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桥梁工程中的混凝土冬季施工技术

来源:不详 作者:未知 时间:2018-12-21 快速评论

在现代桥梁工程建设中,混凝土是应用最广泛的一种建筑材料,混凝土的施工质量将直接影响到工程的建设质量。在施工中,影响混凝土施工质量的因素较多,其中温度的影响是非常重要的。

   摘要:在现代桥梁工程建设中,混凝土是应用最广泛的一种建筑材料,混凝土的施工质量将直接影响到工程的建设质量。在施工中,影响混凝土施工质量的因素较多,其中温度的影响是非常重要的。基于施工进度考虑,经常会有冬季施工的情况,这样就对混凝土施工技术提出了更高的要求,因此,如何是做好混凝土冬季施工管理,是桥梁工程建设中的重点内容。 

  关键词:桥梁;混凝土;冬季施工;病害;施工技术 

  混凝土冬季施工是指连续5天室外日平均气温均<5℃的情况下进行的施工。在冬季施工中,由于温度较低,水化反应变慢,混凝土强度降低,所以混凝土质量就较难控制,因此,为了保证混凝土施工质量,探讨混凝土冬季施工质量问题以及施工措施有着重大现实意义。 

  一、冬季施工对混凝土强度的影响及病害 

  在冬季施工中,如果施工措施不当极易出现质量问题,给工程主体带来安全隐患。为保证水化反应的正常进行,尽量要在气温>5℃的条件下进行混凝土路面施工。混凝土强度主要依赖于水化反应,在低温条件下,水结为冰就会终止水化反应,与此同时,水变为冰后会增加混凝土体积,从而破坏混凝土结构。 

  第一,在水变为冰后,其体积会增加9%,混凝土中的游离水分越多,冻胀应力就越大,即使在解冻后,混凝土体积也会保持冻胀后的体积,而不会回缩。混凝土在低温下受冻,会显著提高混凝土的孔隙度,当孔隙度的增加率达到了15%,其强度就会相应地下降10%。在冻胀应力足够大,产生了裂缝时,就会破坏混凝土结构,其强度将不再增加。 

  第二,混凝土受冻以后,会严重损害骨料表面的水泥浆膜或水膜的粘结力,粘结力的损害在解冻后也无法恢复。而粘结力的损害,也会对混凝土的强度产生影响,在粘结力全失的情况下,混凝土强度会下降13%。 

  第三,从结冰到解冻,这一过程会带来水分转移。受冻时,混凝土表面会先结冰,产生的冻胀压力会向其内部挤压水分。冻解时,混凝土表面先解冻,应力减小,其内部应力则向外部挤压水分,水分进行反向迁移、体积产生反变化,从而改变混凝土组分间位置,对于新混凝土来说,由于其强度相对较低,所以极易产生结构性裂纹。 

  二、冬季混凝土施工应注意的问题 

  (一)要确保工程的质量,努力做到安全生产。要认真制定冬季施工措施方案,确保方案的经济合理,使额外增加的费用达到最少,尽量降低能源的消耗,并使工期缩短。 

  (二)冬季混凝土施工的原材料准备问题。施工原材料的准备主要由材料部门负责,材料部门要充分发挥其重要的作用,根据计划采购订货,并结合冬季工程任务的特点及主要施工方法,进行水泥、砂石骨料和外加剂的科学选择。 

  (三)冬季混凝土的拌制问题。鉴于桥梁工程冬季混凝土施工特殊性及混凝土施工的环境要求,冬季施工时要特别注意混凝土的拌制方法,合适的温度及搅拌时间关系着混凝土质量的好坏。 

  (四)冬季混凝土的养护问题。由于混凝土自身的组成特点,外部因素的变化对其影响很大,裂缝问题的出现在混凝土施工过程中特别常见,加之冬季施工的特殊性,对混凝土的养护显得尤为重要。只有及时进行混凝土的早期养护,才能使后期的工程质量的得到保证。 

  (五)混凝土的冻害问题。冬季施工过程中,低温浇筑的混凝土会发生强度增长慢或停止增长的现象,甚至达到冻裂的严重程度。 

  三、冬季混凝土施工对策 

  (一)科学合理进行冬季混凝土施工方案的制定。在混凝土冬期施工中,我们要解决的问题主要有两个:一是根据设计强度要求,如何确定最短的养护龄期;二是在冬期如何防止混凝土遭受初期冻害,以免损害混凝土的其他性能。通常在选择冬期施工方案时,考虑的主要因素有:自然气温情况、结构类型、水泥的品种、工期的限制条件以及经济情况。但是,人们在确定某项施工方案时,往往单纯从经济比较着手,而且只是从混凝土的单项经济比较着手,忽视整体工程经济分析,因而常常拖延工期。故应该选择合理的施工方案,综合各方面的因素,必要时进行相互比较,拿出切实可行的施工方案,在保证工程安全和质量的前提下,尽可能的降低工程费用,做到事半功倍。 

  (二)对原材料进行科学选择。 

  1.水泥的选择。常用的各种水泥抗冻性高低由大到小排列如下:硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰或粉煤灰硅酸盐水泥。在冬季混凝土的施工中,应根据工程的实际情况,在综合考虑水泥水化热的大小和进行配比试验的基础上选择好水灰比和水泥的最低用量。在冬季混凝土施工中,要选择采用水化热高且早期强度高的普通硅酸盐水泥,而且水泥标号应大于32.5,水灰比要求小于0.6,每m3的混凝土,至少要使用300kg的水泥。 

  2.砂石骨料的选择。在进料拌和前必须将混有冻结块、冰雪的砂石骨料清除干净。混凝土的冻融与砂石骨料的吸水性密切相关,品质低的骨料吸水率大,而且骨料本身容易受冻裂化,故应优先选用吸水率较小的骨料。 

  3.外加剂的选择。与混凝土性能有关常见外加剂有:引气剂、防冻剂、早强剂等。防冻剂是混凝土冬季施工拌和时经常使用到的外加剂,它能降低水的固化温度,使混凝土在负温下达到硬化,并使混凝土最终达到常温养护下的质量水平。掺用引气剂,在保持混凝土配合比不变的情况下,加入引气剂后生成的气泡,相应增加了水泥浆的体积,提高拌和物的流动性,改善其粘聚性及保水性,缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力,提高混凝土的抗冻性。早强剂能起到提高混凝土的早期强度,并对后期强度无显著的作用,能通过加速水泥水化的速度,促使混凝土的早期强度得到发展,使混凝土还没受到冻害之前就达到需要的强度。 

  (三)冬期混凝土的拌制方法及要求。施工拌制混凝土用的砂、石、水泥和水,均应保持正温。投料顺序,应先投入砂石和水,然后再投入水泥。砂石料必须清洁,不得含有冰雪等冻结物及易冻裂的矿物质。拌制混凝土时应遵守以下规定:应由专人配制防冻剂溶液,严格掌握防冻剂的掺量;严格控制混凝土水灰比,由骨料带入的水份及防冻剂溶液中的水分均应从拌合水中扣除;搅拌前应用热水冲洗搅拌机,搅拌时间比常温搅拌时间延长2分钟;混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃,入模温度不低于5℃。 

  (四)冬季混凝土的防冻措施。在冬期施工时,宜选择强制式搅拌机,为确保混凝土的搅拌质量,冬期施工时除合理选择搅拌机型号外,还要确定装料容积、投料顺序和搅拌时间等。 

  1、装料容积。混凝土搅拌机的规格常以装料容积表示,装料容积通常只为搅拌几何容积的1/2~1/3。一次搅拌好的混凝土体积称为出料容积,约为装料容积的55%-75%。混凝土搅拌机以其出料容积(m2)×1000标定规格,常用规格有150L,250L,350L等,容积过大有可能造成搅拌时间过长,不利于施工准备和工程进度的要求,容积过小则散热过快,对混凝土的保温不利。 

  2、投料顺序。冬期搅拌混凝土的合理投料顺序应与材料加热条件相适应。一般是先投骨料和加热的水,待搅拌一定时间后,水温降到40℃左右时,再投入水泥继续搅拌到规定的时间,要绝对避免水泥出现假凝。 

  3、搅拌时间。为满足各组成材料间的热平衡,冬期拌制混凝土时应比常温规定的搅拌时间适当延长。对搅拌掺有外加剂的混凝土时,搅拌时间应取常温搅拌时间的1.5倍。 

  四、结语 

  由于冬季混凝土施工的特殊性,需要考虑到多方面的情况进行科学有效施工。为了克服冬季混凝土施工的艰难性,要在充分了解冬季混凝土施工特点的基础上把握桥梁工程冬季混凝土施工过程中需要注意的问题,只有这样,才能充分保证混凝土工程的绩效性,才能提高我国桥梁工程建设质量。 

  参考文献: 

  [1]党向荣.浅谈混凝土的冬季施工方法[J].山西建筑,2010(35) 

  [2]郭殿波、夏鹏.浅谈混凝土的冬季施工措施[J].黑龙江科技信息,2011(09) 

  [3]李迎雪.浅谈冬季混凝土施工的方法及技术措施[J].黑龙江科技信息,2011(16)

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