建筑钢筋混凝土结构低温施工技术探析

曾庆海

摘要:为适应低温施工的复杂情况,选好施工方法,制订出较佳的质量保证措施,是确保工程质量,加快工程进度,并减少能耗及材料消耗的关键。文章探讨了低温施工的定义,钢筋混凝土低温施工的施工准备,施工中应注意的事项,以及混凝土养护等问题,以期对同类施工提供借鉴。

关键词:钢筋混凝土;低温施工;施工技术;混凝土养生

中图分类号:U448文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)24-0132-02

进入冬季,混凝土由于自身的温度反应特点为:0～4℃时,比15℃时的凝结时间延长3倍;温度降到0.3℃～0.5℃时,混凝土开始冻结后,反应停止;-10℃时,水化反应完全停止,混凝土强度不再增长,同时混凝土中水冻胀体积增加9%,硬化的砼结构遭到破坏,及发生冻坏,造成工程结构重大安全隐患。要保证不发生冻寒,冬季施工混凝土前必须要精心安排,提前准备。

一、低温施工定义

低温施工是指根据当地多年气温资料,室外日平均气温连续5d温度低于5℃时混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土及砌体工程的施工。低温施工,其用料及施工工艺除按一般有关规定进行外,尚应符合下列有关低温施工的规定和要求:

1.低温施工的工程,应预先做好低温施工组织计划及准备工作,对各项设施和材料应提前采取防雪、防冻等措施,对钢筋的冷拉和张拉,还应专门制定施工工艺要求及安全措施。

2.低温施工期间,用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制的混凝土,在抗压强度达到设计强度40%及5MPa前,不得受冻。未采取抗冻措施的浆砌砌体,在砂浆抗压强度达到70%前不得受冻。

3.基础的地基(永冻地区除外),在工程施工时和完工后,均不得受冻。

4.低温铺设防水层时,应先将结构表面加热至一定温度,并应按防水层低温施工的有关规定执行。

5.低温施工时,应制定防火、防冻、防煤气中毒等安全措施,并与当地气象部门取得联系,做好气温观测工作。

二、钢筋混凝土低温施工

(一)低温施工准备

开始和结束的日期应以气温条件为准,即当室外昼夜平均气温低于+5℃,且最低气温低于0℃时,即转入冬季施工,当次年初春连续七昼夜不出现负温时, 方可转入常温施工。各施工队要提前做好寒流到来前的防冻工作。根据以往的经验,寒流到来时气温变化突然并伴有大风、雨雪天气,温度大幅度下降,对施工尤为不利。各施工队要密切注意冬施前和冬施结束时的天气预报以及现场实测大气温度纪录,现场需要开始安排专人进行大气测温,并做好记录,质量检查员现场进行监督检查,切实做好提前进入冬施的工作准备。

(二)钢筋的焊接、冷拉及张拉的技术要求

1.焊接钢筋宜在室内进行,当必须在室外进行时,最低温度不宜低于-20℃,并应采取防雪挡风措施,减小焊接温度差,焊接后的接头必须严禁立刻接触冰雪。

2.冷拉钢筋时的温度不宜低于-15℃,当采取可靠的安全措施时可不低于-20℃;当采用控制应力或冷拉率方法冷拉时,冷拉控制应力较常温时酌于提高,提高值应经实验确定,但不得超过30MPa。

3.张拉预应力钢材时的温度不得低于-15℃。

4.钢筋的冷拉设备、预应力钢材张拉设备以及仪表工作油液,应根据实际使用时的环境温度选用,并应在使用时的环境温度条件下进行配套校验。

(三)混凝土配制和搅拌

1.配制混凝土时,宜优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,水泥的强度等级不宜低于42.5,水灰比不宜大于0.5。采用蒸汽养护时,宜优先选用矿渣硅酸盐水泥。用加热法养护掺加外加剂的混凝土,严禁使用高铝水泥。使用其他品种的水泥时,应注意其掺合材料对混凝土强度、抗冻、抗渗等性能的影响。

2.浇筑混凝土宜掺用引气剂、引气型减水剂等外加剂,以提高混凝土的抗冻性。在位于温暧或严寒地区、无侵蚀性物质影响及与土直接接触的钢筋混凝土中掺用氯盐类防冻剂时,氯离子含量不得超过水泥用量的0.3%,位于严寒和海水区域、受侵蚀环境和使用除冰盐的桥涵,氯离子含量不宜超过水泥用量的0.15%,且不宜采用蒸汽养生。当采用素混凝土时,氯盐掺量不得大于水泥质量的3%。预应力混凝土不得掺用引气剂引气型减水剂及氯盐防冻剂。掺用的引气剂、引气型减水剂及防冻剂,应符合现行国家标准《混凝土外加剂》(GB8076)的规定。

3.拌制混凝土的各项材料的温度,应满足混凝土拌和物搅拌合成后所需要的温度。当材料原有温度不能满足需要时,应首先考虑对拌和用水加热,仍不能满足需要时,再考虑对集料加热。水泥只保温,不得加热。各项材料需要加热的温度应根据低温施工热工计算公式计算确定。

4.低温搅拌混凝土时,骨料不得带有冰雪和冻结团块。严格控制混凝土的配合比和坍落度;投料前,应先用热水或蒸汽冲洗搅拌机,投料顺序为骨料、水,搅拌,再加水泥搅拌,时间应较常温时延长50%。混凝土拌和物的出机温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃。

三、混凝土养护

(一)电极法养生

电极的布置,应保证混凝土温度均匀,加热时间为混凝土强度达到设计强度的50%,并应符合下列规定:(1)加热时,混凝土的外露面应加以覆盖;(2)须用交流电,对于钢筋混凝土结构,一般应将电压降至50～110V的范围;(3)升降温速度同蒸汽加热法;(4)在加热过程中,应观察混凝土表面的湿度,出现干燥现象时应停电,并用温水湿润表面;(5)掺用减水剂时,应预先用试件检查电热对混凝土强度的影响,证明无损失时,方可掺用。

(二)混凝土电热器加热法养生

利用工厂生产的电热器片通电加热养生。混凝土的覆盖要求同蒸汽养生,电热片的用量及布置应根据环境温度、覆盖情况及养生时间长短通过试验确定。混凝土使用电热器加热养护应注意如下事项:(1)在养生混凝土上设置洒水装置;(2)升、降温速度及养护要求同蒸汽养护;(3)应设置控制温度的自动装置,及用电安全保护装置,若控制温度装置为手工操作,应设置专人值班测温,随时调节温度。

用暖棚法加热养护混凝土时应符合下列规定:暖棚应坚固、不透风,靠内墙宜采用非易燃性材料;在暖棚中用明火加热时,须特别加强防火、防煤气中毒措施;暖棚内气温不得低于5度;暖棚内宜保持一定的湿度,湿度不足时,应向混凝土面及模板上洒水。

模板的拆除应符合下列规定:根据与结构同条件养护试件的试验,证明混凝土已达到要求的抗冻强度及拆模板强度后,模板方可拆除;加热养护结构的模板和保温层,在混凝土冷却至5℃以后方可拆除。当混凝土与外界气温相差大于20℃时,拆除模板后的混凝土表面应加以覆盖,使其缓慢冷却。

掺用防冻剂的混凝土养护应符合下列规定:在负温条件下严禁浇水,外露表面必须覆盖养护;养护温度不得低于防冻剂规定的温度,当达不到规定温度,且混凝土强度小于3.5MPa时应采取加热保温措施;当拆模后混凝土的表面温度与环境温度差大于15℃时,混凝土表面应覆盖保温养护。

四、注意事项

严格控制混凝土拌合时间和坍落度,通过添加高效减水剂,避免混凝土的早期冻害;应严格控制混凝土出机口温度及入模温度,使之满足低温混凝土施工对温度的要求;可以通过适当降低混凝土配合比中水泥用量,从根本上解决升温阶段裂缝的产生。通过质量控制措施可以解决一些工程由于工期或特定条件制约而进行低温混凝土施工的问题。

参考文献

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