冬施混凝土施工的質(zhì)量控制及強(qiáng)度增長(zhǎng)的研究

1、冬施混凝土施工的質(zhì)量控制及強(qiáng)度增長(zhǎng)的研究羅志佳( 中建交通建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東省青島市，郵編：266101)摘要：當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5 天穩(wěn)定低于5即進(jìn)入冬期施工，在工程建設(shè)施工過(guò)程當(dāng)中受自然天氣及施工進(jìn)度的影響，不可避免的要進(jìn)行冬期施工，本文結(jié)合本項(xiàng)目部冬施施工的具體情況淺談冬施混凝土的質(zhì)量控制，及對(duì)混凝土早期強(qiáng)度增長(zhǎng)的研究。關(guān)鍵詞： 道路工程，冬季施工，質(zhì)量控制，早期強(qiáng)度，成熟度1 混凝土冬施的一般原理工程建設(shè)施工，因?yàn)樽匀粭l件的影響，許多工程的混凝土冬季施工就不可避免了，當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5 天穩(wěn)定低于5即進(jìn)入冬期施工，只要采取適當(dāng)?shù)氖┕し椒?，避免新澆混凝土早期浸凍，是外露混凝土與

2、冬季氣溫保持較小溫差，也會(huì)取得和天暖施工時(shí)的效果。冬季混凝土施工的原理為混凝土拌和物澆筑后之所以能逐漸凝結(jié)和硬化，直接獲得最終強(qiáng)度，是由于水泥的水化作用，而水泥的水化作用的速度主要隨著溫度的高低而變化。因此，當(dāng)溫度升高時(shí)，水化作用加快，強(qiáng)度增長(zhǎng)也較快；而當(dāng)溫度降低到 0時(shí)，存在于混凝土中的水有一部分開(kāi)始結(jié)冰，逐漸由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，這時(shí)參與水化作用的水減少了，因此，水化作用減慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)相應(yīng)較慢。溫度繼續(xù)下降，當(dāng)存在混凝土中的水完全變成冰，也就是完全由液相變?yōu)楣滔鄷r(shí)，水泥水化作用基本停止，此時(shí)強(qiáng)度就不再增長(zhǎng)。同時(shí)，水變成冰后，體積約增大 9%，同時(shí)產(chǎn)生約 2500Kg/m3 的冰脹應(yīng)力，這個(gè)應(yīng)力值

3、常常大于水泥石內(nèi)部形成的初期強(qiáng)度值，使混凝土受到不同程度的破壞（即早期受凍破壞）而降低強(qiáng)度。此外，當(dāng)水變成冰后，還會(huì)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(qiáng)度。當(dāng)冰凌融化后，又會(huì)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成各種各樣的空隙，而降低了混凝土的密實(shí)性和耐久性。由此可見(jiàn)，在冬施混凝土施工中，水的形態(tài)變化是影響混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的關(guān)鍵。2 混凝土冬施過(guò)程中的質(zhì)量控制2.1冬施混凝土配合比設(shè)計(jì)為有效控制和預(yù)防冬施混凝土裂縫的發(fā)生，應(yīng)根據(jù)工程所處條件，對(duì)砂率、水灰比、水泥用量及摻合料用量等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇最優(yōu)方案。規(guī)范要求，混凝土冬期施工應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥和普通硅

4、酸鹽水泥，水泥標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于42.5 號(hào)，最小水泥用量不應(yīng)少于300Kg/m3，水灰比不應(yīng)大于0.6 。必要時(shí)，可加入防凍劑。本工程所采用的混凝土配合比用水泥為P.O 42.5水泥，水灰比為0.37 ，抗凍等級(jí)為F150。因此，本配合比符合混凝土的冬期施工，同時(shí)混凝土中加入有高性能減水劑，使得混凝土用水量進(jìn)一步減小，混凝土的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)更快，能更早的達(dá)到混凝土的受凍臨界強(qiáng)度。2.2冬施混凝土生產(chǎn)過(guò)程控制為確保冬期施工混凝土的質(zhì)量，拌制混凝土所采用的骨料應(yīng)清潔，不得含有冰、雪、凍塊及其他易凍裂物質(zhì)。在摻含有鉀、鈉離子的防凍劑混凝土中，不得采用活性骨料，或在骨料中混有這類(lèi)物質(zhì)的骨料。混凝土拌和站原材

5、料車(chē)間需搭設(shè)棚架，囤積的骨料應(yīng)一次堆放，使其含水率降低并保持一致。砂石料存放車(chē)間內(nèi)封閉保溫，避免雨雪浸淋。拌合水加熱，使水溫保證混凝土出機(jī)溫度達(dá)到15為標(biāo)準(zhǔn)?；炷涟枵緫?yīng)選擇盡量靠近施工地點(diǎn)，以減少混凝土運(yùn)輸過(guò)程中的熱量損失，混凝土運(yùn)輸車(chē)罐體加蓋保溫棉被，保證生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)谋?。同時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土拌和物的攪拌時(shí)間，保證混凝土的均勻性?；炷涟韬秃同F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，要嚴(yán)格控制混凝土拌和用水量和外加劑的摻量，禁止拌和和施工人員私自加水。2.3 冬施混凝土澆筑施工時(shí)的質(zhì)量控制混凝土在澆筑前，應(yīng)清除模版上的冰雪和污垢。在施工時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土振搗的控制。適當(dāng)?shù)恼駬v對(duì)密實(shí)混凝土，使混凝土形成緊密堆積有積極作

6、用，但如果對(duì)混凝土過(guò)振會(huì)導(dǎo)致混凝土的離析，使其表面形成較厚的浮漿層，導(dǎo)致塑性收縮裂縫，所以對(duì)新澆筑混凝土要振搗均勻，不能漏振也不能過(guò)振。澆筑時(shí)要嚴(yán)禁施工人員往混凝土中任意加水，這樣不僅會(huì)使混凝土的性能劣化，水分增多，更易受凍，還會(huì)使混凝土的塑性收縮率增大，在搗棒的作用下，空氣和水滯留在鋼筋和粗骨料下方，使得混凝土內(nèi)部疏松，并可能引起鋼筋上部混凝土開(kāi)裂?；炷翝仓戤呉院螅瑧?yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行二次壓光。二次壓光的時(shí)間應(yīng)控制在沁水充分發(fā)揮之后才開(kāi)始進(jìn)行，不宜過(guò)早開(kāi)始二次壓光，混凝土表面有沁水的時(shí)候，絕對(duì)不能進(jìn)行終飾抹面工序，這是一條基本定律，聒噪的抹面會(huì)在沁水停止前封閉表面及薄層表面下積蓄的沁水和空氣，

7、會(huì)引起混凝土脫皮和薄層脫落。2.4冬施混凝土澆筑部位的養(yǎng)護(hù)及試塊留置規(guī)范規(guī)定，冬期澆筑的混凝土其受凍臨界強(qiáng)度應(yīng)符合下列規(guī)定：普通混凝土采用硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥配置時(shí)，應(yīng)為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的30%，采用礦渣硅酸鹽水泥配置的混凝土，應(yīng)為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的40%，但混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C10 及以下時(shí)，不得小于25N/mm。摻用防凍劑的混凝土，當(dāng)室外最低氣溫不低于-15 時(shí)，不得小于4.0MPa，當(dāng)室外最低氣溫不低于-30 時(shí)，不得小于5MPa。 1因此，冬施時(shí)混凝土達(dá)到臨界強(qiáng)度前需進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，不同餓養(yǎng)護(hù)可使結(jié)構(gòu)的抗裂能力和早期強(qiáng)度大幅提高，不當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)會(huì)造成強(qiáng)度損失，充分的養(yǎng)護(hù)是保

8、證混凝土早期強(qiáng)度快速增長(zhǎng)和保證混凝土不致裂縫的必要條件。本工程采用的是暖棚法，對(duì)澆筑完成的混凝土部位留置測(cè)溫孔，進(jìn)行溫度測(cè)試。當(dāng)采用暖棚法時(shí)，棚內(nèi)各測(cè)點(diǎn)溫度不得低于5，并設(shè)專(zhuān)人檢測(cè)棚內(nèi)及混凝土溫度，每晝夜不得少于四次，形成混凝土養(yǎng)護(hù)測(cè)溫記錄。養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)測(cè)量棚內(nèi)濕度，混凝土不得有失水現(xiàn)象。當(dāng)有失水現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取增濕措施或在混凝土表面灑水養(yǎng)護(hù)。相對(duì)與天暖時(shí)混凝土澆筑試塊留置相比，除了留置足夠的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊，冬施混凝土澆筑需留置充足的同條件試塊，以用來(lái)檢驗(yàn)混凝土實(shí)體的早期強(qiáng)度，及時(shí)掌握混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況，同條件養(yǎng)護(hù)試塊的養(yǎng)護(hù)條件必須和施工現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)條件相一致。3 冬施混凝土的早期強(qiáng)度研究冬季施

9、工時(shí)，施工人員需要及時(shí)了解混凝土強(qiáng)度的發(fā)展情況，及時(shí)進(jìn)入下步工序。如本工程采用暖棚法養(yǎng)護(hù)混凝土實(shí)體，在停止人工加熱養(yǎng)護(hù)前，混凝土強(qiáng)度是否已達(dá)到穩(wěn)定的強(qiáng)度。施工現(xiàn)場(chǎng)留置的同條件試件固然可以解決一部分問(wèn)題，但由于施工條件的影響留置的同條件試件的強(qiáng)度很難和實(shí)體結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度保持一致。如果制件取樣不當(dāng)時(shí)，其代表性就較差，又由于模板未拆，不能采用其他非破損的方法進(jìn)行測(cè)試，因此采用成熟度規(guī)則來(lái)估算強(qiáng)度是一種方便有效的方法?；炷脸墒於纫?guī)則為，當(dāng)混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度為一變量時(shí)，混凝土的強(qiáng)度可用成熟度的方法來(lái)估算。其原理是相同配合比的混凝土，在不同的溫度、時(shí)間下養(yǎng)護(hù)，只在成熟度相等，其強(qiáng)度大致相同。本法適用于不

10、摻外加劑在 50以下正溫養(yǎng)護(hù)和摻外加劑在30以下正溫養(yǎng)護(hù)的混凝土，亦可用于摻防凍劑的負(fù)溫混凝土。本法適用于估算混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值60以內(nèi)的強(qiáng)度值。 2使用本法估算混凝土強(qiáng)度，需要用實(shí)際工程使用的混凝土原材料和配合比，制作不少于5 組混凝土立方體標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)，得出1、 2、 3、 7、 28d 的強(qiáng)度值。同時(shí)需取得現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)混凝土的溫度實(shí)測(cè)資料（溫度、時(shí)間） 。本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用的是海灣大橋青島端接線工程墩柱用C30 高性能混凝土，其標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件17d 齡期強(qiáng)度如下表，表 1混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度齡期（ d）123723.0910.114.0918.53強(qiáng)度（ N/mm）成熟度（ h）8401

11、68025205880將混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)早期試塊強(qiáng)度代入成熟度- 強(qiáng)度回歸曲線方程：3bfaeM （ 22-14 ）（式 3.1 ）式中 f 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度（N/mm2）；tM混凝土的成熟度（ h）；按下式計(jì)算： M0 (T 15) t ；（式 3.2 ）t 兩次測(cè)溫間隔時(shí)間（h）；a、 b參數(shù)。計(jì)算得 a=42.5843,b=-1795.0178。繪制成熟度強(qiáng)度曲線，如下圖：成熟度 - 強(qiáng)度曲線a20P15M/10強(qiáng)度 /Mpa度強(qiáng) 5002000400060008000成熟度 /( h）圖 1 成熟度強(qiáng)度曲線通過(guò)實(shí)測(cè)混凝土成熟度，通過(guò)對(duì)照上曲線圖，可以查的相對(duì)應(yīng)混凝土強(qiáng)度，或?qū)⒒炷潦?/p>

12、凍臨界強(qiáng)度代入式3.1 ，計(jì)算出達(dá)到混凝土受凍臨界強(qiáng)度時(shí)混凝土的成熟度，進(jìn)而得到混凝土達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度所需時(shí)間。下表為本工程冬施測(cè)得的混凝土澆筑后養(yǎng)護(hù)測(cè)溫記錄及成熟度計(jì)算表：表 2 混凝土養(yǎng)護(hù)測(cè)溫記錄及成熟度計(jì)算表12345從澆筑起算養(yǎng)護(hù)時(shí)間 /(h)實(shí)測(cè)養(yǎng)護(hù)溫度 /( )間隔時(shí)間 t/ （h） 平均溫度 T/ （）（ T+15)t066867132121069144181261115624126121623013612.516536136131684214613.51714814614174合計(jì)：（ T+15)t12721795.0178b1795.0178f 42.5843eMM837.9

13、915(C h)ln f ln aln 5 ln 42.5843查表 2 得混凝土養(yǎng)護(hù)28 30h 時(shí)，暖棚法養(yǎng)護(hù)的混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度已滿足抗凍臨界強(qiáng)度要求。通過(guò)以上計(jì)算可以得知，采用成熟度法則計(jì)算冬施時(shí)早期混凝土強(qiáng)度，避免了因同條件試件的取樣及養(yǎng)護(hù)導(dǎo)致的離散性大不準(zhǔn)確，并且成熟度法則計(jì)算混凝土早期強(qiáng)度較準(zhǔn)確穩(wěn)定，使得施工人員及時(shí)掌握了解混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況，對(duì)保證混凝土施工質(zhì)量、加快工程進(jìn)度、縮短工期、提高設(shè)備周轉(zhuǎn)率、提高經(jīng)濟(jì)效益，具有很大現(xiàn)實(shí)意義。4 結(jié)論工程建設(shè)中，因工期及自然條件影響，不可避免的要進(jìn)行冬季混凝土施工。在冬季混凝土施工中加強(qiáng)混凝土質(zhì)量控制是保證工程施工質(zhì)量的唯一途徑。同時(shí)在冬季

14、施工時(shí)選擇合理有效的冬施混凝土施工措施不僅能更好的保證工程施工質(zhì)量，還能節(jié)約成本、加快工程進(jìn)度、縮短工期、提高經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)1. 建筑工程冬期施工規(guī)程JGJ 104-97 ，黑龍江省寒地建筑科學(xué)研究院，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998年 6 月，232.李恩陽(yáng)，混凝土成熟度在施工中的應(yīng)用，西北水資源與水工程，1996 年，第七卷，第四期3.建筑工程冬期施工規(guī)程JGJ 104-97 ，黑龍江省寒地建筑科學(xué)研究院，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998年 6 月，68作者簡(jiǎn)介 羅志佳，中建交通建設(shè)集團(tuán)有限公司，現(xiàn)在青島海灣大橋（北橋位）青島端接線工程第十二合同項(xiàng)目經(jīng)理部，從事試驗(yàn)工作。電話 18632086

15、630，郵箱 461124344。：本文已發(fā)表，發(fā)表時(shí)間2012.02.20，山西建筑，第38卷，第6期，羅志佳、趙冬。本頁(yè)下面內(nèi)容為贈(zèng)送的可以自由編輯刪除【最新資料Word 版可自由編輯！】1Z101000 工程經(jīng)濟(jì)1Z101010 資金時(shí)間價(jià)值的計(jì)算及應(yīng)用P111利息的計(jì)算P112.資金等值計(jì)算及應(yīng)用P513.名義利率于有效利率的計(jì)算P111Z101020 技術(shù)方案經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)P1421經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)的內(nèi)容P1422.經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系P1823.投資收益率分析P1924.投資回收期分析P2225.財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值分析P2426.財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率分析P2527.基準(zhǔn)收益率的確定P2628.償債能力

16、分析P281Z101030 技術(shù)方案不確定分析P3131不確定性分析P3132盈虧平衡分析P3333敏感性分析P381Z101040 技術(shù)方案現(xiàn)金流量表的編制P4141技術(shù)方案現(xiàn)金流量表P4242技術(shù)方案現(xiàn)金流量表的構(gòu)成要素P451Z101050 設(shè)備更新分析P5351設(shè)備磨損與補(bǔ)償P5352設(shè)備更新方案的比選P5553設(shè)備更新方案的比選方法P561Z101060 設(shè)備租賃與購(gòu)買(mǎi)方案的比選分析P6161設(shè)備租賃與購(gòu)買(mǎi)的影響因素P6162設(shè)備租賃與購(gòu)買(mǎi)的比選分析P621Z101070 價(jià)值工程在工程建設(shè)中的應(yīng)用P6671提高價(jià)值的途徑P6772價(jià)值工程在工程建設(shè)應(yīng)用中的實(shí)施步驟P711Z1010

17、80 新技術(shù)、新工藝和新材料應(yīng)用方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析P7881新技術(shù)、新工藝和新材料應(yīng)用方案的選擇原則P7982新技術(shù)、新工藝和新材料應(yīng)用方案的技術(shù)分析P7983新技術(shù)、新工藝和新材料應(yīng)用方案的經(jīng)濟(jì)分析P801Z102000 工程財(cái)務(wù)1Z102010 財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)基礎(chǔ)P8411財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)的職能P8412會(huì)計(jì)核算的原則P8513會(huì)計(jì)核算的基本前提P8614會(huì)計(jì)要素的組成和會(huì)計(jì)等式的應(yīng)用P881Z102020 成本與費(fèi)用P9121費(fèi)用與成本的關(guān)系P9122.工程成本的確認(rèn)和計(jì)算方法P9323.工程成本的核算P9924.期間費(fèi)用的核算P1051Z102030 收入P10631收入的分類(lèi)及確認(rèn)P10632.建

18、造（施工）合同收入的核算P1091Z102040利潤(rùn)和所得稅費(fèi)用P11441利潤(rùn)的計(jì)算P11442所得稅費(fèi)用的確認(rèn)P1171Z102050 企業(yè)財(cái)務(wù)報(bào)表P12351財(cái)務(wù)報(bào)表的構(gòu)成P12352資產(chǎn)負(fù)債表的內(nèi)容和作用P12453利潤(rùn)表的內(nèi)容和作用P12754現(xiàn)金流量表的內(nèi)容和作用P12855財(cái)務(wù)報(bào)表附注的內(nèi)容和作用P1321Z102060 財(cái)務(wù)分析P13361財(cái)務(wù)分析方法P13362基本財(cái)務(wù)比率的計(jì)算和分析P1351Z102070 籌資管理P13971資金成本的作用及其計(jì)算P13972短期籌資的特點(diǎn)及和方式P14173長(zhǎng)期籌資的特點(diǎn)及和方式P1451Z102080 流動(dòng)資產(chǎn)財(cái)務(wù)管理P14881現(xiàn)金

19、和有價(jià)證券的財(cái)務(wù)管理P14882應(yīng)收賬款的財(cái)務(wù)管理P15083存貨的財(cái)務(wù)管理P1511Z103000 建設(shè)工程估價(jià)1Z103010 建設(shè)工程項(xiàng)目總投資P15311建設(shè)工程項(xiàng)目總投資的組成P15312.設(shè)備及工器具購(gòu)置費(fèi)的組成P15513.工程建設(shè)其他費(fèi)的組成P1581Z103020 建筑安裝工程費(fèi)用項(xiàng)目的組成與計(jì)算P16521按費(fèi)用構(gòu)成要素劃分的建筑安裝工程費(fèi)用項(xiàng)目組成P16522按造價(jià)形式劃分的建筑安裝工程費(fèi)用項(xiàng)目組成P16823建筑安裝工程費(fèi)用計(jì)算方法P17024建筑安裝工程計(jì)價(jià)程序P1741Z103030 建設(shè)工程定額P17731建設(shè)工程定額的分類(lèi)P17732人工定額的編制P17933材料消耗定額的編制P18234施工機(jī)械