期為35d時試壓,得強度f14+21如果f14+21f28,則可證明混凝土未遭凍害,可以將f28作為強度評定的依據