冬季施工預(yù)拌混凝土防凍措施

發(fā)布時間：2020-12-17 14:27:35 作者：新型建機(jī)

混凝土內(nèi)部水分在低溫下結(jié)晶膨脹是造成混凝土受凍而破環(huán)的根本原因，避免混凝土受凍是預(yù)拌混凝土冬期生產(chǎn)、施工時應(yīng)考慮的重點問題。若混凝土發(fā)生受凍現(xiàn)象，輕者加固、重者拆除重建。混凝土防凍措施不僅是使用防凍劑的問題，而是一個系統(tǒng)的、全面的、綜合的問題。例如:原材料的保溫和預(yù)熱，防凍劑的使用，配合比的調(diào)整和控制，運(yùn)輸、調(diào)度管理措施，混凝土保溫養(yǎng)護(hù)等防凍措施應(yīng)統(tǒng)籌考慮，控制關(guān)鍵因素。
1混凝土防凍機(jī)理簡述
水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關(guān)外，受溫度影響很大。當(dāng)溫度升高時，水化作用加快，強(qiáng)度增長也較快；當(dāng)溫度降低到0℃時，水泥水化作用減慢甚至停止，強(qiáng)度增長變慢至停止，直至水化作用停止，強(qiáng)度不再增長；水變成冰后，體積增大約9%，產(chǎn)生較大的膨脹應(yīng)力。該膨脹力值常常大于水泥石內(nèi)部形成的初期強(qiáng)度值，破環(huán)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增加孔隙率，使得混凝土強(qiáng)度大幅度降低，表現(xiàn)為混凝土的凍損。
在一般情況下，混凝土早期允許受凍的臨界強(qiáng)度不得低于4MPa，氣溫越低，該數(shù)值越大。因此，提高混凝土的早期強(qiáng)度是保證混凝土避免受凍的重要渠道。加入防凍外加劑是使水的冰點下降，促使混凝土在負(fù)溫下硬化一段時間，使混凝土強(qiáng)度持續(xù)增長至受凍臨界強(qiáng)度之上。
2防凍措施及控制要點
2.1原材料的保溫和預(yù)熱
2.1.1水泥的使用
冬期施工時水泥儲存量不宜太多，在保證生產(chǎn)連續(xù)的情況下，盡量減少庫存。可減少存放倉位，盡量集中存放在某倉。新進(jìn)的散裝水泥相對溫度較高，使用時可提高混凝土的初始溫度。
2.1.2攪拌用水預(yù)加熱
提高攪拌用水的溫度是防止混凝土受凍的重要手段。冬期生產(chǎn)時，建議安裝與生產(chǎn)量相適應(yīng)的供熱鍋爐，將攪拌用水預(yù)先加熱，讓混凝土出機(jī)溫度不低于10℃，提高水泥的早期水化速度，提高混凝土的早期強(qiáng)度。
2.1.3砂、石的儲備保溫
應(yīng)盡量減少已儲存砂石物料的熱量損失。露天砂堆表面盡可能蓋上一層草墊或毛氈，降低砂子的受凍程度。若砂堆外層凍殼已形成，使用物料時，應(yīng)去除凍殼，盡量避免結(jié)凍的砂塊進(jìn)入攪拌機(jī)。封閉料棚內(nèi)存放物料時，要確保料棚的密閉性，防止冷空氣的流入。在條件允許時，可在料棚的用料端生火，提高物料入機(jī)溫度。
2.2原材料質(zhì)量控制
使用優(yōu)質(zhì)的原材料是混凝土防凍的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)使用含水量低的各種原材料，要嚴(yán)格控制砂、石料的風(fēng)化程度，嚴(yán)格檢測防凍劑中有效成分含量，防止原材料質(zhì)量問題造成的混凝土防凍效果折減。
2.3生產(chǎn)配比要求
2.3.1膠凝材料
水泥水化受溫度影響很大，而摻合料的水化要同時受到水泥水化產(chǎn)物量和溫度的雙重影響，溫度效應(yīng)更大。混凝土的早期強(qiáng)度盡快增長至臨界強(qiáng)度，應(yīng)適當(dāng)提高水泥用量，降低摻合材用量。水泥用量增大，可提高混凝土的早期強(qiáng)度，同時，水化熱的增加也會延緩混凝土自身的溫度降低速率。此外，配置混凝土?xí)r，還要結(jié)合施工部位和工地的混凝土保暖措施。
2.3.2用水量控制
通過大量試驗證明，當(dāng)總用水量降低到170kg以下時，混凝土的抗凍性有明顯提高。這說明，降低混凝土中水膠比，混凝土液相離子濃度提高，冰點下降，混凝土的受凍機(jī)率降低，因此，配制混凝土?xí)r應(yīng)盡量降低水膠比。建議非泵送混凝土也適當(dāng)摻加減水劑，這對提高混凝土的抗凍性有重要作用。
2.3.3復(fù)合防凍劑使用
使用有效的復(fù)合防凍劑，在混凝土防凍劑中加入具有減水、早強(qiáng)、防凍、引氣組份，保證混凝土在負(fù)溫下不受凍。復(fù)合防凍劑不但減少混凝土拌合物的用水量，減少凍害程度，增加混凝土的密實度，而且降低水的冰點，使水泥在負(fù)溫下繼續(xù)水化，強(qiáng)度繼續(xù)增長。
2.3.4攪拌時間控制
混凝土進(jìn)行攪拌時，建議攪拌時間比夏季時延長30s左右，讓少量砂、石凍塊解體，提高混凝土的勻質(zhì)性，減少凍塊對混凝土構(gòu)件局部結(jié)構(gòu)的不良影響。
2.4生產(chǎn)運(yùn)輸與調(diào)度
為降低混凝土在嚴(yán)寒環(huán)境中的暴露時間，提高入模溫度，應(yīng)提前做好相關(guān)工作保證運(yùn)輸線路暢通，合理調(diào)配車輛，做到工地不壓車或輕微壓車，盡量縮短運(yùn)輸環(huán)節(jié)和壓車時間，防止混凝土本身熱量的損耗。
2.5混凝土施工與保溫養(yǎng)護(hù)的控制
2.5.1嚴(yán)禁現(xiàn)場施工人員向混凝土中加水
應(yīng)安排技術(shù)員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)管或高頻次巡查，防止施工人員向混凝土中亂加水，降低混凝土的抗凍性。
2.5.2嚴(yán)控混凝土出機(jī)溫度和入模溫度
制定相關(guān)表格，記錄相關(guān)混凝土出機(jī)溫度和入模溫度。測量出機(jī)溫度和入模溫度，確保兩者符合要求。混凝土的出機(jī)溫度不得低于10℃，入模溫度不得低于5℃，大體積混凝土的入模溫度可以根據(jù)實際情況降低3℃左右。
2.5.3混凝土澆筑、振搗
為減少混凝土的熱量損失，應(yīng)盡量連續(xù)整體澆筑。混凝土需要分層澆筑時，分層厚度不宜小于400mm。在被上一層混凝土覆蓋前，已澆筑層的溫度應(yīng)滿足熱工計算要求，且不得低于2℃。
2.5.4保溫、養(yǎng)護(hù)、拆模
(1)混凝土運(yùn)輸、輸送機(jī)具及甭管應(yīng)采取保溫措施。例如，混凝土運(yùn)輸車罐體要穿上保暖車衣，泵送管道要用棉被或毛氈等包裹嚴(yán)實等。(2)混凝土結(jié)構(gòu)表面也要采用毛氈、棉被或加膜草墊等及時做好覆蓋。若條件允許，施工時可在施工層下部空間生火，降低混凝土受凍風(fēng)險。對于低強(qiáng)度等級的薄層結(jié)構(gòu)(如:墊層，防水保護(hù)層等)應(yīng)特別關(guān)注，其受凍機(jī)率更大。(3)冬期施工的混凝土應(yīng)盡量延長養(yǎng)護(hù)時間和拆模時間。模板和保溫層應(yīng)在混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度，且混凝土表面溫度冷卻到5℃后在拆除。對墻板等等薄壁混凝土構(gòu)件，宜延長模板拆除時間。當(dāng)混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之差大于20℃時，拆模后混凝土表面立即進(jìn)行保溫覆蓋。混凝土強(qiáng)度未達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度和設(shè)計要求時，應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。冬期施工期間，應(yīng)編制越冬維護(hù)方案并進(jìn)行保溫維護(hù)。
2.5.5受凍臨界溫度的要求
(1)當(dāng)采用蓄熱法、暖棚法、加熱法施工時，采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥配制的混凝土，不應(yīng)低于設(shè)計混凝土強(qiáng)度等級值的30%；采用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥配制的混凝土?xí)r，不應(yīng)低于設(shè)計混凝土強(qiáng)度等級值的40%。(2)當(dāng)室外低氣溫不低于－15℃時，采用綜合蓄熱法、負(fù)溫養(yǎng)護(hù)施工的混凝土受凍臨界溫度不應(yīng)低于4MPa；當(dāng)室外低氣溫不低于－15℃時，采用負(fù)溫養(yǎng)護(hù)施工的混凝土受凍臨界溫度不應(yīng)低于5MPa。(3)強(qiáng)度等級等于或高于C50的混凝土，不應(yīng)低于設(shè)計混凝土強(qiáng)度等級值的30%。對有抗凍耐久性要求的混凝土，不應(yīng)低于設(shè)計混凝土強(qiáng)度等級值的70%。
3其它注意事項
3.1重視氣象資料
密切關(guān)注天氣預(yù)報，定時觀測室外氣溫。根據(jù)氣象信息及時制定相應(yīng)措施。當(dāng)室外氣溫很低時，建議停止施工。不考慮其它原因，僅從技術(shù)角度分析，這樣能夠降低混凝土受凍事故的發(fā)生機(jī)率。
3.2落實工作務(wù)必到位
在防止混凝土受凍的一系列措施中，能做到的盡量做的全面，避免遺漏重點項，落實工作務(wù)必到位。預(yù)拌混凝土企業(yè)和施工企業(yè)在分別做好自己的防凍措施的同時，必須協(xié)調(diào)作戰(zhàn)，做好交接環(huán)節(jié)的接洽工作。
4結(jié)語
從思想上重視混凝土防凍工作，必須全面考慮，系統(tǒng)分析，制定因地制宜防凍措施，從原材料進(jìn)廠檢驗、物料的覆蓋蓄熱保溫、生產(chǎn)過程的配比控制以及運(yùn)輸、澆筑和養(yǎng)護(hù)方面做好認(rèn)真落實，不得遺漏重點控制項，提高混凝土防凍的保證系數(shù)，確保混凝土不受凍。