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止于至善

有混凝土的地方,就会有我

 
 
 

日志

 
 
关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学、河北工大、北京交大硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员、混凝土耐久性专业委员会委员,全国混凝土标准化技术委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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冬季施工  

2015-11-12 09:05:29|  分类: 混凝土质量控制 |  标签: |举报 |字号 订阅

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背景  

当室外日平均气温连续5d稳定低于5°C即进入冬季施工,冬季气温下降,不少地区温度在0°C之下(即负温),土壤、混凝土、砂浆等所含的水分冻结,建筑材料容易脆裂,给建筑施工带来许多困难。连续5日平均气温低于5°C或日最低气温低于-3°C时, 就要采取冬季施工措施, 以保证工程质量。由于冬季施工需保温覆盖和消耗较多热能,增加工程造价,因此如场地平整、地基处理、室外装饰、屋面防水及高空灌筑混凝土等工程项目要尽量 避免在冬季施工。对于不得不在冬季施工的项目,则须因时因地制宜,制定冬季施工措施,并及时掌握气温变化。分部工程常用的冬季施工方法如下:

土方工程  

防治土壤冻胀 

在低温时间较长、土粒较细、补给水较充裕地区,其土壤在冻结期间,由于土粒周围薄膜水毛细水的 作用,土中水分不断地向冻结线积聚,形成冰层,体积增大,以致土粒间的空隙无法容纳而向上隆起,造成冻胀,其胀力可大至0.5~1.0兆帕。如不做妥善处 理,基础会被抬起,使建筑物开裂、倾斜、抬高乃至倒坍。所以在冻胀土上建造建筑物时,要考虑基础形式,尽量减少底面及侧面面积,合理确定其埋置深度,加强 土壤保温,做好地表排水。此外,铺设砂垫层可以切断土壤的毛细水作用,回填多孔材料也可防止冻胀影响。

土方开挖 

一般宜在入冬前挖好,覆盖保温。必须在冬季开挖的部位,可在土表面覆盖保温材料或在冰冻前翻松表土。翻松厚度须视土 质和负温情况而定,一般不得小于0.5米。 覆盖材料必须保持干燥,其厚度应按各种材料的保温性能和土壤可能达到的冻结深度计算决定。开挖冻土通常采用机械和爆破两种方法。机械开挖冻土,可按土壤冻 深用铲运机或正铲挖土机挖掘,也可用锤击松土装置砸击冻土外壳,再用机械挖除。当冻土深度超过0.7米时,机械挖土已不经济,可用爆破。爆破冻土宜用硝铵 炸药,以雷管引爆。其炮眼位置、孔径、孔深及炸药用量经计算确定,操作时要注意人身安全。此外,为了减轻挖掘困难,可用蒸汽循环针或电气加热融化冻土的方法。但耗用热能甚巨,只在电力热源充沛、经济合理等条件下采用。

土方回填 

冻土块坚硬不易压实,解冻融化后易导致塌陷,故回填尽量采用不冻土,如用冻土应限制其粒径与掺用量。

工程介绍  

混凝土工程 

混凝土在凝结过程中如受到负温侵袭,水泥的 水化作用受到阻碍,其中游离水分开始结冰,体积增大9%,有使混凝土冻裂而严重影响混凝土质量的危险;混凝土初期受冻后再置于常温下养护,其强度虽仍能增 长,但已不能恢复到未遭冻害的水平;而且遭冻愈早,后期强度的恢复就愈困难。为了探索新浇混凝土在受冻前达到多大强度才能基本上避免冻害,各国都做过大量 试验。中国现行规范规定,这一临界强度值为28天正常养护强度的40%,并不小于5兆帕。混凝土的冬季施工措施就是以此为基点的。

采用妥善的养护方法,防止早期受冻是保证混凝土冬季施工质量的关键。一般应根据气温情况、结构特点和现场能源条件抉 择。①当最低气温不低于-15°C,结构的表面系数(表面积和体积之比)不大于 5的地面或地下工程,宜采用蓄热法;②结构的表面系数在5以上,要求获得早强,且电力供应条件较好者,可采用电热法;③结构的表面系数较大,如柱、梁、板 等且有充裕蒸汽可资利用时,可采用蒸汽法。此外,对于预制混凝土构件接头、墙板拼缝以及现浇圈梁等,也可采用远红外线或电磁感应的加热方法取得早强的效果。不论采取何种养护方法,都要注意所用水泥的适应性,进行热工计算,加强保温防风,并控制人工加热的升温、恒温、降温速度,以免混凝土受冻或干裂。

为了防止遭受早期冻害,通常要求开始养护时的混凝土温度不低于 5°C。由于蓄热法是依靠水泥水化热和混凝土拌合物本身的热量,在保温的条件下达到预定的温度,其养护温度需提高到10°C以上。为此混凝土在拌制、运 输、灌筑、捣实等过程中,必须采取措施,不使热量散发过快。负温下制备混凝土时,可适当将水和砂石加热,但水和砂石混合物的温度应不超过40°C,否则投 入水泥时易发生假凝。除加热养护外,冬季混凝土也可掺用早强剂、防冻剂等拌制,以降低其冰点,使混凝土在负温下硬化。在混凝土中掺用氯盐时,其掺入量要严 加控制。氯盐对钢筋有锈蚀作用,并要增大混凝土的导电率,故一般只能用于无筋混凝土。对于预应力混凝土结构,或经常处于潮湿状态或靠近高压电源的建筑物,不能掺氯盐。

在冬季制配混凝土时可掺入引气剂(见混凝土外加剂),其目的是利用混凝土含有大量分布均匀的微孔,以减缓游离水的冻结压力对混凝土中毛细孔结构的破坏,从而提高其抗冻能力,但含气量增大会影响混凝土的密实度和强度,应加以控制。

抹灰工程 

冬季抹灰有热作和冷作两种方法:

①热作法。通过提高操作时的室内温度,使抹灰砂浆在正温条件下凝固的方法。提高环境温度可用加热炉或蒸汽排管,也可 用远红外线烘烤。②冷作法。抹灰是在不作加热保温的状态下,用掺有抗冻剂的砂浆进行。此法常用于室外墙面抹灰。但不能用于靠近电源、经常处于潮湿状态及外 观要求较高的工程。不论采取何种方法,冬季抹灰必须待建筑物已沉降稳定,砌体强度已达到设计强度的20%以上,混凝土强度达到40%以上时才能进行,以免 日后抹灰层开裂剥落。

砌筑工程  

《砌体工程施工质量验收规范·》冬期施工规定(为便于读者查证条文序号未作变动):

10.0.1 当室外日平均气温连续5d 稳定低于5℃时,砌体工程应采取冬期施工措施。
  注:①气温根据当地气象资料确定。
  ②冬期施工期限以外,当日最低气温低于0℃时,也应按本章的规定执行。
  10.0.2 冬期施工的砌体工程质量验收除应符合本章要求外,尚应符合本规范前面各章的要求及国家现行标准《建筑工程冬期施工规程》JGJ104 的规定。
  10.0.3 砌体工程冬期施工应有完整的冬期施工方案。
  10.0.4 冬期施工所用材料应符合下列规定:
  1 石灰膏、电石膏等应防止受冻,如遭冻结,应经融化后使用;
  2 拌制砂浆用砂,不得含有冰块和大于10mm 的冻结块;
  3 砌体用砖或其他块材不得遭水浸冻。
  10.0.5 冬期施工砂浆试块的留置,除应按常温规定要求外,尚应增留不少于1 组与砌体同条件养护的试块,测试检验28d 强度。
  10.0.6 地基土有冻胀性时,应在未冻的地基上砌筑。在施工期间和回填土前,均应防止地基遭受冻结。
  10.0.7冬期施工中砖、小砌块浇水湿润应符合下列规定:

1. 烧结 普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖、烧结空心砖、吸水率较大的轻骨料混凝土小型砌块在气温高于0℃条件下砌筑时,应浇水湿润;在气温低于、等于0℃条件下砌筑时,可不浇水,但必须增大砂浆稠度;

2.抗震设防烈度为 度的建筑物,普通混凝土小型空心砌块、混凝土多孔砖、混凝土实心砖及采用薄灰砌筑法的蒸压加气混凝土砌块施工时,不应对其浇水湿润;

3.抗震设防烈度为 9度的建筑物,当烧结 普通砖、烧结多孔砖、蒸压粉煤灰砖、烧结空心砖无法浇水湿润时,如无特殊措施,不得砌筑。
  10.0.8 拌合砂浆宜采用两步投料法。水的温度不得超过80℃;砂的温度不得超过40℃。
  10.0.9 采用砂浆掺外加剂法、暖棚法施工时砂浆使用温度不应低于+5℃;
  10.0.10 采用暖棚法施工,块材在砌筑时的温度不应低于+5℃,距离所砌的结构底面0.5m 处的棚内温度也不应低于+5℃。
  10.0.11 在暖棚内的砌体养护时间,应根据暖棚内温度,按表10.0.11 确定。

表10.0.11 暖棚内的砌体养护时间(d)

暖棚的温度(℃)

5

10

15

20

养护时间(d)

≥6

≥5

≥4

≥3

10.0.12 采用外加剂法配置的砂浆施工时,当设计无要求,且最低温度等于或低于-15°C时,宜将砂浆强度等级按常温施工的强度等级提高一级。
  10.0.13 配筋砌体不得采用掺盐砂浆法施工。[1]  

施工安全  

冬雨季施工一直是项目施工的重点,在冬雨季施工存在重大安全隐患,为了保证雨季施工顺利进行,保质、保量、保安全,按期完成施工生产任务,做好冬雨季施工安全准备,以及冬雨季施工技术支持显得尤为重要。

冬雨季安全准备 

1、职工思想准备

有生产上组织对全体职工及外埠施工队伍人员进行冬雨季施工安全教育,提高每个职工的安全意识和质量意识,防止发生工 程事故和人员的防电击、触电、高空坠物、物体打击及淹亡等安全事故发生。由生产上组织贯彻落实冬雨期施工技术、安全措施,落实劳动力、材料、机具计划。冬 雨季施工领导小组成员应加强气象预报的收集工作,以便根据天气气候变化情况及时调整施工部署。对测温保温人员,参加外加剂人员应专门组织技术业务培训,学 习本工作范围内的有关业务知识,明确职责,经考试合格后方可上岗工作。

2、冬季施工现场准备

当气温低于0℃或连续5天平均气温低于5℃时即进入冬期施工,进入冬期施工时应根据实物工程量提前组织有关机具、外 加剂和保温材料进场。对现场电源开关、控制箱等设施要加锁,并设专人负责管理,进入冬期施工时,施工现场要采取防滑措施。工地的临时供水管道等材料做好保 温防冻工作。做好冬期施工砼、砂浆及掺外加剂的试配试验工作,提出施工配合比。

3、技术准备

冬雨季施工前要进行一次控制桩及水准点校核,雨季施工期间要定期校核,防止发生沉降、位移并做好记录。冬雨季施工前,由项目部及时负责人对相关人员做冬雨季施工方案技术交底,工长对班组做各种安全技术交底工作。由工长根据实际情况编制冬雨期材料机具需用量计划报材料组。

4、材料机具准备

按照材料机具计划组织料具进场、分类保管并设置标识,以备急需使用。现场堆放材料场地要平整、坚实,料下应加垫木码放,离地高度300mm,数量符合规定,防止下沉和倒塌,损坏材料,造成浪费。水泥、白灰、方木、面板等怕湿怕潮材料要及时入库,防止受潮变形。水泥严格执行“先进先用”原则,防止水泥过期受潮结块。保温材料、冬季施工措施材料应安排专人负责管理。

5、职工生活准备

对办公室、宿舍、食堂等现场暂设工程进行一次检查维修,做到不渗不漏,周围不积水,防止雨期地基下沉和房屋倒塌。做 好开水供应工作,杜绝食物中毒,减少疾病。生活区要同一管理,做到整齐、清洁、卫生。及时做好办公区、生活区的保温采暖设备设施的安放,做好员工的取暖准 备工作。

冬雨季技术支持 

1. 冬季施工技术支持

进入冬季施工前应先编制冬期施工方案,并及时对测温人员及外加剂掺加人员进行培训。项目部要有专人负责冬期施工的准备工作,协同业务科室做好施工材料、机具设备的计划、采购等工作。遇六级以上的大风、大雾天气应停止室外施工。

1.1 冬季施工安排

⑴.统筹安排。针对本工程特点和进度,按工艺或工序要求,妥善安排工序(分项工程)的先后顺序。必要时,可以在有关部门指导监督下,调整工序,确实保证质量和进度。根据冬施方案和技术措施做好防寒器材物资的准备工作。如草帘、外加剂、保温用塑料薄膜、温度计等等。

⑵.对冬季紧缺的材料要抓紧采购入场储备,尽量推广使用新材料。及时做好机具设备的防冻工作。

⑶.对施工现场进行一次检查,及时整修施工道路,疏通排水沟,及时加固临时工棚、水管、水龙头、灭火器要及时保温。

⑷.及时派人负责收听气象预报及测量工作,及时采取措施防止因大风、寒流和霜冻袭击而导致安全事故和质量冻害。做好气象记录,以便指导施工,长期积累数据,总结经验以利后期施工。

1.2 砌筑工程

⑴.砌块不宜冬期施工,根据工期要求必须在冬期施工的,砌块在砌筑前应清除表面污物、冰雪等,不得使用遭水浸和受冻后的砌块。

⑵.拌制砂浆所用的砂,不得含有直径大于1cm的冻结块或冰块。

⑶.热水拌合砂浆时,水的温度不得超过80℃,砂的温度不得超过40℃,砂浆稠度宜较常温适当增大。

⑷.冬期施工中,每日砌筑后,应及时在砌筑表面进行保护性覆盖,砌筑表面不得留有砂浆。在继续砌筑前,应扫净砌筑表面。

⑸.砌筑工程的冬期施工选用外加剂法,外加剂宜采用复合防冻剂,且应对砼及结构无损害。

⑹.冬期砌筑工程应进行质量控制,在施工日记中除应按常规要求外,尚应记录室外空气温度、暖棚温度、砌筑时砂浆温度、外加济掺量以及其他有关资料。

⑺.砂浆试块的留置,除应按常温规定要求外,尚应增设不少于两组与砌体同条件养护的试块,分别用于检验各龄期强度和转入常温28d的砂浆强度。

1.3 钢筋工程

⑴.在负温条件下使用的钢筋,施工时应加强检验。钢筋在运输和加工过程中应防止撞击和刻痕。

⑵.钢筋负温焊接

a.钢筋负温焊接,可采用闪光对焊、电弧焊等焊接方法。当环境温度低于-20℃时,不宜进行施焊。

b.雪天或施焊现场风速超过5.4m/s(3级风)焊接时,应采取遮蔽措施,焊接后冷却的接头应避免碰到冰雪。

c.热轧钢筋负温闪光对焊,宜采用预热闪光焊或闪光一预热一闪光焊工艺。钢筋端比较平整时,宜采用预热闪光焊;端面不平整时,宜采用闪光一预热一闪光焊。

d.钢筋负温闪光对焊工艺应控制热影响区长度。热影响区长度随钢筋级别、直径的增加而适当增加。焊接参数应根据当地气温按常温参数调整。

e.当钢筋负温电弧焊时,可根据钢筋级别、直径、接头形式和焊接位置,选择焊条和焊接电流。焊接时应采取防止产生过热、烧伤、咬肉和裂等措施。在构造上应防止在接头处产生偏心受力状态。

1.4 砼工程

⑴.冬期浇筑的混凝土,其受冻临界强度应符合下列规定:

普通混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制时,应为设计的混凝土强度标准值的30%.采用矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土,应为设计的混凝土强度标准值的40%.

⑵.混凝土冬期施工应根据实际情况按规范的要求,进行混凝土的热工计算。

⑶.混凝土冬期施工应优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,水泥标号不应低于425号。最小水泥用量不应少于300kg/m3,水灰比不应大于0.6.

⑷.模板外和混凝土表面覆盖的保温区,不应采用潮湿状态的材料,也不应将保温材料直接铺盖在潮湿的混凝土表面,新浇混凝土表面应铺一层塑料薄膜。

⑸.混凝土原材料加热应优先采用加热水的方法,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分别为60℃、40℃。

⑹.砂加热应在开盘前进行,并应掌握各处加热均匀。

⑺.拌制掺用防冻剂的混凝土

⑻.配制与加入防冻剂,应设专人负责并做好记录,应严格按剂量要求掺入。使用液体外加济时应随时测定溶液温度,并根据温度变化用比重计测定溶液的浓度。当发现浓度有变化时,应加强搅拌直至浓度保持均匀为止。

⑼.水泥不得直接加热,使用前宜运入暖棚内存放。

⑽.搅拌混凝土时,骨料中不得带有冰、雪及冻团。拌制混凝土的最短时间不应少于3分钟。

⑾.混凝土在浇筑前,应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢。

⑿.冬期施工测温的项目与次数应符合下表规定:

混凝土冬期施工测温项目和次数

测温项目测温次数

室外气温及环境温度每昼夜不少于4次,此外还需测最高。

搅拌机棚温度每一工作班不少于4次

水、水泥、砂、石及外加济溶液温度每一工作班不少于4次

混凝土出罐、浇筑、入模温度每一工作班不少于4次

⒀.混凝土养护期间温度测量应符合下列规定:

a.掺防冻剂的混凝土在强度未达到受冻临界强度之前应每隔2h测量一次,达到受冻临界强度以后每隔6h测量一次。

b.全部测温孔均应编号,并绘制布置图。测温孔应为板厚的1/2.测温时,测温仪表应采取与外界气温隔离措施,并留置在测温孔内不少于3min.

c.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。

拆模时混凝土温度与环境温度差大于20℃时,拆模后的混凝土表面应及时覆盖,使其缓慢冷却。

2. 雨季施工技术支持

2.1 雨季施工措施

⑴.规划整个施工现场排水,场地内外的排水沟,以及潜水泵到排出场外的污水整个系统要在雨季到来之前完成,并将现场雨水管线接至市政排水系统。

⑵.保证场内交通道路的完好,专人负责排水沟道的通畅,保证雨后能及时排除场内积水。

⑶.土方开挖时基坑四周垫高,以防雨水灌入造成塌方,基坑内设排水沟、积水井不少于三个,现场备至少三台潜水泵。

⑷.塔吊、提升架、脚手架等高耸设施要设避雷装置

⑸.大雨过后要及时对各种用电设备进行检查,无误后方可投入使用。

[2]  

⒁.外墙粉刷遇雨停工,雨后及时修补冲坏的墙面,墙面基层含水量超过20%时,应待墙面干燥后再刷涂料。

2.2 雨季施工基坑的排水措施

⑴.在基坑四周设置挡水坝和排水沟,防止基坑四周的雨水流入基坑内。

⑵.在基坑内沿基坑四周每隔20m左右设一集水坑,下雨时用水泵将坑内集水及时抽出,防止雨水浸泡基坑。

⑶.雨季在基坑四周禁止堆放大宗物料,以避免基壁受荷坍塌。加快施工进度尽可能提前工期减少风险。

⑷.雨季应派专人对基坑四周的变形情况进行测量观察,以便能及时发现问题,尽早处理解决。

为了更好的保证工程施工人员的安全,同时能更好的实现工程保质准时完工,在冬雨季施工是必须要面对的。在冬雨季施工中能遵照以上意见能确保工程的顺利实施同时能很好的规避危险。

 

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