寒冷條件下混凝土結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)關(guān)鍵

        摘要：我國(guó)寒冷地區(qū)地域遼闊，占全國(guó)面積50%以上，冬季時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3~6個(gè)月。但由于工期要求，冬季施工是不可避免的，保質(zhì)、保量按時(shí)完成冬季施工任務(wù)，對(duì)加快我國(guó)寒冷地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)意義重大。由于混凝土施工對(duì)溫度要求較高，必須采取適當(dāng)?shù)氖┕し椒ǎ疚恼撌隽嘶炷梁錀l件下施工的原理及施工方法，并介紹了兩種施工方法。

　　關(guān)鍵詞：冬季施工,混凝土,電熱毯養(yǎng)護(hù),工頻渦流養(yǎng)護(hù)

　　1 引言

　　薩哈林州位于俄羅斯的最東方，屬于大陸性氣候，氣候寒冷，夏季短暫，冬季長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月，冬天的平均氣溫都在-19°C 至-24°C 之間，北方地區(qū)氣溫最低可到-40°C。筆者曾常年在俄羅斯薩哈林州工作，先后參與實(shí)施了南薩哈林斯克太平洋酒店項(xiàng)目、辦公樓項(xiàng)目及現(xiàn)澆混凝土立體停車樓項(xiàng)目等多項(xiàng)工程，根據(jù)多年冬季施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了在寒冷條件下混凝土結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)關(guān)鍵。

　　2 結(jié)構(gòu)工程寒冷條件下施工原理及注意事項(xiàng)

　　(1)結(jié)構(gòu)工程冬季施工的原理

　　混凝土是由水泥、集料、水和外加劑等物質(zhì)組成的混合物�；炷劣不倪^(guò)程主要是水泥的水化反應(yīng)，溫度越高水化速率越高。冬季施工時(shí)，受凍后的混凝土若正溫中融解并重新結(jié)硬時(shí)，強(qiáng)度可繼續(xù)增長(zhǎng);若混凝土在常溫下澆注7-10天后再受凍，混凝土解凍后強(qiáng)度增長(zhǎng)的最終值幾乎不受影響;混凝土越早受凍，對(duì)其強(qiáng)度增長(zhǎng)越不利。由此可見(jiàn)，冬季結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵在于澆注初期水化反應(yīng)能否順利進(jìn)行。

　　(2)結(jié)構(gòu)工程寒冷條件下施工時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

　　從結(jié)構(gòu)工程冬季施工的原理可知，冬季澆注混凝土?xí)r，溫度對(duì)于混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)起著至關(guān)重要的作用，混凝土攪拌時(shí)，出料溫度不能低于10 ，且攪拌時(shí)間應(yīng)較常溫施工增加50%左右。運(yùn)輸時(shí)間應(yīng)盡可能的縮短，運(yùn)輸途中應(yīng)有保溫措施。澆筑后的混凝土要求在72小時(shí)內(nèi)養(yǎng)生溫度應(yīng)保持在10 以上，接下來(lái)7天盡可能保持在5 以上。

　　3 結(jié)構(gòu)工程寒冷條件下施工技術(shù)方法

　　冬季混凝土施工的方法大致分為兩個(gè)環(huán)節(jié)：一是在混凝土拌制運(yùn)輸過(guò)程中采取一定的溫控措施，使混凝土在拌合樓出機(jī)口的溫度滿足一定的要求;另一環(huán)節(jié)為混凝土澆注及養(yǎng)護(hù)期間的溫控措施。這兩個(gè)環(huán)節(jié)的溫控主要以加熱和保溫蓄熱為主[1]。

　　3.1 寒冷條件下施工對(duì)原料的處理方法

　　混凝土在冬季施工問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，在于使新澆筑的混凝土的強(qiáng)度在受凍前就能大于某臨界強(qiáng)度或者在處于負(fù)溫時(shí)就能保證水泥水化繼續(xù)進(jìn)行的液相存在，為達(dá)到此目的對(duì)原料可采取的工藝措施有冷法和熱法兩種。

　　冷法施工主要是采用物理方法---增加水泥的磨細(xì)程度，制成快硬水泥。通過(guò)試驗(yàn)證明：400號(hào)普通水泥，水灰比0.5，水泥用量250 ，制成的混凝土，成型后立即在 下養(yǎng)護(hù)28天，強(qiáng)度僅為正常養(yǎng)護(hù)28天的5%，磨細(xì)后可達(dá)正常養(yǎng)護(hù)28天強(qiáng)度的19%;成型后現(xiàn)在 下養(yǎng)護(hù)40小時(shí)，再在 下養(yǎng)護(hù)28天，未磨的強(qiáng)度達(dá)到正常養(yǎng)護(hù)28天的60%，重磨的達(dá)到正常養(yǎng)護(hù)28天強(qiáng)度的72%[2]。

　　為保證冬季混凝土的拌制溫度，原材料加熱應(yīng)優(yōu)先采用水加熱的方法，當(dāng)熱水不能滿足要求時(shí)，再對(duì)骨料進(jìn)行加熱。當(dāng)水、骨料達(dá)到規(guī)定溫度仍不能滿足熱工計(jì)算要求時(shí)，可提高水溫到100 ，但水泥不得與80 以上的水直接接觸。

　　3.2 混凝土的運(yùn)輸

　　采用混凝土罐車運(yùn)輸。應(yīng)根據(jù)施工量、施工進(jìn)度、運(yùn)距、灌注時(shí)間、道路運(yùn)輸?shù)纫蛩�，合理配備運(yùn)輸車的數(shù)量，確�；炷吝B續(xù)澆灌。同時(shí)應(yīng)注意在運(yùn)輸過(guò)程中的溫度損失不宜超過(guò)5~6℃。

　　3.3 混凝土的澆筑

　　混凝土澆筑前，應(yīng)清理模板和鋼筋上的冰雪和污垢，宜采用木模板施工，有條件時(shí)，澆筑前可用熱空氣噴模板和鋼筋，混凝土振搗成型后立即覆蓋，必須保證在開(kāi)始養(yǎng)護(hù)前的溫度滿足要求。分層澆筑大體積混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，已澆筑的混凝土在未被一層混凝土覆蓋上前不應(yīng)低于2℃。

　　4 結(jié)構(gòu)工程寒冷條件下的養(yǎng)護(hù)技術(shù)

　　我國(guó)冬季混凝土養(yǎng)護(hù)根據(jù)自然條件、熱源條件和使用原料的不同大體上可以分為兩大類：養(yǎng)護(hù)期間不加熱的方法和養(yǎng)護(hù)期間加熱的方法。

　　外界溫度不是很低時(shí)，可以在攪拌混凝土的過(guò)程中提高混凝土拌合物的溫度，使其在入模后有一定的溫度，加上模板外的保溫材料，則不需在養(yǎng)護(hù)期額外加熱，即可使混凝土在短期內(nèi)獲得必要的允許受凍臨界強(qiáng)度。這就是養(yǎng)護(hù)期間不加熱的方法。

　　當(dāng)處于嚴(yán)寒地區(qū)時(shí)，混凝土澆筑后必須利用外部熱源對(duì)新澆筑的混凝土進(jìn)行加熱養(yǎng)護(hù)。加熱的方法又可分為間接加熱法和直接加熱法。直接加熱法是利用加熱器直接加熱混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。間接加熱法是采用暖棚或蒸汽加熱空氣來(lái)養(yǎng)護(hù)混凝土。本文將重點(diǎn)介紹加熱養(yǎng)護(hù)中的工頻渦流養(yǎng)護(hù)混凝土工藝、電熱毯養(yǎng)護(hù)工藝。

　　4.1 電熱毯法

　　電熱毯法適用于混凝土水平構(gòu)件的上表面或豎向構(gòu)件外側(cè)的保溫養(yǎng)護(hù)。該方法需要的材料有：電焊機(jī)、 電纜線、 導(dǎo)線若干長(zhǎng)度，電熱毯若干塊、玻璃絲布、22號(hào)火燒絲、小白線、草簾等。

　　電熱毯法施工工藝：電熱毯用22號(hào)火燒絲和幅面為0.9米的加層玻璃布制成，然后在木模板上釘兩排釘子將 米的雙層玻璃布的底層套在釘子上，再用0.8mm的火燒絲在兩排釘子間纏繞10道，上面蓋上雙層玻璃布的頂層。一般出于安全考慮，施加電壓為36V以下。電焊機(jī)二次出線采用 環(huán)形敷設(shè)。各電熱毯BVR軟線與干線采用并聯(lián)相接，接頭處纏繞絕緣膠布。操作中要注意安全，且需要定時(shí)測(cè)溫度，超過(guò)40度時(shí)要拉閘斷電，溫度降至20度時(shí)繼續(xù)加熱[4]。

　　4.2 工頻渦流養(yǎng)護(hù)混凝土工藝

　　工頻渦流養(yǎng)護(hù)混凝土工藝是根據(jù)金屬導(dǎo)熱性能良好，采用電磁感應(yīng)原理，利用鋼模板及必要的電熱管使電能轉(zhuǎn)化為熱能來(lái)加熱養(yǎng)護(hù)混凝土。此方法適用于北方寒冷地區(qū)，最低可適用于 ，操作簡(jiǎn)便，溫度可控，可隨時(shí)根據(jù)室外溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，且成本比較低[5]。

　　工頻渦流養(yǎng)護(hù)工藝：選用5臺(tái)BX1—500型電焊機(jī), 每三根柱子串聯(lián)為一組, 每?jī)山M并聯(lián), 由一臺(tái)電焊機(jī)供電,每臺(tái)電焊機(jī)總輸出電流I≈146A, 不足電焊機(jī)容量的1/3。每根柱子模板外繞BLX—36導(dǎo)線40匝或雙股BLX—16導(dǎo)線40匝。電焊機(jī)設(shè)置原則及設(shè)置位置: 電焊機(jī)盡量沿建筑物周圍設(shè)置, 每臺(tái)電焊機(jī)旁設(shè)專用的漏電開(kāi)關(guān)箱。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　混凝土冬季施工的關(guān)鍵就是前期的保溫工作，要提前做好準(zhǔn)備。從原材料入手，對(duì)混凝土的拌合、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)，直到拆模進(jìn)行全過(guò)程控制，保證混凝土冬季施工的品質(zhì)。如果不提前準(zhǔn)備和防范，會(huì)影響工程質(zhì)量、進(jìn)度，措施不當(dāng)會(huì)給工程質(zhì)量帶來(lái)隱患，因此，在工程即將進(jìn)入冬期前作好防范，在施工期間作好控制是必要的，是保證工程質(zhì)量必須的措施。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 金連才. 西藏高寒地區(qū)冬季混凝土施工新技術(shù)與方案選擇—冬季混凝土施工中太陽(yáng)能預(yù)熱系統(tǒng)研究[D]. 同濟(jì)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2003.

　　[2] 王異. 國(guó)外混凝土冬季施工概況[J]. 水泥—混凝土,1979,25(5):53一46.

　　[3] 李正士. 青藏高原多年凍土區(qū)耐久混凝土施工技術(shù)[J]. 施工技術(shù),2006,35(4):26一28.

　　[4] 夏宗軍. 自制電熱毯及工頻渦流法在動(dòng)氣混凝土養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用[J]. 建筑工人,12007,8:4一5.

　　[5] 李建華. 工頻渦流養(yǎng)護(hù)混凝土工藝[J]. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,23(4):509一512.