橋梁混凝土冬期施工技術(shù)及質(zhì)量控制

1、12 一、冬期施工概述二、冬期施工要求三、冬期施工混凝土養(yǎng)護方法四、冬期混凝土施工的質(zhì)量檢查與控制3建筑工程冬期施工規(guī)程（JGJT104-2011）混凝土結(jié)構(gòu)工程施工驗收規(guī)范 ( GB50204-2015) 混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范(GB50119-2013 )混凝土外加劑 (GB8076-2008) 混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) (GB50164-2011 )混凝土防凍劑 (JC475-2004)城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范（CJJ2-2008）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）4n建筑工程冬期施工規(guī)程（JGJ1042011）規(guī)定：當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5即進入冬期施工；

2、當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)高于5時解除冬期施工。n城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范（CJJ2-2008）規(guī)定： 當(dāng)工地晝夜平均氣溫連續(xù)5d低于5或最低氣溫低于-3時，應(yīng)確定混凝土進入冬期施工。5n混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結(jié)和硬化，直至獲得最終強度，是由于水泥水化作用的結(jié)果。而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，主要隨著溫度的高低而變化。當(dāng)溫度升高時，水化作用加快，強度增長也較快；而當(dāng)溫度降低到0時，存在于混凝土中的水有一部分開始結(jié)冰，逐漸由液相（水）變?yōu)楣滔啵ㄋ?。這時參與水泥水化作用的水減少了，因此，水化作用減慢，強度增長相應(yīng)較慢。溫度繼續(xù)下降，當(dāng)存在于混凝土中的水完全變

3、成冰，也就是完全由液相變?yōu)楣滔鄷r，水泥水化作用基本停止，此時強度就不再增長。6n水變成冰后，體積約增大9%，同時產(chǎn)生冰脹應(yīng)力，其應(yīng)力值常常大于混凝土初期強度值，使混凝土受到不同程度的破壞而降低強度。此外，當(dāng)水變成冰后，還會在骨料和鋼筋表面上產(chǎn)生顆粒較大的冰凌，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結(jié)力，從而影響混凝土的抗壓強度。當(dāng)冰凌融化后，又會在混凝土內(nèi)部形成空隙，降低混凝土的密實性及耐久性。由此可見，在冬季混凝土施工中，水的形態(tài)變化是影響混凝土強度增長的關(guān)鍵。國內(nèi)外許多學(xué)者對水在混凝土中的形態(tài)進行大量的試驗研究結(jié)果表明，新澆混凝土在凍結(jié)前有一段預(yù)養(yǎng)期，可以增加其內(nèi)部液相，減少固相，加速水泥的水化作用。

4、試驗研究還表明，混凝土受凍前預(yù)養(yǎng)期愈長，強度損失愈小。7n混凝土化凍后（即處在正常溫度條件下）繼續(xù)養(yǎng)護，其強度還會增長，不過增長的幅度大小不一。對于預(yù)養(yǎng)期長，獲得初期強度較高（如達到R28的35%）的混凝土受凍后，后期強度幾乎沒有損失。而對于安全預(yù)養(yǎng)期短，獲得初期強度比較低的混凝土受凍后，后期強度都有不同程度的損失。由此可見，混凝土凍結(jié)前，要使其在正常溫度下有一段預(yù)養(yǎng)期，以加速水泥的水化作用，使混凝土獲得不遭受凍害的最低強度，一般稱臨界強度，即可達到預(yù)期效果。對于臨界強度，各國規(guī)定取值不等，我國規(guī)定為不低于設(shè)計標(biāo)號的30%，也不得低于3.5MPa。81、混凝土凍結(jié)溫度： 1.52開始凍結(jié)（游離

5、水占1/22/3） 24全部凍結(jié)（吸附水）。2、混凝土受凍后造成最終強度損失：原因 - 冰脹應(yīng)力使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋（受凍越早則裂紋越多、越大）；鋼筋和粗骨料表面形成冰膜而影響粘結(jié)力。特點 - 凍結(jié)越早、水灰比越大，則強度損失越多。3、混凝土強度增長緩慢，制約工期：當(dāng)混凝土、砂漿澆筑后，如果氣溫很低，強度增長也變的緩慢。例如，當(dāng)混凝土在5 條件下養(yǎng)護28d，其強度僅達標(biāo)養(yǎng)28d強度的60%左右。欲使混凝土強度有較快的增長，必須采取特殊措施方能滿足施工進度的要求。9l 原理：u受凍臨界強度是負(fù)溫混凝土冬期施工中的重要技術(shù)指標(biāo)，在達到此強度之后，混凝土即使受凍也不會對后期強度及性能指標(biāo)產(chǎn)生影響。

6、u當(dāng)混凝土未達允許受凍臨界強度受凍,則解凍后標(biāo)養(yǎng)至28d，其最終強度損失5% 。10冬期澆筑的混凝土，其受凍臨界強度應(yīng)符合下列規(guī)定： 采用蓄熱法、暖棚法、加熱法等施工的普通混凝土，采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥配制時，不應(yīng)小于設(shè)計混凝土強度等級值的30%；采用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥時，不應(yīng)小于設(shè)計混凝土強度等級值的40%； 當(dāng)室外最低氣溫不低于-15時，采用綜合蓄熱法、負(fù)溫養(yǎng)護法施工的混凝土受凍臨界強度不應(yīng)小于4.0 MPa；當(dāng)室外最低氣溫不低于-30時，采用負(fù)溫養(yǎng)護法施工的混凝土受凍臨界強度不應(yīng)小于5.0MPa；113.對強度等級等于或高于C50

7、的混凝土，不宜小于設(shè)計混凝土強度等級值的30%；4.對有抗?jié)B要求的混凝土，不宜小于設(shè)計混凝土強度等級值的50%；5.對有抗凍耐久性要求的混凝土，不宜小于設(shè)計混凝土強度等級值的70%；6.當(dāng)采用暖棚法施工的混凝土中摻入早強劑時，可按綜合蓄熱法受凍臨界強度取值；7.當(dāng)施工需要提高混凝土強度等級時，應(yīng)按提高后的強度等級確定受凍臨界強度。12l 水泥冬期施工宜選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。蒸汽養(yǎng)護可選礦渣水泥。摻防凍劑嚴(yán)禁用高鋁水泥最小水泥用量不宜低于280kg/m3。水灰比或水膠比應(yīng)小于0.55或0.5。 注：1 大體積混凝土的最少水泥用量，應(yīng)根椐實際情況決定； 2 強度等級不大于C15的混凝土，

8、其最大水灰比和最少水泥用量可不受以上限制； 3 本規(guī)程所稱的水膠比，普通混凝土系指水與水泥(包括摻合料）重量之比；輕骨料混凝土系指水泥的凈水灰比（水不包括輕骨料1h吸水量，水泥不包括摻加的混合料）。13l 骨料拌制混凝土所用骨料應(yīng)清潔，不得含有冰、雪、凍塊及其他易凍裂物質(zhì)。摻用含有鉀、鈉離子的防凍劑混凝土，不得采用活性骨料或在骨料中混有這類物質(zhì)的材料。l 外加劑非加熱養(yǎng)護法混凝土施工所選用的外加劑應(yīng)含有引氣組分，含氣量宜控制在3%5%。基本組成：減水組分+防凍組分+早強組分+引氣組分+其它助劑預(yù)應(yīng)力禁止使用含亞硝酸鹽類的外加劑（管道灌漿）。14l 材料加熱溫度應(yīng)據(jù)熱工計算確定；l 混凝土原材料

9、加熱宜采用加熱水的方法，當(dāng)加熱水仍不能滿足要求時，再對骨料進行加熱。l 水、骨料加熱的最高溫度應(yīng)符合下表的規(guī)定。水泥強度等級水泥強度等級水溫水溫骨料溫度骨料溫度42.5水泥80 60 42.5水泥60 40 注：水可加熱到100，但水泥不得與80以上水接觸，防止“假凝”；水泥不加熱，在暖棚內(nèi)存放。15n主要適用于在0左右的混凝土施工。具體做法：n選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗結(jié)果表明，應(yīng)使用早強硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且在早期強度最高，一般3天抗壓強度大約相當(dāng)于普通硅水泥7天的強度，效果較明顯。n盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達到齡期強度的時間。

10、16n摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑后生成的氣泡，相應(yīng)增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。n摻加早強外加劑，縮短混凝土的凝結(jié)時間，提高早期強度。應(yīng)用較普遍的有硫酸鈉（摻用水泥用量的2%）和MSF復(fù)合早強試水劑（摻水泥用量的5%）。n選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹系數(shù)相近。17 混凝土攪拌站要嚴(yán)格按照實驗室發(fā)出的配合比通知單位進行生產(chǎn)，不得擅自修改配合比。攪拌前先用熱水沖洗攪拌機10分鐘，攪拌時間為常溫攪拌的1.5倍。攪拌時的投料順序為石砂水水泥和摻合料外加劑。生產(chǎn)

11、期間，派專人負(fù)責(zé)骨料倉的下料，以清除砂石凍塊。保證水灰比不大于0.55。攪拌站要與氣象單位保持密切聯(lián)系，對防凍劑要嚴(yán)格控制其摻量。保證混凝土的坍落度不超過200mm。18n保證混凝土出攪拌機（車）溫度不低于10C。n混凝土在運輸中要求：不得有表層凍結(jié)、混凝土離析、水泥砂漿流失、坍落度損失等現(xiàn)象；運輸中混凝土降溫度速度不得超過5Ch，保證混凝土的入模溫度不得低于5C；嚴(yán)禁使用有凍結(jié)現(xiàn)象的混凝土；罐車必須裝上保溫套，接料前用熱水濕潤后倒凈余水，以減少混凝土的熱損失。 19清除模板、鋼筋上的冰雪、污垢；不得在強凍脹性的地基上澆筑；大體積混凝土澆上層時，下層溫度2；混凝土拌合物的入模溫度不宜低于10

12、；采用加熱養(yǎng)護的整體結(jié)構(gòu)，澆筑程序和施工縫位置的設(shè)置，應(yīng)采取能防止發(fā)生較大溫度應(yīng)力的措施。當(dāng)加熱溫度超過45時，應(yīng)進行溫度應(yīng)力核算。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，澆筑混凝土前應(yīng)對型鋼進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度宜大于混凝土入模溫度。 20n工程現(xiàn)澆構(gòu)件的拆模應(yīng)由同條件養(yǎng)護試塊強度檢驗滿足拆模條件的原則確定拆模時間。當(dāng)混凝土未達到受凍臨界強度均不得拆除保溫加熱設(shè)備。混凝土冷卻到5C，且超過臨界強度并滿足常溫混凝土拆模要求時方可拆模?；炷翜囟韧ㄟ^溫度計來測定；可通過3d同條件試驗與4MPa比較來確定混凝土是否超過臨界強度（4MPa）。21l混凝土澆筑后，利用原材料加熱及水泥水化熱的熱量，通過適當(dāng)保溫延緩混凝土冷卻，

13、使混凝土冷卻到0以前達到預(yù)期要求強度的施工方法。l原理：（1 1）水與骨料加熱水化熱保溫覆蓋 （2 2）混凝土在凍結(jié)前達到受凍臨界強度。l適用于：室外最低溫度1515時的地下工程； 表面系數(shù)（冷卻面積/ /全部體積）55m m-1-1的結(jié)構(gòu) （結(jié)構(gòu)較厚大的現(xiàn)澆混凝土）22l 綜合蓄熱法：摻早強劑或早強型外加劑的混凝土澆筑后，利用原材料加熱及水泥水化熱的熱量，通過適當(dāng)保溫，延緩混凝土冷卻，使混凝土溫度降到0或設(shè)計規(guī)定溫度前達到預(yù)期要求強度的施工方法。l 綜合蓄熱法施工應(yīng)選用具有減水、引氣等性能的早強型復(fù)合外加劑。l 混凝土澆筑后采用塑料薄膜+保溫被+塑料布對裸露表面覆蓋并保溫，確保混凝土在養(yǎng)護期

14、間保濕、保溫、防水、防風(fēng)。對邊、棱角部位的保溫層厚度應(yīng)增大到面部位的23倍。23l 模板宜采用整裝整拆方案。當(dāng)混凝土強度達到1MPa后，可使側(cè)模板輕輕脫離混凝土后，再合上繼續(xù)養(yǎng)護到拆模。l 采用綜合蓄熱法養(yǎng)護的混凝土，起始養(yǎng)護溫度應(yīng)滿足熱工計算的要求，且不得低于5。注：1 完全由保溫模板封閉的構(gòu)件（如立柱等），其起始養(yǎng)護溫度為：在混凝土攪拌、運輸、澆筑等完成后（包括模板及鋼筋吸熱）的溫度； 2 混凝土澆筑后需要保溫覆蓋的構(gòu)件(如梁、板等)，其起始養(yǎng)護溫度為：在混凝土攪拌、運輸、澆筑等完成（包括模板及鋼筋吸熱）并覆蓋保溫材料后的溫度。24混凝土蒸汽養(yǎng)護法的適用范圍應(yīng)符合下表的規(guī)定方 法簡 述特

15、點適用范圍棚罩法用帆布或其他罩子扣罩，內(nèi)部通蒸汽養(yǎng)護混凝土設(shè)施靈活，施工簡便，費用較小，但耗汽量大，溫度不宜均勻預(yù)制梁、板、現(xiàn)澆梁、地下基礎(chǔ)等蒸汽套法制作密封保溫外套，分段送汽養(yǎng)護混凝土溫度能適當(dāng)控制，加熱效果取決于保溫構(gòu)造，設(shè)施復(fù)雜墩身立柱熱模法模板外側(cè)配置蒸汽管，加熱模板養(yǎng)護加熱均勻、溫度易控制，養(yǎng)護時間短，設(shè)備費用大現(xiàn)澆梁、墩身立柱25l適用范圍：搭棚圍護，棚內(nèi)加熱至5，適用于地下結(jié)構(gòu)工程和 混凝土構(gòu)件比較集中的工程。l特點：同常溫操作；費資耗能大。l要求：1 當(dāng)采用暖棚法施工時，棚內(nèi)各測點溫度不得低于5，并應(yīng)設(shè)專人檢測混凝土及棚內(nèi)溫度。暖棚內(nèi)測溫點應(yīng)選擇具有代表性位置進行布置，在離地面

16、500mm高度處必須設(shè)點，每晝夜測溫不應(yīng)少于4次。2 養(yǎng)護期間應(yīng)測量棚內(nèi)濕度，混凝土不得有失水現(xiàn)象，否則應(yīng)及時采取增濕措施或在混凝土表面灑水養(yǎng)護。3 暖棚的出入口應(yīng)設(shè)專人管理，并應(yīng)采取防止棚內(nèi)溫度下降或引起風(fēng)口處混凝土受凍的措施。4 在混凝土養(yǎng)護期間應(yīng)將煙或燃燒氣體排至棚外，并應(yīng)采取防止煙氣中毒和防火措施。26l適用范圍：適用于表面系數(shù)大于15或不易加熱保溫，且對強度增長要求不高的一般結(jié)構(gòu)工程。l要求：負(fù)溫養(yǎng)護法施工的混凝土，應(yīng)以澆筑后5d內(nèi)的預(yù)計日最低氣溫來選用防凍劑，起始養(yǎng)護溫度不應(yīng)低于5。初冬、早春?；炷翝仓?，裸露表面應(yīng)采取保濕措施，同時根據(jù)需要采取相應(yīng)的保溫覆蓋措施。負(fù)溫養(yǎng)護法施工

17、，應(yīng)加強測溫，并用以計算混凝土成熟度；當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度降到防凍劑規(guī)定溫度之前，混凝土的抗壓強度應(yīng)符合以下規(guī)定：（1）采用負(fù)溫養(yǎng)護法的混凝土，當(dāng)室外最低氣溫不低于-10時，不得小于3.5MPa；（2）當(dāng)室外最低溫度不低于-15時，不得小于4.0MPa； （3）當(dāng)室外最低溫度不低于-30時，不得小于5.0Mpa。27282930現(xiàn)澆箱梁底模下部四周保溫支架全封閉（一）31現(xiàn)澆箱梁底模下部四周保溫支架全封閉（二）32澆筑后及時鋪設(shè)塑料薄膜保濕、巖棉被與篷布雙層保溫養(yǎng)護（一）33澆筑后及時鋪設(shè)塑料薄膜保濕、巖棉被與篷布雙層保溫養(yǎng)護（二）34混凝土澆筑后在防撞墻高程搭設(shè)保溫棚35混凝土冬期施工質(zhì)量檢查除

18、應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB 50204以及國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：1 應(yīng)檢查外加劑質(zhì)量及摻量。外加劑進入施工現(xiàn)場后應(yīng)進行抽樣檢驗，合格后方準(zhǔn)使用；（最短需要63天）2 應(yīng)根據(jù)施工方案確定的參數(shù)檢查水、骨料、外加劑溶液和混凝土出機、澆筑、起始養(yǎng)護時的溫度；3 應(yīng)檢查混凝土從入模到拆除保溫層或保溫模板期間的溫度；4 采用預(yù)拌混凝土?xí)r，原材料、攪拌、運輸過程中的溫度檢查及混凝土質(zhì)量檢查應(yīng)由預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)進行，并應(yīng)將記錄資料提供給施工單位。 36混凝土養(yǎng)護期間的溫度測量應(yīng)符合下列規(guī)定：采用蓄熱法或綜合蓄熱法時，在達到受凍臨界強度之前應(yīng)每隔4h6h測量一次

19、；采用負(fù)溫養(yǎng)護法時，在達到受凍臨界強度之前應(yīng)每隔2h測量一次；采用加熱法時，升溫和降溫階段應(yīng)每隔1h測量一次，恒溫階段每隔2h測量一次；混凝土在達到受凍臨界強度后，可停止測溫；大體積混凝土養(yǎng)護期間的溫度測量尚應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)大體積混凝土施工規(guī)范GB 50496的相關(guān)規(guī)定。 3738混凝土抗壓強度試件的留置除應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB 50204規(guī)定進行外，尚應(yīng)增設(shè)不少于二組同條件養(yǎng)護試件。 冬期施工中，為了施工單位更加有效地控制負(fù)溫混凝土過程中的質(zhì)量，特提出在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204-2002規(guī)定的同條件養(yǎng)護試件數(shù)量基礎(chǔ)上，增設(shè)不少于兩

20、組同條件養(yǎng)護試件，一組用于檢查混凝土受凍臨界強度，而另外一組或一組以上試件用于檢查混凝土拆模強度或拆除支撐強度或負(fù)溫轉(zhuǎn)常溫后強度檢查等。 39 混凝土溫控和臨界強度檢驗 冬施混凝土工程施工過程的溫度檢查和控制工作非常 重要,溫度檢測記錄是冬施混凝土工程質(zhì)量檢查的重要依據(jù)。冬施混凝土質(zhì)量控制的檢查和 測溫要做的內(nèi)容很多,如拌合水、骨料、外加劑、出攪拌機口 及澆筑時溫度,拆模時間及室外環(huán)境溫度等?；炷恋氖軆雠R界強度檢驗是采用同結(jié)構(gòu)同條件養(yǎng)護 抽取的試塊,按測溫記錄在混凝土溫度降低到0 或冰(摻 防凍劑混凝土) 點時,應(yīng)對其試塊進行抗壓強度的檢驗,是否 達到臨界強度的要求。 冬期施工混凝土在澆筑后正常情況下,溫度降低到0 或冰(摻防凍劑混凝土) 點的時間,一般需23 d ,受凍臨界強度的檢測時間也應(yīng)控制在受凍后的2 h 以內(nèi)進行。檢測時間 提前或滯后會造成混