混凝土冬季施工質(zhì)量控制措施

　　這篇施工工程論文發(fā)表了混凝土冬季施工質(zhì)量控制措施，混凝土在冬天施工會(huì)受到低溫、風(fēng)沙的影響，導(dǎo)致工程質(zhì)量不易保證，論文通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了混凝土動(dòng)機(jī)施工破壞機(jī)理，根據(jù)這些問(wèn)題給出了施工工法和保溫措施，有效保證了混凝土工程冬季施工的質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞：施工工程論文,渠道工程,混凝土,冬季施工,質(zhì)量控制

　　1混凝土冬季施工特點(diǎn)

　　1.1冬季施工條件差

　　由于冬季具有風(fēng)沙大，氣溫低，雨雪天氣多的特點(diǎn)，受其不利因素影響，冬季屬大型渠道工程項(xiàng)目質(zhì)量事故多發(fā)季節(jié)，特別是混凝土工程受其影響尤為顯著，工程質(zhì)量不易保證。

　　1.2質(zhì)量缺陷具有隱蔽性和滯后性

　　大型渠道混凝土工程冬季施工中出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷通常在春季氣溫回暖后才慢慢顯露。由于缺陷位置的隱蔽和發(fā)現(xiàn)時(shí)間的滯后，給混凝土質(zhì)量事故處理帶來(lái)了極大難度，輕則修補(bǔ)，重則返工處理，不僅給工程項(xiàng)目造成了重大經(jīng)濟(jì)損失，而且影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性和耐久性，影響整個(gè)渠道工程項(xiàng)目的安全性和使用壽命。

　　2混凝土冬季施工破壞機(jī)理

　　大量的工程實(shí)驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明，在不同溫度下，水化反應(yīng)的速率存在極大不同，并且水化產(chǎn)物的強(qiáng)度也有很大差別。隨著溫度的降低，水化反應(yīng)趨于緩慢，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)速率較常溫顯著變慢，特別是當(dāng)溫度低至4～5℃時(shí)尤為如此。另外，當(dāng)溫度降至4℃以下，混凝土中的游離水開始出現(xiàn)體積膨脹現(xiàn)象，溫度降至-0.5℃時(shí)膨脹現(xiàn)象更為明顯，這對(duì)新形成的脆弱的混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生永久性損壞。如果溫度進(jìn)一步下降，達(dá)到拌合物中游離水的冰點(diǎn)(-2.5℃左右)，游離水結(jié)冰，而結(jié)冰的水不能和水泥發(fā)生水化反應(yīng)。水化反應(yīng)停止，水化產(chǎn)物大量減少，造成結(jié)果是一方面混凝土強(qiáng)度不能保證，另一方面混凝土出現(xiàn)脹裂現(xiàn)象，影響結(jié)構(gòu)的耐久性和抗?jié)B性。大量的工程實(shí)踐表明，大型渠道混凝土工程冬季施工產(chǎn)生的裂縫破壞符合上述破壞機(jī)理，具體表現(xiàn)為地基凍脹破壞和混凝土自身凍脹破壞。

　　2.1地基凍脹破壞

　　渠道襯砌混凝土下地基在低溫條件下，產(chǎn)生低溫凍結(jié)效應(yīng)，土體中水結(jié)冰，體積膨脹(根據(jù)冰、水密度差，同質(zhì)量冰體積膨脹9%)，凍脹力作用在混凝土結(jié)構(gòu)上，造成渠道混凝土開裂，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。

　　2.2混凝土結(jié)構(gòu)凍脹破壞

　　低溫條件下，混凝土內(nèi)游離水結(jié)冰，水化反應(yīng)停止，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢;同時(shí)，結(jié)冰體積膨脹破壞強(qiáng)度不足的混凝土結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生酥碎現(xiàn)象。

　　3渠道混凝土冬季施工

　　3.1溫控要求

　　日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定在5℃以下或最低氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定在-3℃以下時(shí)，按低溫季節(jié)施工。渠道混凝土在低溫季節(jié)施工時(shí)，早期允許受凍臨界強(qiáng)度不應(yīng)低于7.0MPa(或成熟度不低于1800℃•h)。此外，混凝土的澆筑溫度還應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，溫和地區(qū)不應(yīng)低于3℃;嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)采用蓄熱法不應(yīng)低于5℃，采用暖棚法不應(yīng)低于3℃。

　　3.2施工工法和保溫措施

　　(1)渠道混凝土冬季施工時(shí)，如在溫和地區(qū)采用蓄熱法，風(fēng)沙大的地區(qū)還需采取防風(fēng)措施;嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季預(yù)計(jì)日平均氣溫-10℃以上時(shí)，采用蓄熱法;預(yù)計(jì)日平均氣溫-15℃～-10℃時(shí)采用綜合蓄熱法或暖棚法;對(duì)于風(fēng)沙大不宜搭設(shè)暖棚的倉(cāng)面，可用保溫被覆蓋，下面敷設(shè)暖氣排管的方法;對(duì)特別嚴(yán)寒地區(qū)(最熱月與最冷月平均溫度差大于42℃)，在進(jìn)行低溫季節(jié)施工時(shí)，要制訂周密的施工方案。(2)混凝土的拌和時(shí)間應(yīng)比常溫季節(jié)適當(dāng)延長(zhǎng)，具體延長(zhǎng)時(shí)間由試驗(yàn)確定。對(duì)于已加熱的骨料和混凝土，應(yīng)縮短運(yùn)距，減少倒運(yùn)次數(shù)。(3)冬季施工過(guò)程中，應(yīng)控制并及時(shí)調(diào)整混凝土的機(jī)口溫度，減少波動(dòng)，保持澆筑溫度均勻。控制方法以調(diào)節(jié)拌和水溫為宜。提高混凝土拌和物溫度，首先考慮加熱拌和用水，當(dāng)加熱拌和用水不能滿足澆筑溫度要求時(shí)，加熱骨料;嚴(yán)禁加熱水泥。拌和用水加熱溫度超過(guò)60℃時(shí)，須改變拌和投料順序，將骨料與熱水先行拌和，最后加入水泥，以免出現(xiàn)水泥假凝現(xiàn)象。(4)混凝土澆筑完畢后，對(duì)于外露表面應(yīng)及時(shí)采取保溫措施。尤為注意的是新老混凝土接合處、邊角處的保溫處理，保溫層厚度應(yīng)是其他保溫層厚度的2倍，保溫層搭接長(zhǎng)度不小于30cm。

　　4渠道混凝土冬季施工質(zhì)量控制

　　4.1配合比設(shè)計(jì)

　　考慮渠道混凝土冬季施工抗凍要求，配合比設(shè)計(jì)較常溫條件下應(yīng)進(jìn)行合理調(diào)整，采用最小用水量、使用早強(qiáng)水泥、摻加高效早強(qiáng)抗凍劑等方法，能有效提高混凝土的抗凍性能。

　　4.2原材料質(zhì)量控制

　　混凝土原材料的質(zhì)量直接關(guān)系到混凝土的質(zhì)量和性能。渠道混凝土必須滿足DL/T5144—2001《水工混凝土施工規(guī)范》的相關(guān)技術(shù)要求。對(duì)含有活性成分的骨料，須滿足南水北調(diào)中線干線工程建設(shè)管理局頒布的《預(yù)防混凝土工程堿骨料反應(yīng)技術(shù)條款》(試行)的有關(guān)規(guī)定。

　　4.3拌合質(zhì)量控制

　　混凝土的拌合質(zhì)量是混凝土工程質(zhì)量的基礎(chǔ)。渠道混凝土冬季拌合質(zhì)量的關(guān)鍵是拌制過(guò)程中的溫度控制。冬季施工常用蓄熱法或綜合蓄熱法，采用熱水拌合、骨料加熱、延長(zhǎng)拌合時(shí)間等方面的措施來(lái)提高混凝土拌合物質(zhì)量和性能，改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗凍、抗?jié)B性能。

　　4.4運(yùn)輸和倒運(yùn)要求

　　混凝土的運(yùn)輸和倒運(yùn)次數(shù)也對(duì)其質(zhì)量和性能有顯著影響。混凝土運(yùn)輸距離越長(zhǎng)，倒運(yùn)次數(shù)越多，混凝土的和易性越差。冬季施工時(shí)，還須考慮混凝土的入模溫度等因素限制，所以混凝土施工中宜盡量縮短運(yùn)輸距離和減少倒運(yùn)次數(shù)。

　　4.5澆筑質(zhì)量控制

　　混凝土的澆筑質(zhì)量是混凝土工程的關(guān)鍵。渠道混凝土冬季施工時(shí)，要確保各工序的緊密銜接，做到連續(xù)供料、準(zhǔn)確攤鋪、快速澆筑、高頻振搗、及時(shí)抹面，盡可能縮短各工序間的時(shí)間間隔，做到流水施工，高效作業(yè)。

　　4.6養(yǎng)護(hù)質(zhì)量

　　混凝土養(yǎng)護(hù)的好壞決定著其后期強(qiáng)度增長(zhǎng)。渠道混凝土冬季施工時(shí)，澆筑完畢后要及時(shí)進(jìn)行保溫處理，提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，以保證混凝土能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

　　5渠道混凝土冬季施工質(zhì)量控制措施

　　5.1混凝土拌合

　　(1)冬季施工混凝土選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，水泥標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于32.5;渠道施工區(qū)環(huán)境水對(duì)混凝土存在硫酸鹽腐蝕時(shí)，選用抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，以提高結(jié)構(gòu)的抗侵蝕性能;為防止活性骨料的堿骨料反應(yīng)，混凝土中水泥含堿量應(yīng)不大于0.6%，拌合物含堿量應(yīng)小于0.5%，且拌合物中氧化鎂含量應(yīng)控制在3.5%～5%范圍之內(nèi)。

　　(2)粗骨料宜選用連續(xù)級(jí)配、質(zhì)地堅(jiān)硬的卵石或碎石，符合要求的卵石應(yīng)優(yōu)先選用;骨料形狀接近正方形最佳，針狀和片狀的顆粒含量不應(yīng)超過(guò)15%;骨料的最大粒徑要求不超過(guò)鋼筋最小凈距1/4，同時(shí)最大粒徑不應(yīng)大于40mm。細(xì)骨料應(yīng)采用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬的中粗砂，優(yōu)先選用潔凈的河砂;細(xì)度模數(shù)宜控制在2.4～3.0，含泥量不得超過(guò)3%，云母含量小于2%;為抑制堿骨料反應(yīng)，優(yōu)先選用非活性骨料。

　　(3)混凝土配合比中混凝土每方水泥用量不宜小于300kg，水灰比宜采用0.5～0.6，為減少凍害，混凝土配合比中宜將用水量降至最低限度，嚴(yán)控塌落度。為提高混凝土的和易性，混凝土中宜摻入外加劑，如常用的減水劑、早強(qiáng)劑、抗凍劑等。外加劑摻入前必須進(jìn)行試配試驗(yàn)，以確定摻入種類、摻入量和摻入程序等。另外，還可摻入粉煤灰、硅粉等摻合料，以抑制堿骨料反應(yīng)。

　　(4)冬季施工時(shí)，檢查原材料堆放和儲(chǔ)存條件。較常溫季節(jié)，砂石骨料宜增大堆高高度，高度不宜小于6m。夜間對(duì)骨料堆的迎風(fēng)面應(yīng)進(jìn)行覆蓋，防止上霜。骨料堆下宜設(shè)地籠廊道，出料口地籠廊道半隱蔽或全隱蔽于地下。依據(jù)氣溫條件，決定對(duì)地籠廊道是否加溫以保證骨料的溫度。縮短水泥在罐內(nèi)的存儲(chǔ)時(shí)間，減少熱量流失。外加劑桶包裹保溫，防止凍結(jié)。熱水循環(huán)管道亦需要包裹保溫，減少熱量散失防止受凍開裂。

　　(5)混凝土拌合前，采用熱水沖洗攪拌機(jī)。混凝土拌合時(shí)，檢查骨料是否清潔，嚴(yán)禁含有凍塊和冰雪。混凝土的拌合時(shí)間較常溫季節(jié)延長(zhǎng)20%～25%。拌制摻外加劑混凝土?xí)r，嚴(yán)格計(jì)量，需先按要求配制成濃度溶液，再按使用要求配制成施工用溶液，各溶液須分開擺放，并在容器外做明顯標(biāo)志，不得混淆，每班使用的外加劑溶液須一次配成。檢查原材料的計(jì)量是否符合配合比要求，允許計(jì)量偏差為：水泥±2%、砂石骨料±3%、水±2%、外加劑±2%。嚴(yán)格控制混凝土拌合物的機(jī)口溫度不宜低于10℃，入模溫度不得低于5℃。

　　5.2混凝土澆筑

　　(1)混凝土運(yùn)輸設(shè)備具備保溫措施;選擇混凝土運(yùn)輸最佳路線，盡量縮短運(yùn)輸距離，減少混凝土罐車的等待時(shí)間。(2)混凝土澆筑宜選擇在白天或正溫時(shí)間段進(jìn)行;澆筑前進(jìn)行清倉(cāng)處理，清除模板和鋼筋上的霜花、冰雪和污垢;澆筑完畢收倉(cāng)時(shí)及時(shí)對(duì)裸露混凝土面進(jìn)行保溫覆蓋，風(fēng)沙大的地區(qū)，保溫材料表面應(yīng)進(jìn)行壓重，確保保溫層的保溫效果;必要時(shí)，對(duì)模板也應(yīng)進(jìn)行保溫處理，采用外掛保溫層時(shí)，應(yīng)確保緊密，以保證保溫效果。(3)現(xiàn)場(chǎng)留置同條件養(yǎng)護(hù)試塊，以確定混凝土強(qiáng)度，留置數(shù)量由現(xiàn)場(chǎng)施工需要確定。(4)根據(jù)混凝土同條件試塊的強(qiáng)度和混凝土的內(nèi)外溫差(不得大于20℃～25℃)等條件，適當(dāng)選擇拆模時(shí)間，應(yīng)避免在夜間和氣溫驟降時(shí)選擇拆模，如遇氣溫驟降情況，應(yīng)延遲拆模。(5)拆模后，對(duì)裸露混凝土面及時(shí)進(jìn)行覆蓋保溫材料，以防溫度驟降產(chǎn)生裂縫。

　　5.3混凝土養(yǎng)護(hù)

　　(1)混凝土由正溫轉(zhuǎn)為負(fù)溫養(yǎng)護(hù)時(shí)的強(qiáng)度不小于7.0MPa(或成熟度不低于1800℃•h)。(2)采用的保溫材料要保持干燥，如遇雪天，及時(shí)清除冰雪;風(fēng)沙大地區(qū)，覆蓋保溫層上應(yīng)設(shè)置壓重設(shè)施，以防大風(fēng)掀起覆蓋層，使混凝土在達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度前受凍;模板外掛保溫層應(yīng)緊密、扎牢，保證保溫效果。(3)拆模后，在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%時(shí)，不得解除覆蓋。

　　6結(jié)語(yǔ)

　　大型渠道混凝土冬季施工中，以具體質(zhì)量管理措施為基礎(chǔ)，通過(guò)從冬季施工準(zhǔn)備到驗(yàn)收的全過(guò)程控制和全面質(zhì)量管理，可以有效提高渠道混凝土工程冬季施工質(zhì)量。

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　　作者：張鳳霞 單位：香河縣水務(wù)局

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