Transcript 混凝土冬期施工技术
混凝土冬期施工技术 二O一一年十一月 混凝土冬期施工技术 • • • • • • • • • • • 1.混凝土冬期施工的重要性 2.混凝土冬期施工的相关标准 3.建筑工程冬期施工规程（ JGJ104-2011） 4.冬期施工期限划分原则 5.混凝土受冻的危害 6.混凝土受冻临界强度 7.混凝土原材料和配合比要求 8.混凝土运输和浇筑 9.混凝土冬施方法 10.冬期施工混凝土质量检查及控制 11.其它 1.混凝土冬期施工的必要性和重要性 • 我省地处北方，冬期施工期一般3～5个月，冬期施工任务 愈来愈多，所占比重较高，可达30%。 • 冬期施工有其特殊及复杂性，加之建筑施工队伍技术水平 高低不一，据多年经验，在这个季节进行施工，也是工程 质量问题出现的多发季节。 • 选好施工方法，制订合适的质量保证措施，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。 2.混凝土冬期施工的相关标准 • 2.1《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002 • 2.2《建筑工程冬期施工规程》 JGJ104-2011 • 2.3 《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009 • 2.4《混凝土外加剂》GB/T8076-2009 3.建筑工程冬期施工规程 （ JGJ104-2011） 中华人民共和国行业标准 .建筑工程冬期施工规程主要内容 • • • • • 1.总则 2.术语 3.地基与基础工程 4.砌体工程 5.钢筋工程 • 6.混凝土工程 • • • • • • 7.屋面保温及防水工程 8.建筑装饰装修工程 9.钢结构工程 10.混凝土构件安装工程 11.越冬工程维护 12.附录。 4.冬期施工期限划分原则（一） • 入冬：根据当地多年气象资料统计，当室外日平均 气温连续5d稳定低于5℃即进入冬期施工； •解除：当室外日平均气温连续5d高于5℃即解除冬期 施工。 •注意：实际施工中还应紧密结合当年气候趋势。 4.冬期施工期限划分原则（二） • 冬期施工界定为什么不能简单地考虑气温出现0℃？ • 我国的气候属于大陆性季风型气候。其特点是，在秋 冬和冬春交替季节，时常有西伯利亚寒流袭击，短时间内 可能降温到0℃ ，但寒流过后气温可能又恢复一段正温时 间，所以，冬期施工界定还不能只考虑气温出现0℃。 4.冬期施工期限划分原则（三） • 在建筑工程冬期施工中冬期的界定是一个重要问题，各国 规范都规定有界定原则。 • 我国建筑工程施工规范中有相应规定，但尚不统一，如： 1） 地基基础规范规定为0℃ ， 2）砖石工程施工规范规定连续10天内的平均气温低于 5℃ 或当日最低气温为-3℃， 3）混凝土及钢筋混凝土施工验收规范规定，室外日平 均气温连续5天稳定低于5℃。 • 由于规定不一致，执行起来不方便。 5.混凝土受冻的危害（一） 1、混凝土冻结温度： －1.5～－2℃开始冻结（游离水——占1/2～2/3） －2℃～－4℃全部冻结（吸附水）。 2、混凝土受冻后造成最终强度损失： 原因 ---- 冰胀应力使混凝土内部产生微裂纹（受冻越 早则裂纹越多、越大）； 钢筋和粗骨料表面形成冰膜而影响粘结力。 特点 ---- 冻结越早、水灰比越大，则强度损失越多。 5.混凝土受冻的危害（二） • 3、混凝土强度增长缓慢，制约工期： 当混凝土、砂浆浇筑后，如果气温很低，强度增长也变的 缓慢。例如，当混凝土在5℃ 条件下养护28d，其强度仅 达标养28d强度的60%左右。欲使混凝土强度有较快的增长 ，必须采取特殊措施方能满足施工进度的要求。 6.混凝土受冻临界强度（一） 原理： 受冻临界强度是负温混凝土冬期施工中的重要 技术指标，在达到此强度之后，混凝土即使受 冻也不会对后期强度及性能指标产生影响。 当混凝土未达允许受冻临界强度受冻,则解冻后 标养至28d，其最终强度损失≯5% 。 6.混凝土受冻临界强度（二） • 6.1.1 冬期浇筑的混凝土，其受冻临界强度应符合下列规定： 1. 采用蓄热法、暖棚法、加热法等施工的普通混凝土，采用 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥配制时，不应小于设计混凝 土强度等级值的30%；采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐 水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥时，不应小 于设计混凝土强度等级值的40%； 2. 当室外最低气温不低于-15℃时，采用综合蓄热法、负温养 护法施工的混凝土受冻临界强度不应小于4.0 MPa；当室外 最低气温不低于-30℃时，采用负温养护法施工的混凝土受 冻临界强度不应小于5.0MPa； 3. 对强度等级等于或高于C50的混凝土，不宜小于设计混凝土 强度等级值的30%； 6.混凝土受冻临界强度（三） 4.对有抗渗要求的混凝土，不宜小于设计混凝土强度 等级值的50%； 5.对有抗冻耐久性要求的混凝土，不宜小于设计混凝 土强度等级值的70%； 6.当采用暖棚法施工的混凝土中掺入早强剂时，可按 综合蓄热法受冻临界强度取值； 7.当施工需要提高混凝土强度等级时，应按提高后的 强度等级确定受冻临界强度。 7.混凝土原材料要求（一） 水泥 冬期施工宜选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。 蒸汽养护可选矿渣水泥。掺防冻剂严禁用高铝水泥 最小水泥用量不宜低于280kg/m3。 水灰比或水胶比应小于0.55或0.5。 • 注： • 1 大体积混凝土的最少水泥用量，应根椐实际情况决定； • 2 强度等级不大于C15的混凝土，其最大水灰比和最少水 泥用量可不受以上限制； • 3 本规程所称的水胶比，普通混凝土系指水与水泥(包括 掺合料）重量之比；轻骨料混凝土系指水泥的净水灰比（ 水不包括轻骨料1h吸水量，水泥不包括掺加的混合料）。 7.混凝土原材料要求（二） 骨料 拌制混凝土所用骨料应清洁，不得含有冰、雪、冻块 及其他易冻裂物质。 掺用含有钾、钠离子的防冻剂混凝土，不得采用活性 骨料或在骨料中混有这类物质的材料 外加剂 非加热养护法混凝土施工所选用的外加剂应含有引气 组分，含气量宜控制在3%～5%。 基本组成： 减水组分+防冻组分+早强组分+引气组分+其它助剂 防冻早强剂作用 预应力禁止使用含亚硝酸盐类的外加剂（管道灌浆） 7.混凝土原材料要求（三） 材料加热温度应据热工计算确定； 混凝土原材料加热宜采用加热水的方法，当加热水仍不 能满足要求时，再对骨料进行加热。 水、骨料加热的最高温度应符合下表的规定。 水泥强度等级 水温 骨料温度 ＜42.5 水泥 80 ℃ 60 ℃ ≥42.5 水泥 60 ℃ 40 ℃ 注：水可加热到 100℃，但水泥不得与 80℃以上水接触， 防止“假凝”；水泥不加热，在暖棚内存放。 8.混凝土运输和浇筑（一） 混凝土运输：缩短运距，容器保温。 混凝土浇筑： ①清除模板、钢筋上的冰雪、污垢； ②不得在强冻胀性的地基上浇筑； ③大体积混凝土浇上层时，下层温度≮2℃； ④采用加热养护的整体结构，浇筑程序和施工缝位置的 设置，应采取能防止发生较大温度应力的措施。当加热温 度超过45℃时，应进行温度应力核算。（原标准>40℃ ） ⑤型钢混凝土组合结构，浇筑混凝土前应对型钢进行预 热，预热温度宜大于混凝土入模温度。 （原标准：装配式结构接头应先预热，再浇筑，在 ≯45℃条件下养护至75%设计强度。） 9.混凝土冬施方法——混凝土蓄热法 蓄热法：混凝土浇筑后，利用原材料加热及水泥水化热 的热量，通过适当保温延缓混凝土冷却，使混凝土冷却到 0℃以前达到预期要求强度的施工方法。 原理：（1）水与骨料加热＋水化热＋保温覆盖 （2）混凝土在冻结前达到受冻临界强度。 适用于：室外最低温度≮－15℃时的地下工程； 表面系数（冷却面积/全部体积）≯5m-1的结构 混凝土冬施方法的选择 9.混凝土冬施方法 ——综合蓄热法（一） 综合蓄热法：掺早强剂或早强型外加剂的混凝土浇筑后 ，利用原材料加热及水泥水化热的热量，通过适当保温， 延缓混凝土冷却，使混凝土温度降到0℃或设计规定温度 前达到预期要求强度的施工方法。 综合蓄热法施工应选用具有减水、引气等性能的早强型 复合外加剂 混凝土浇筑后应采用塑料布等防水材料对裸露表面覆盖 并保温。对边、棱角部位的保温层厚度应增大到面部位的 2～3倍。混凝土在养护期间应防风防失水。 9.混凝土冬施方法——综合蓄热法（二） 模板宜采用整装整拆方案。当混凝土强度达到 1MPa后，可使侧模板轻轻脱离混凝土后，再合上 继续养护到拆模。 采用综合蓄热法养护的混凝土，起始养护温 度应满足热工计算的要求，且不得低于5℃。 •注：1 完全由保温模板封闭的构件（如立柱等），其起 始养护温度为：在混凝土搅拌、运输、浇筑等完成后（包 括模板及钢筋吸热）的温度； 2 混凝土浇筑后需要保温覆盖的构件(如梁、板等) ，其起始养护温度为：在混凝土搅拌、运输、浇筑等完成 （包括模板及钢筋吸热）并覆盖保温材料后的温度。 保温养护作法 9.混凝土冬施方法——蒸汽养护法 适用范围 混凝土蒸汽养护法的适用范围应符合下表的规定 方 法 简 述 特 点 适用范围 设施灵活，施工简便， 用帆布或其他罩子扣罩， 预制梁、板、地 棚罩法 费用较小，但耗汽量大， 内部通蒸汽养护混凝土 下基础、沟道等 温度不宜均匀 温度能适当控制，加热 现 浇 梁 、 板 、 框 蒸汽 制作密封保温外套，分 效果取决于保温构造， 架 结 构 ， 墙 、 柱 套法 段送汽养护混凝土 设施复杂 等 加热均匀、温度易控制， 模板外侧配置蒸汽管， 墙、柱及框架架 热模法 养护时间短，设备费用 加热模板养护 构 大 节省蒸汽，费用较低， 预 制 梁 、 柱 、 桁 内部通 结构内部留孔道，通蒸 入汽端易过热，需处理 架 ， 现 浇 梁 、 柱 、 汽法 汽加热养护 冷凝水 框架单梁 9.混凝土冬施方法——暖棚法 适用范围：搭棚围护，棚内加热至≥5℃，适用于地下结构工程和 混凝 土构件比较集中的工程。 特点：同常温操作；费资耗能大。 要求： •1 当采用暖棚法施工时，棚内各测点温度不得低于5℃，并应设专人检 测混凝土及棚内温度。暖棚内测温点应选择具有代表性位置进行布置， 在离地面500mm高度处必须设点，每昼夜测温不应少于4次。 •2 养护期间应测量棚内湿度，混凝土不得有失水现象，否则应及时采取 增湿措施或在混凝土表面洒水养护。 •3 暖棚的出入口应设专人管理，并应采取防止棚内温度下降或引起风口 处混凝土受冻的措施。 •4 在混凝土养护期间应将烟或燃烧气体排至棚外，并应采取防止烟气中 毒和防火措施。 基坑暖棚 基坑暖棚 9.混凝土冬施方法——负温养护法 适用范围：适用于表面系数大于15或不易加热保温，且对 强度增长要求不高的一般结构工程。 要求： 负温养护法施工的混凝土，应以浇筑后5d内的预计日最低气温来选 用防冻剂，起始养护温度不应低于5℃。初冬、早春。 混凝土浇筑后，裸露表面应采取保湿措施，同时根据需要采取相应 的保温覆盖措施。 负温养护法施工，应加强测温，并用以计算混凝土成熟度；当混凝 土内部温度降到防冻剂规定温度之前，混凝土的抗压强度应符合以下 规定：（1）采用负温养护法的混凝土，当室外最低气温不低于-10℃ 时，不得小于3.5MPa；（2）当室外最低温度不低于-15℃时，不得小 于4.0MPa；（3）当室外最低温度不低于-30℃时，不得小于5.0Mpa。 10.冬期施工凝土质量检查及控制（一） 建筑工程冬季施工质量现状调查 某工程主体结构混凝土冬季施工质量缺陷统计表 序号 检查项目 不合格频率（%） 累计不合频率（%） 1 混凝土外观质量 19.4 19.4 2 混凝土构件截面尺寸 9.7 29.1 3 混凝土构件轴线位置 3.2 32.3 4 预埋件、预留洞位置 3.2 35.5 5 混凝土强度 64.5 100.0 —— —— 合 计 10.冬期施工凝土质量检查及控制（二） •6.9.1 混凝土冬期施工质量检查除应符合现行国家标准《混 凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204以及国家现行有 关标准规定外，尚应符合下列规定： •1 应检查外加剂质量及掺量。外加剂进入施工现场后应进行 抽样检验，合格后方准使用； •2 应根据施工方案确定的参数检查水、骨料、外加剂溶液和 混凝土出机、浇筑、起始养护时的温度； •3 应检查混凝土从入模到拆除保温层或保温模板期间的温度 ； •4 采用预拌混凝土时，原材料、搅拌、运输过程中的温度检 查及混凝土质量检查应由预拌混凝土生产企业进行，并应将 记录资料提供给施工单位。 10.冬期施工凝土质量检查及控制（三） •6.9.3 混凝土养护期间的温度测量应符合下列规定： 1.采用蓄热法或综合蓄热法时，在达到受冻临界强度之前应每隔4h ～6h测量一次； 2.采用负温养护法时，在达到受冻临界强度之前应每隔2h测量一次 ； 3.采用加热法时，升温和降温阶段应每隔1h测量一次，恒温阶段每 隔2h测量一次； 4.混凝土在达到受冻临界强度后，可停止测温； 5.大体积混凝土养护期间的温度测量尚应符合现行国家标准《大体 积混凝土施工规范》GB 50496的相关规定。 保留原条文7.9.3内容。并对混凝土的测温停止时间进行了规定，即当混 凝土在达到受冻临界强度后，方可停止测温。 10.冬期施工凝土质量检查及控制（四） 10.冬期施工凝土质量检查及控制（四） 10.冬期施工凝土质量检查及控制（五） •6.9.7 混凝土抗压强度试件的留置除应按现行国家标准 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204规定进 行外，尚应增设不少于二组同条件养护试件。 冬期施工中，为了施工单位更加有效地控制负温混 凝土过程中的质量，特提出在现行国家标准《混凝土结 构工程施工质量验收规范》GB50204-2002规定的同条件 养护试件数量基础上，增设不少于两组同条件养护试件 ，一组用于检查混凝土受冻临界强度，而另外一组或一 组以上试件用于检查混凝土拆模强度或拆除支撑强度或 负温转常温后强度检查等。 10.冬期施工凝土质量检查及控制（五） • 温控指标宜符合下列规定 • 1 混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃ ； • 2 混凝土浇筑体的里表温差 • （不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃； • 3 混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d； • 4 混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。 10.冬期施工凝土质量检查及控制（六） 施工期间的测温项目与次数应符合下表规定： 测温项目 测温次数 室外气温 测量最高、最低气温 环境温度 每昼夜不少于4次 搅拌机棚温度 每一工作班不少于4次 水、水泥、砂、石及外加剂 溶液温度 混凝土出罐、浇筑、入模温 度 每一工作班不少于4次 每一工作班不少于4次 10.冬期施工凝土质量检查及控制（七） • 养护温度的测量方法应符合下列规定： • 1 测温孔应编号，并绘制测温孔布置图； • 2 测温时，测温元件应采取措施与外界气温隔离；测温元 件测量位置应处于结构表面下20mm处，留置在测温孔内的 时间不应少于3min； • 3 采用非加热法养护时，测温孔应设置在易于散热的部位 ；采用加热法养护时，应分别设置在离热源不同的位置。 10.冬期施工凝土质量检查及控制（八） • 模板的拆除： • 1.模板和保温层在混凝土达到要求强度并冷却到5℃后方 可拆除。 • 2.拆模时混凝土与环境温差大于20℃时，混凝土表面应及 时覆盖，缓慢冷却。 11.其它 《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009 如何防止大体积混凝土施工中出现有害裂缝是大体积 混凝土施工中的关键技术问题。 定义：混凝土结构物实体最小尺寸不小于1m的大体量 混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变 化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。 11.其它 《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009 大体积混凝土的设计强度等级宜为C25～C40，并可采 用混凝土60d或90d的强度作为混凝土配合比设计、混凝土 强度评定及工程验收的依据； 11.其它 《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009 大体积混凝土置于岩石类地基上时，考虑岩石地基对 它的约束时，宜在混凝土垫层上设置滑动层，滑动层构造 可采用一毡二油或一毡一油（夏季），以达到尽量减少约 束的目的。 11.其它 硫铝酸盐水泥混凝土冬期施工技术 • 硫铝酸盐水泥从90年代开始的主要应用领域： • 生产小型和中型预制混凝土如预应力楼板、大型预应力屋面板、 薄腹梁、方桩、混凝土柱和电杆 － 以降低蒸养温度和减少养护 时间 • 生产预应力混凝土构件 － 以缩短脱模时间（较波特兰水泥混 凝土相比）并快速施加预应力 • 施工建筑物及混凝土基础 － 以制备高强混凝土、抗冻混凝土、 高早强泵送混凝土和防水混凝土等 • 生产GRC (玻璃纤维增强水泥)制品 － 减少对玻璃纤维的腐蚀， 提高早期强度 • 生产用于补偿硅酸盐水泥收缩的膨胀剂 青藏铁路冻土施工技术达到世界先进水平 谢 谢！