淮河流域水利工程冬季混凝土施工

淮河流域水利工程冬季混凝土施工,淮河,流域,水利工程,冬季,混凝土,施工 第6 卷第3 期 _e-4,1 水電職 業(yè)技 術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) V o 1 6 N。3 2 0 0 6年 9月 J o u R N A L O F A N H U I T E C H N I C A L C O L L E G E O F W A T E R R E S O U R C E S A N D H Y D R O E L E C T R I c P O WE R S e p 2 0 0 6 淮河流域水利工程冬季混凝土施工 費(fèi)成效，王林華(1 河海大學(xué)商學(xué)院，江蘇 南京2 1 0 0 9 8；2 安徽省 水利部淮委水利科學(xué)研究院，安徽 蚌埠2 3 3 0 0 0)摘要：文章結(jié)合冬季混凝土施工 原理 和工程實(shí)例，介紹混凝土早期 防凍措施。關(guān)鍵詞：治淮；混 凝土；冬 季；溫度控制；臨界強(qiáng)度 中圖分 類(lèi)號(hào)：TU7 5 5 8 文獻(xiàn) 標(biāo)識(shí) 碼：A 文章編號(hào)：1 6 7 1 6 2 2 1(2 0 0 6)0 3 0 0 3 6 0 3 H y d r a u l i c e ng i ne e r i ng c o ns t r u c t i o n o f t h e Hu a i he r i v e r i n wi nt e r FEI Che ng x i a o 。W ANG Li n h ua (1 Bu s i n e s s S c h o o 1 o f He h a l Un i v e r s i t y，Na n j i n 2 1 0 0 9 8，Ch i n a 2 An h u i 8 L Hu a i h e Ri v e r W a t e r Re s o u r c e Re s e a r c h I n s t i t u t e。Be n g b u 2 3 3 0 0 0 Ch i n a)Abs t r a c t：The a r t i c l e s ma i n f i nd i ng i s t he r e l a t i o ns hi p of c o nc r e t e c o ns t r uc t i o n t he or y t o p r a c t i c e The i mp o r t a n c e o f t e mp e r a t u r e c o n t r o l o f ma s s c o n c r e t e i n a n e a r l y p h a s e i s s t r e s s e d i n t h e a r t i c l e Ke y wo r ds：r e c l a m a t i on o f Hua i h e r i ve r；c o nc r e t e；wi n t e r；t e m p e r a t u r e c o nt r o l；c r i t i c a l i nt e n s i t y 混凝土在水利工程 中應(yīng)用非常廣泛，但對(duì)冬季混凝土施工技術(shù)，很多施工管理人員對(duì)其了解和掌握 不夠，采取的措施不當(dāng)，致使混凝土強(qiáng)度損失很大，造成質(zhì)量事故。新澆筑的混凝土受溫度影響很大，在 4 C以下，混凝土水分開(kāi)始膨脹，對(duì)強(qiáng)度低的混凝 土產(chǎn)生損害。冰點(diǎn)以下，混凝土出現(xiàn)早期受凍，就會(huì)造成強(qiáng)度和耐久性的損失，如果混凝土 自身形成較大的溫差，就可 能產(chǎn)生溫度裂縫?；春痈闪魃系乃こ塘看?，工期緊，混凝土的冬季施工不可避免，冬季施工 日期為 l 2 0 l 0 3 0 l，約 9 O天。1 混凝 土冬 季施 工原理 1 1 混凝 土冬 季 施工期 的氣溫 標(biāo) 準(zhǔn) 我國(guó)對(duì)冬季施工期 的氣溫標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定如下：寒冷地區(qū)的 日平均氣溫穩(wěn)定在 5 以下或最低氣溫 穩(wěn)定在一3 以下時(shí)；溫和地區(qū)的日平均氣溫穩(wěn)定在 3 以下時(shí)。穩(wěn)定是指氣溫連續(xù)保持 5天或 5天 以上。但在整個(gè)冬季施工期內(nèi)，不是在剛達(dá)到這 一氣溫標(biāo)準(zhǔn)下就全面使用保溫措施，而是有一定的滯 后。入冬時(shí)氣溫雖降至冰結(jié)溫度，料堆內(nèi)部溫度 比氣溫高；而氣溫轉(zhuǎn)暖后一定 時(shí)期，骨料溫度仍然處在 負(fù)溫。因此，同一氣溫在入冬和冬季結(jié)束兩個(gè)時(shí)間，需采取對(duì)應(yīng)的措施。收稿 日期：2 0 0 6 一 O 卜1 O 作者簡(jiǎn)介：費(fèi)成效(1 9 7 8 一)男，安徽當(dāng)涂人，安徽水 利水 電職業(yè)技 術(shù)學(xué) 院教師 從 事水利工程施工 管理 教學(xué)與研究 維普資訊 http:/ 第 3 期 費(fèi)成效，等：淮河流域水利工程冬季混凝土施工 3 7 1 2 混凝土 早期 受 凍對(duì) 其性 能 的影 響(1)混凝土早期受凍損害的機(jī)理?；炷潦峭ㄟ^(guò)水泥和水進(jìn)行水化作用才得 以凝結(jié)、硬化并獲得 強(qiáng)度。水化作用的速度在一定濕度條件下 主要取決于溫度。低溫時(shí)，水化作用明顯減緩，強(qiáng)度增長(zhǎng)受到 阻滯。美國(guó)華盛頓大學(xué)的麥克尼西(Mc Ne e s e)研究了未加氣新澆混凝土受凍影響。凍結(jié)使混凝 土強(qiáng)度 損失值取決于養(yǎng)護(hù)溫度 以及受凍前的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。如在受凍前只得到 l h凝結(jié)時(shí)間，強(qiáng)度損失可達(dá) 5 0 ；如果澆筑溫度為 2 4 C，凍結(jié)前經(jīng)過(guò) 6 h的硬化，強(qiáng)度損失較小。他的試驗(yàn)結(jié)果如表 1所列。表 1 混凝土不 同齡期受凍對(duì)其強(qiáng)度的影響(2)允許混凝土早期受凍的I 臨界強(qiáng)度。在北方寒冷地區(qū)進(jìn)行混凝土施工，要增加大量的保溫材料，同時(shí)須采取各種防護(hù)措施保證混凝土不受凍，造成工期拖長(zhǎng)。試驗(yàn)研究和實(shí)踐證實(shí)，混凝土在受凍前只 要達(dá)到一定強(qiáng)度，對(duì)后期各種性能影響不大，能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度和使用要求。所以對(duì)混凝土冬季施工做出 規(guī)定，在什么情況下，混凝土可 以允許受凍而不致使其各項(xiàng)性能遭受到損害，從而引出了混凝土早期允 許受凍臨界強(qiáng)度的概念新澆混凝土在受凍前達(dá)到某一個(gè)初始強(qiáng)度值，然后遭到凍結(jié)，當(dāng)恢復(fù)正溫養(yǎng) 護(hù)后，混凝土強(qiáng)度仍會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，經(jīng) 2 8天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后，其后期強(qiáng)度可達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的 9 5 以上，這一受 凍前的初始強(qiáng)度值叫做混凝土早期允許受凍I 臨界強(qiáng)度。水利工程冬季施工，混凝土早期允許受凍I 臨界強(qiáng)度是混凝土根據(jù) 國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和試 驗(yàn)研究 成果，結(jié)合水利工程具體情況，在 水工混凝 土施工 規(guī)范 中規(guī)定：大體積 內(nèi)部混凝土，應(yīng) 不低 于 5 0 MP a；大體積外部混凝土和鋼筋混凝土，應(yīng)不低于 1 0 0 MP a；對(duì)于非大體積水工混凝土和建筑工 程混凝土，在 建筑工程冬季施工規(guī)程 中規(guī)定：采用硅酸鹽和普通硅酸鹽水泥配制 的普通混凝土，為設(shè) 計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的 3 O 9，6；采用礦渣硅酸鹽水泥配制 的普通混凝土，為設(shè)計(jì)的混凝 土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 的 4 0 9 6；對(duì) 于混 凝 土強(qiáng) 度為 1 0 O MP a及小 于 1 0 O MP a的，不得 小 于 5 O MP a。2 混凝土冬期施工方法的選擇 昆凝土冬期施工方法分為 3類(lèi)：混凝土養(yǎng)護(hù)期間不加熱的方法、混凝土養(yǎng)護(hù)期間加熱的方法和綜合 方法。不加熱的方法包括蓄熱法、摻化學(xué)外加劑法；加熱方法包括 電極加熱法、電器加熱法、感應(yīng)加熱 法、蒸汽加熱法和暖棚法；綜合方法即綜合 上述兩類(lèi)方法，如綜合蓄熱法，即在蓄熱法基礎(chǔ)上摻加外加劑(早強(qiáng)劑或防凍劑)或進(jìn)行短時(shí)加熱等綜合措施。從節(jié) 約能源和降低冬期施工費(fèi)用考慮，應(yīng)優(yōu)先選用不 加熱的施工方法或綜合方法。3 工程 中的應(yīng)用荊山湖進(jìn)洪閘工程冬季的混凝土施工(1)工程概況。荊山湖行洪區(qū)位于淮河 中游蚌埠市懷遠(yuǎn)縣境 內(nèi)，1月份最冷，平 均氣 溫為 1 2 C。極端最低氣溫為一2 2。主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，最大風(fēng)速 2 0 m s。施工期間，2 0 0 5年 O 1月 0 2日，工地實(shí) 維普資訊 http:/ 3 8 安徽水利水 電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) 第 6卷 測(cè)最低氣溫達(dá)到一1 0，并伴隨著 6級(jí)以上的大風(fēng)。進(jìn)洪閘位于行洪區(qū)上 口門(mén)附近，屬開(kāi)敞式水閘，冬 季混凝土施工 主要包括：消力池底板的大體積混凝土、公路橋大面積薄層混凝土、閘門(mén)槽二期混凝土、啟 閉機(jī)梁預(yù)制構(gòu)件混凝土。(2)混凝土冬季施工溫控措施。工程選用暖棚蓄熱法、熱拌混凝土、蒸汽加熱等施工方法。當(dāng)室外 連續(xù) 5天 日均氣溫低于 5 ，當(dāng) E l 最低氣溫降至 0 時(shí)，對(duì)正在施工 的混凝土和未到抗凍齡期的混凝土 采取 保 溫措施 如 下：當(dāng)氣溫 低 于 5 時(shí)，停 止灑 水養(yǎng) 護(hù)，改用 表面覆 蓋 泡沫板，嚴(yán) 禁混 凝 土表 面 出現(xiàn)薄 冰。優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥，嚴(yán)禁不同品種 的水泥混用。如閘門(mén)槽二期混凝土均使用 4 2 5級(jí)普 硅水泥。混凝土拌和時(shí)摻加不腐蝕鋼筋的早強(qiáng)防凍劑，如三乙醇胺早強(qiáng)劑加亞硝酸鈉防凍劑 的混合 液以及抗凍劑產(chǎn)品，如南京水科院瑞達(dá)公司 HL C一6防凍劑。延長(zhǎng)拆模時(shí)間，由質(zhì)量科通知班組拆 模，嚴(yán)禁工人擅 自拆摸。在倉(cāng)面模板外 圍搭暖棚，混凝 土成型后，棚內(nèi)視氣溫高低采用 了炭火、典鎢 燈或蒸汽加溫等防凍措施。(3)砂、石材料的預(yù)熱。在混凝土拌和場(chǎng)安裝加熱鍋爐兩臺(tái)，用于混凝土砂、石料加熱。每次預(yù)熱 數(shù)量按一次澆筑 的混凝土量計(jì)算。采用蒸汽針?lè)?，即在砂、石料堆中插入蒸汽管直接進(jìn)行加熱。(4)混凝土拌和。砂、石料入機(jī)溫度不低于 5 。水泥不加熱，儲(chǔ)存于密閉的水泥罐 中。水加熱至 4 O 6 O。攪拌時(shí)按照砂石、水、水泥的順序進(jìn)料，不得顛倒，避免發(fā)生假凝現(xiàn)象。另外，為保證和易 性和流動(dòng)性，拌和時(shí)間較常溫時(shí)延長(zhǎng) 3 0 S。(5)混凝土輸送及管道布置。混凝土拌和車(chē)將熟料 由拌和樓運(yùn)輸?shù)交炷凛斔捅??；炷链怪迸c 水平運(yùn)輸采用混凝土輸送泵，混凝土輸送泵設(shè)置在暖棚內(nèi)。為保證混凝土輸送暢通，要求混凝土入倉(cāng)溫 度在 1 0 C時(shí)，出罐溫度控制在 1 3 C1 8。所有直接和冷空氣接觸 的輸送管道(含直、彎接頭)都須用 保溫棉氈包裹起來(lái)，減少熱量損失。(6)混凝土養(yǎng)護(hù)工藝?，F(xiàn)澆混凝土養(yǎng)護(hù)采取塑料布保水養(yǎng)生法，在 混凝土澆筑完畢后，立 即在混凝土表面覆蓋塑料布，然后蓋上草簾和防寒被。預(yù)制工程盡可能不安排在 冬季，但由于本工程預(yù)制工程量大及場(chǎng)地限制，部分預(yù)制梁板安排在冬季。預(yù)制梁板混凝土澆筑后立即 用塑料雨布和草簾封閉起來(lái)，布置蒸汽管道，通入蒸汽，利用低壓(不高于 0 0 7 Mp a)飽和蒸汽對(duì)新澆筑 的混凝土預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行加熱養(yǎng)護(hù)，持續(xù) 3天以上。(7)溫度測(cè)量。設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)測(cè)溫工作。測(cè)溫時(shí)，溫度計(jì)避免受冷空氣影響，在混凝 土內(nèi)停留時(shí)間為 3分鐘以上。發(fā)現(xiàn)溫度變化異常，立 即匯報(bào)，及時(shí)采取措施。4 結(jié)束語(yǔ) 冬季混凝土施工，主要是防止在負(fù)溫條件下混凝土早期受凍，對(duì)大體積混凝土還要防止因溫差過(guò)大而 產(chǎn)生溫度裂縫。由于理論正確、精心施工，采取保溫措施得當(dāng)，荊 山湖進(jìn)洪 閘冬季施工的混凝土質(zhì)量均達(dá) 到設(shè)計(jì)要求，先后澆筑的 2 1 批二期混凝土均符合質(zhì)量要求，橋面鋪裝層和預(yù)制啟閉機(jī)梁構(gòu)件混凝土同條 件下養(yǎng)護(hù)試件，檢測(cè) 2 5天抗壓強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，澆筑后混凝土均未出現(xiàn)受凍現(xiàn)象，符合質(zhì)量要求。參 考 文 獻(xiàn) 1 3 李 東升，金正 浩，蘇加林 等混凝土冬季IE M 北京：中國(guó)水利水 電出版社 2 0 0 1 2 趙志縉，應(yīng) 惠清 建筑 施工 M 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2 0 0 4 3 周 克己 魯 志勇 水利工程施工 M 北京：中央廣播 電視大學(xué)出版社，2 0 0 2 4 唐明，蘇金海 費(fèi)成效 對(duì)水利工程冬季混凝土施工的探討 J 治淮，2 0 0 5(1 1)：2 5 2 6、5 S D 2 0 7-8 2 水工混 凝土施工規(guī)范 s (責(zé)任編輯陳化鋼)維普資訊 http:/