对水泥混凝土路面冬季施工措施的研究
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作者: 韩永林 杨 超
由于我国气候条件的差异,尤其在北方冬季长达数个月的寒冷气候,给施工带来了很多困难,所以,在这种环境的下施工,我们一定要采取一些特殊的施工防护措施,以保证工程的正常的施工,以下的一些办法能够有效的提高在较为恶劣的环境下的施工工效。因为其强度增长主要靠水化作用,水结冰时,水化作用停止,而且水结冰时,体积会膨胀,促使混凝士结构松散破坏,因此,当昼夜平均气温低于-5℃时,应停止施工。当昼夜平均气温在5℃至-5℃之间,则应采取措施加以保护方能施工。我省气温虽然昼夜温差较大,但12月份昼夜平均气温都在5℃至-5℃之间,顾应采取保温措施施工。
一、混凝土冻害的影响因素
影响道路混凝土面层冻融破坏的原因比较复杂,大致如下:
(一)内部因震:如骨料、水泥、外加剂、水灰比、单位用水量、含气量、配合比,即混凝土本身的质量。
(二)外部因素:如冻融温度、冻融速度、湿润条件、冻融循环次数,即影响混凝土的工作环境条件。
(三)构造因素:如有筋无筋、体积大小、厚薄、排水措施等。
(四)施工因素:如配合比、拌合、浇捣、养护条件等。
上述诸因素是互相关联,互相制约的,这些因素综合起来决定着混凝土冻融破坏的程度和速度,主要因素如下:
(一)混凝土设计抗冻标号偏低:决定混凝土抗冻能力的重要指标就是混凝土的抗冻标号。在我省目前往往不考虑冻融破坏问题,经常是不确定混凝土抗冻性指标就进行施工。
(二)材料品质对混凝土冻融破坏的影响:组成混凝土的材料品质与抗冻性决定着混凝土抵抗冻融破坏的能力,另外抗冻性要求较高的混凝土可采用加气剂提高抗冻标号。
(三)混凝士在施工和养生阶段的主要影响因素:如配合比不严、水灰比过大、人工拌和不均、振捣不密实、不注意湿润养生等等。尤其在养生初期混凝土受冻,都会降低混凝土抵抗冻融破坏的能力。
二、混凝土工程冬季低温施工措施
(一)水泥混凝土冬季低温施工准备及要点
1.为减少、防止混凝土冻害,选用较小的水灰比和较低的坍落度,以减少拌合用水量,此时可适当提高水泥标号,水泥标号不低于P42.5级的早强硅酸盐水泥,而且水泥用量不低于300kg/m3。对于细骨料我们要采用级配良好的硬质、洁净的中砂,不得含有冰块、雪团,含泥量不大于3%,粗骨料强度要高,要有抗冻融的特性,含泥量不大于1%。冬季低温条件下灌注的砼,在遭受冻结之前,采用普通硅酸盐水泥配置的混凝土其临界抗冻强度不能低于设计标号的30%,C15及以下的混凝土其抗压强度未达到5Mpa前,不能受冻。在充水冻融条件下使用的砼,开始受冻时的强度不低于设计标号的70%。当混凝土掺用防冻剂(外加剂)时,其试配强度较设计强度提高一个等级。在钢筋混凝土中禁止掺用氯盐类防冻剂,以防止氯盐锈蚀钢筋。
2.搅拌机等拌合设备要进行防寒处理,最好时将拌和机放置在温度不低于10℃暖棚内。在拌制砼前以及停止拌制后用热水洗刷搅拌机滚筒。拌制混凝土时,确保砂石骨料的温度保持在0℃以上,拌合用水温度不低于5℃。必要时,先将拌合需要将水加热。特殊情况下当加热水不能满足拌合温度时,可再将骨料均匀加热。水及骨料按热工计算和实际试拌,确定满足混凝土浇注需要的加热温度。水的加热温度不宜高于80℃。当骨料不加热时,水可加热至80℃。以上,此时要先投入骨料和已加热的水进行搅拌均匀,再加水泥,以免水泥与热水直接接触。当加热水不能满足要求时,可将骨料均匀加热,其加热温度不应高于60℃。片石混凝土掺用的片石可预热。水泥不得直接加热,可以在使用前转运入暖棚内预热。
3.砼的运输过程快装快卸,不得中途转运或受阻,运送中覆盖保温防寒。当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时,应进行重新调整拌和料堤的加热温度。混凝土拌合时间较常温施工延长50%左右,对于掺有外加剂的混凝土拌制时间应取常温拌制时间的1.5倍。砼卸出拌合机时的最高允许温度为40℃,低温早强砼的拌合温度不高于30℃。
4.骨料不得带有冰雪和冻块以及易冻裂的物质,严格控制混凝土的配合比和坍落度,由骨料带入的水分以及外加剂溶液中的水分均应从拌合水中扣除。拌制掺用外加剂的混凝土时,当外加剂为粉剂时,可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。当外加剂为液体,使用前按要求配置成规定溶液,然后根据使用要求,用规定浓度溶液再配置成施工溶液。各溶液分别放置于有明显标志的容器内,不得混淆。冬季施工运输混凝土拌和物时,尽量减少混凝土拌和物热量损失措施,我们在此可以采取以下措施:
(1)正确选择拌和机摆放位置,尽量缩短运输距离,选择最佳运输路线,缩短运输时间。
(2)正确选择运输容器的形式、大小和保温材料。对长距离的运输,采用混凝土输送车,容量根据混凝土施工用量和浇注时间选择。距离较小时可采用敞开式运输车,但必须进行加盖隔热材料。
(3)尽量减少装卸次数并合理组织装入、运输和卸出混凝土工作。做好机械的调度和现场的管理,使混凝土的温度不能下降太多。
(二)冬季低温水泥混凝土浇筑
1.混凝土浇注前,清除干净模板和钢筋上的冰雪和污垢,当环境气温低于-10℃时,采用暖棚法将直径大于25mm的钢筋加热至正温。砼的灌注温度,在任何情况下均不低于5℃,细薄截面水泥混凝土结构的灌注温度不宜低于10℃,砼分层连续灌注,中途不间断,每层灌注厚度不大于20Cm,并采用机械捣固
2.新、旧混凝土施工缝清理时前层混凝土的强度不得小于1.2Mpa。施工缝处的水泥砂浆、松动石子或松弱混凝土必须凿除干净,并用水冲洗干净,但不得有积水。新混凝土在浇注前,宜在横向施工缝处先铺一层厚约15mm并与混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂浆。然后再继续浇注新层混凝土。施工缝处的新层混凝土要重点捣实。冬季低温施工接缝混凝土时,在新混凝土浇注前对结合面进行加热使结合面有5℃以上的温度,浇注完成后,及时加热养护使混凝土结合面保持正温,直至进浇注混凝土获得规定的抗冻强度当旧混凝土面和外露钢筋暴露在冷空气中时,对新、旧混凝土施工缝1.5m范围内的混凝土和长度在1.0m范围内的外露钢筋进行防寒保温。
(三)冬季低温水泥混凝土养生
混凝土养护采用暖棚法养生。暖棚法养生时在构筑物周围用钢管搭设大棚,用采胶布包裹密封,大棚搭设必须牢固、不透风,上覆盖草带,采用燃煤取暖炉加热,必须将炉的排气管引出棚外,将烟气排到棚外。以防止煤气中毒和防止氧化碳浓度过高加速混凝土的碳化。暖棚内底部温度不低于5℃,当低于5℃时应采取增加煤炉的办法。混凝土养护期间,安排专人对煤炉进行检查,填加燃煤,保持棚内温度。
(四)混凝土拆模
侧模在混凝土强度达到2.5Mpa以上,且其表面及棱角不因拆模而受损时,方可拆模。混凝土与环境的温差不得大于15℃,当温度差在10℃以上,但低于15℃,拆除模板后立即在混凝土表面采取覆盖措施,如覆盖草袋及彩胶布。采用暖棚法养护的混凝土。
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