時間:2022-10-12 15:53:33
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我國地域廣闊,許多地方冬天氣溫較低,使得建設工程施工比較困難,特別是混凝土構件在低溫條件下會變得更加脆弱。混凝土拌合物在澆注后逐步凝固、硬化,并達到最后的強度,主要是因為水化作用,而水化速率除了與混凝土自身成分及配合比有關,還受溫度影響較大。因此,正確認識冬季施工對混凝土的影響并制定相應的技術措施,是一個值得關注的問題。
1冬季混凝土施工的基本原則
隨著溫度的提高,水泥水化速度加快,而在溫度降至0℃后,水泥中的部分水分就會發生凍結,從液態(水)向固態(冰)轉變。此時水泥水化過程中的水分含量降低,導致水化反應變得緩慢,水泥強度的增加也變得緩慢。隨著溫度的降低,混凝土中的水分全部轉化為冰,即從液相到固相,水化過程基本結束,強度不再增加。當水變為冰時其體積增加了約9%,膨脹應力約為25kg/cm2。這種應力通常比初始強度值要高,從而導致混凝土受到不同程度的損傷(即早期凍裂),以至強度下降。在冬季,混凝土結構中水的形態變化是影響其強度生長的重要因素。試驗結果顯示,新澆注混凝土在凍融之前有一定的預養期,促進其水化。如果混凝土被凍成冰塊(也就是在普通溫度下),那么它的強度還會增加,但增加的幅度卻有所不同,預養護期較長、早期強度高的混凝土在凍害后,其后期強度基本不會下降;前期強度較低的混凝土在凍害后,其后期強度會有所下降。因此,為了加快水化反應,在凍融之前,必須給混凝土一個預熱時間,以達到最小強度,也就是所謂的臨界強度,這樣就可以達到所需的效果。關于臨界強度,各國的標準不同,我國的標準為:不少于設計強度等級的30%,同時不少于35kg/cm2。
2冬季混凝土施工準備
2.1制定科學建設方案
設計人員要對工地進行實地勘察,了解工地具體情況,再結合冬季特征和當地地形制定科學的施工方案。在保證工程進度的同時,也要考慮到冬季氣候對建筑材料的影響,以保證施工質量。
2.2提高施工人員技術水平
季節氣候不同,施工方式也不盡相同。在冬季施工時,除了要做好相應的準備工作外,還要對施工人員進行專業培訓,因為施工人員技術水平的高低直接影響著工程質量的好壞。
2.3做好施工機械的維護
冬天氣溫低,很多施工設備都會因低溫而受損,因此要加強對施工設備的管理與技術保養,適當使用防凍劑。此外,還要加強對施工設備的檢查,除了定期更換和維修機械設備外,在使用后也要進行維護,以提高設備的安全性和工作效率。
2.4加強對現場勞動者的保護
在工程開工前,要妥善解決工人的住宿問題,確保他們能有一個溫暖的工作環境,免受疾病和凍傷等。還應注意觀察施工現場的冰凍狀況,確保施工現場的運輸安全。
3冬季混凝土施工工藝
3.1原料
為了保證建筑工程混凝土的施工質量,防止混凝土受到凍傷,可添加一定量的防凍劑,一般情況下用量為3%~4%。為了保證集料干凈,不能摻雜冰和雪。在水泥選材上,宜選用P·O42.5以上的普通硅酸鹽水泥,其水灰比不得小于0.6。而在抗滲率較高的情況下,水灰比應該小于0.5。由于水化反應是放熱反應,溫度過高會使混凝土凝固速率加快,加之溫度低、時間短、體積大,所以混凝土攪拌溫度要保持在正常溫度內。
3.2攪拌
在冬季施工前,攪拌站要做好設備檢修、原材料儲備、混凝土配合比調整等各種準備工作。在砌筑工序中應保證混凝土的溫度高于0℃,攪拌水的水溫不超過80℃,以免混凝土直接接觸到高溫?;炷炼臼┕r,攪拌時間應為常溫攪拌時間的1.5倍,出料溫度應在15℃以上,進場溫度在10℃以上,且在溫度下降至指定值前,必須保證達到臨界受凍強度。為了保證混凝土在發生凍害之前達到臨界受凍強度,必須采取保溫養護等處理措施。
3.3運輸
為了解決運輸問題,應從保溫和防凍兩個方面著手。第一批混凝土運送至工地,若放置時間太久易造成凝結而無法利用,不但浪費了資源,還延遲了工期,導致成本增加,所以必須采取相應的措施。如果降溫速率高于7℃/h,則會出現局部凝固現象,若需在施工場地添加其他物料,則應先對上述物料進行保溫處理。物料、場地也要及時清理,以免出現安全隱患。在低溫條件下運送混凝土必須要有保溫措施,罐車要有保溫裝置,用50℃的水沖洗,泵管也要用棉簾包裹。為了確保罐車在最短時間內到達澆筑場地,必須做到連續、快速。在澆注前必須檢查罐車內混凝土的狀況,如有凍傷,嚴禁使用。
3.4澆筑
不得在雨雪天澆注混凝土,盡量避免結冰;如必須澆注,應保證入模溫度高于5℃;在進行混凝土澆注前應清除模板和腳手架表面的雜物和積雪,以免影響澆筑質量,同時可提高施工的安全性。在混凝土澆筑時應遵循“快布料,快振搗”的原則,防止熱損失過快,同時盡可能減小工作面。澆筑完畢后,首先要在混凝土結構上貼一層塑料布,然后再鋪上兩層棉簾,以確保墻角部位的緊實度,并由專人進行監督和管理;如遇大風,應適當加強保溫。為防止在運輸過程中熱損失過大,必須將棉被包在泵送管道外。在施工縫處澆筑混凝土時首先要將水泥膜和松散的石塊去掉,然后用濕法清洗,并保證接頭處的混凝土溫度高于2℃,然后再澆注一層強度與混凝土相同的灰漿,直到混凝土的強度達到1.2MPa以上,才能進行澆筑。
3.5維護
根據施工技術規范,在冬天氣溫較低時應采用塑料薄膜進行保溫,并在塑料薄膜上鋪一層被子,防止熱量快速流失。在雨、雪、霜凍等氣候條件下,應在被褥上再加一層彩色布條,以提高隔熱效果,降低被褥的濕度。為避免混凝土澆注后過快冷卻,必須在施工現場設置擋風設施,提高混凝土的早期強度,使混凝土達到臨界受凍強度。在混凝土結構達到臨界受凍強度后,應將其表面的隔熱層剝離。當混凝土溫度與外界氣溫相差不超過20℃時,可拆除模板,拆模后的混凝土應及時覆蓋,使其緩慢降溫[1]。
3.6強度測試
在澆筑部位用混凝土試件進行強度試驗,一組混凝土在規范養護狀態下進行,另一組在施工現場直接進行,并將試驗結果與理論計算值進行對比;對于具有抗凍性、抗滲性的混凝土,在制作好試塊后,應在施工工地進行28d養護,再進行28d規范養護,然后再進行抗凍抗滲試驗。3.7測溫混凝土溫度應滿足冬季施工要求,混凝土溫度包括氣候溫度、混凝土出罐溫度、入模溫度、養護溫度等。澆筑完畢后要采用電子測溫儀對關鍵位置、容易發生凍傷和溫度波動大的地方進行測溫,并對測溫點進行詳細編號,還要避免與外界環境直接接觸。對現澆梁的測溫點進行布置時,必須在梁的兩端采用豎向排列,測溫孔洞的深度應為梁高的1/3~1/2,兩個溫度點相隔不能大于3m?;炷恋臐仓に囈埠荜P鍵,在安裝場地上準備好測溫儀器,按規范準備好溫度計,一般是在梁板上進行;在10~12d后分別測定不同時期的溫度變化,根據溫度變化規律采取相應控制措施[2]。
4冬季施工中常見的質量通病及預防對策
4.1鋼筋腐蝕與混凝土開裂
在冬天進行混凝土施工,很可能會引起混凝土的凍傷,進而引起混凝土的腐蝕和體積膨脹。形成裂縫的因素之一是水泥的穩定性差,水灰比太高,以致初期強度偏低,生長緩慢,使得混凝土中的大量水分損失,導致混凝土開裂。防止鋼筋腐蝕的方法:一是要合理地控制混凝土中的氯鹽含量,氯鹽的用量不能超過1%。二是在攪拌混凝土時要確保攪拌均勻,使氯鹽充分溶解,防止因氯化物濃度不均勻而導致鋼筋局部腐蝕。三是要嚴格控制水泥用量和水灰比,以達到防止混凝土開裂的目的[3]。
4.2表面的灰塵
造成表面灰塵的主要原因是水泥混合料的水灰比太大,產生了離析,出現了嚴重的泌水現象,再加上低溫養護,水泥的水化過程逐漸結束,混凝土中的水分迅速流失,導致混凝土表面出現灰塵。防治方法:嚴格控制水泥水灰比、適當延長混合料攪拌時間、用薄膜覆蓋構件表面進行保水等。
4.3結晶腐蝕和表面返霜
在混凝土硬化后,某些摻入劑溶液會滲入混凝土表面,使混凝土表層的水分逐漸蒸發,這種狀況也會對混凝土與面層的粘結產生直接的影響。防治方法:科學地控制摻入量(一般應超過5%~7%),以確保混合料完全溶出,并根據需要延長混合時間?;炷翝沧⑼戤吅?,必須立即用塑料布將其覆蓋,防止濕氣迅速流出。
4.4提高混凝土質量
冬季施工應嚴格控制水泥和水的比例,在水泥充分結合后,嚴禁施工人員進行補水;在雨天等惡劣氣候條件下禁止施工。水泥配比是決定水泥質量的一個關鍵因素,是生產高質量混凝土的關鍵?;炷猎跀嚢柽^程中會產生大量的熱,使混凝土提前凝結,達不到施工技術要求,因此,必須對混凝土進行性能控制。攪拌過程中為了防止熱流動,應充分地密封混凝土,這樣不但可以提高攪拌效率,還可以提高工作效率。在攪拌前,應嚴格遵循物料的排料順序,先加水和骨料;也可以在運輸之前保持一定的溫度,在混凝土預處理和熱水裝置中儲存,使其溫度升高,然后立即進行澆筑,這樣可以將資源消耗降到最低。在冬季施工中混凝土的施工及熱控制是非常關鍵的,應根據施工現場的實際情況,分層澆筑,并在施工結束后進行溫度檢測[4]。
4.5做好保溫工作
溫室保溫是利用建筑物的溫度變化來保證溫度不會太高,并安排專門人員進行定期的溫度調節??膳渲门瘹?、熱風系統、爐子等,以增加棚內的溫度,更好地保護混凝土。冬天氣溫大幅度下降后,可以采用蒸汽養護法,既能保持材料的溫度,又能增加室內的濕度,避免混凝土干燥。蒸汽的溫度維持不了太久,所以對于保溫時間相對不長的混凝土比較適宜。還有一種方法是蓄熱,該方法是利用反應放出的熱來延緩混凝土的冷卻時間,從而確保混凝土在凝固前處于理想的養護溫度。該方法在不增加熱源的情況下,可以有效地提高熱的利用率,而且操作比較方便,因此,在條件許可的情況下(混凝土表面系數小于5,室外最低溫度不低于-15℃),可以采用蓄熱方法進行混凝土養護。
5結束語
冬季建筑工程施工中存在著大量的施工難點,應加強對施工技術的研究與分析,做好各種安全防護工作,確?;炷两Y構的整體質量達到設計要求,保證冬季施工質量。
參考文獻:
[1]王強.工程建筑中混凝土結構的施工技術分析[J].建材與裝飾,2020(4):45-46.
[2]宋立功.房屋建筑土建工程中混凝土施工技術分析[J].居舍,2020(25):87-88.
[3]王夢瑜.土木工程建筑中混凝土裂縫的施工處理技術分析[J].城市建設理論研究(電子版),2020(14):100.
[4]穆洪杰.工程建筑中混凝土結構的施工技術分析[J].住宅與房地產,2020(4):190-213.
作者:王建 單位:新疆農業職業技術學院