一級建造師市政公用工程管理與實(shí)務(wù)考試必備講義匯編（4650P 城市橋梁篇）66

砼冬期施工的一些問題一砼冬施的關(guān)注點(diǎn)1.低溫或負(fù)溫下,砼強(qiáng)度發(fā)展緩慢;2.早期受凍,砼性能將嚴(yán)重受損;3.要同時滿足施工性能,抗凍融、耐腐蝕等耐久性和經(jīng)濟(jì)性的要求;4.容易產(chǎn)生溫度裂縫;5.不同的冬施方法:適用性,優(yōu)缺點(diǎn).6.對原材料,配合比,溫控,保溫,養(yǎng)護(hù)和拆模的特殊要求.二砼冬施基本原理1.溫度下降,水泥的水化速度迅速減慢.硅酸鹽水泥在-10℃以下,基本停止水化;2.砼在臨界抗凍強(qiáng)度前受凍,將使砼的力學(xué)性能和耐久性嚴(yán)重受損.3.提高砼和環(huán)境溫度,降低水膠比,摻加外加劑〔減水劑,早強(qiáng)劑,引氣劑及合格的抗凍劑〕都可以提高砼早期強(qiáng)度和抗凍性.有利于冬季施工.4.不同水泥礦物,其水化速度和水化熱高低次序?yàn)榱蜾X酸鈣＞鋁酸三鈣＞硅酸三鈣＞鈣鋁酸四鈣＞硅酸二鈣,礦物摻和料中:硅灰＞礦渣粉＞粉煤灰.提高水泥細(xì)度也有利早強(qiáng).5.砼硬化后的抗凍融性與砼水膠比,含氣量,砼飽水度及環(huán)境的凍融次數(shù)密切相關(guān),與砼早期是否受凍也有很大關(guān)系.6.砼內(nèi)外溫差過大,環(huán)境急劇降溫和干燥收縮過大都可能造成砼的開裂.在冬施中要特別關(guān)注,必須采取措施預(yù)防.三砼的早期受凍1.冬期:砼結(jié)構(gòu)環(huán)境晝夜平均氣溫連續(xù)3d低于5℃或最低氣溫低于-3℃.2.砼成型后立即受凍,抗壓強(qiáng)度將損失25-50%;在受凍臨界強(qiáng)度前受凍,將損失10%以上;如經(jīng)多次凍融,強(qiáng)度損失更大.砼早期受凍,對鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度,彎拉強(qiáng)度,抗凍性和抗?jié)B性都有很大損失.3.砼受凍臨界強(qiáng)度:一般砼為設(shè)計強(qiáng)度的30%;4.浸水凍融砼為設(shè)計強(qiáng)度的75%.摻礦渣和粉煤灰的砼為設(shè)計強(qiáng)度的40%.四滿足耐久性要求（1）碳化環(huán)境*T1T2T3（2）氯鹽環(huán)境L1L2L3（3）化學(xué)侵蝕環(huán)境H1H2H3H4（4）凍融破壞環(huán)境D1D2D3D4

1.砼抗凍性環(huán)境溫度正溫負(fù)溫交替頻繁,累進(jìn)破壞;砼飽和含水率大于90%;華北地區(qū)屬寒冷地區(qū),對于水位交界區(qū)的砼對抗凍要求很高,56d砼抗凍等級≧300.2.提高高抗抗凍凍性性的的措措施施1.降低水水膠比可可明明顯顯提提高高抗抗凍凍性性.在水水膠膠比比大大于于0.4時,礦物物摻摻和和料料對對抗抗凍凍性性有有不不利利的的影影響響,要控控制制摻摻量量.2.摻加引氣減減水劑或或引氣劑劑.砼拌和物物的含氣氣量應(yīng)根根據(jù)抗凍凍等級的的要求經(jīng)經(jīng)試驗(yàn)確確定?？箍箖龅燃壖塅300以上,砼含氣量量一般要要大于5%，氣泡間間距系數(shù)數(shù)宜<250微米.3.選用抗凍凍性好的的粗骨料料.吸水嚴(yán)重重的砂巖巖粗骨料料在凍結(jié)結(jié)過程中中產(chǎn)生膨膨脹并破破壞水泥泥石,不能采用用.3.冬施與耐耐久性京滬高鐵鐵北段〔部分區(qū)段段的部分分砼結(jié)構(gòu)構(gòu)〕凍融破壞壞:水位交界界區(qū).低水膠比比;引氣化學(xué)侵蝕蝕:水位區(qū)以以下.水泥,摻合料,低水膠比比鋼筋銹蝕蝕〔氯鹽〕:低水膠比比,保護(hù)層厚厚度冬施措施施與提高高耐久性性基本是是一致的的,如低水膠膠比,引氣.但也有矛矛盾的,如摻合料料,影響早強(qiáng)強(qiáng),對耐蝕有利.可調(diào)正摻合合料品種種、摻量量.五砼砼冬施主主要方法法1.蓄熱法和和綜合蓄蓄熱法利用加熱熱水、砂砂石的熱熱量和水水泥的水水化熱,采用適當(dāng)當(dāng)?shù)谋販卮胧┦故鬼挪皇苁軆龊途従徛禍販?在規(guī)定的的正溫條條件下,使砼達(dá)到到預(yù)期強(qiáng)強(qiáng)度.適用于環(huán)環(huán)境最低低溫度不不低于-15℃℃,地面以下下的工程程,或表面系系數(shù)M＜15m-1〔M=散熱表面面/體積〕的結(jié)構(gòu).對易凍部部位應(yīng)加加強(qiáng)保溫溫.1蓄熱法和和綜合蓄蓄熱法蓄熱法主主要措施施1.水加熱,宜＜80℃;砂石加熱熱應(yīng)＜60℃℃.砂石不加加熱時,水溫可＞＞80℃,但攪拌時時先投砂砂石水,拌勻后投投水泥.延長攪拌拌時問50%左右.砼入模溫溫度不＜＜5℃,細(xì)薄結(jié)構(gòu)構(gòu)不＜10℃℃.2.原材料宜在暖棚預(yù)預(yù)熱,攪拌設(shè)備備的環(huán)境境溫度宜宜＞10℃℃,運(yùn)輸設(shè)備備應(yīng)良好好保溫.3.砼配合比比宜用較較低水膠膠比和較較小坍落落度.水泥和礦礦物摻合合料的種種類和摻摻量從冬冬施和耐耐久性綜綜合考慮慮.適量引氣氣對抗凍凍有利,早強(qiáng)劑應(yīng)不不降低耐耐久性.2加熱法1.暖棚法:棚底溫度度不得＜＜5℃,砼表面要要濕潤.2.蒸汽加熱熱法:養(yǎng)護(hù)溫度度不得＞＞60℃3.電熱法:遠(yuǎn)紅外輻輻射,電熱毯,電極電熱熱,電磁感應(yīng)應(yīng)等用加熱法法或蓄熱熱加熱綜綜合法,對適用范范圍〔結(jié)構(gòu)表面面系數(shù)〕,升溫速度度,養(yǎng)護(hù)溫度度及有關(guān)關(guān)設(shè)備與與人身安安全都有有規(guī)定,且要通過過試驗(yàn).3摻外加劑劑法1.減水劑,包括早強(qiáng)強(qiáng)減水劑劑,引氣減水水劑,高效減水水劑.---減少用水水量,降低水膠膠比,早強(qiáng),耐久.2.早強(qiáng)劑主主意負(fù)面面作用,如氯鹽對對銹蝕影影響,硫酸鈉對對堿-骨料反應(yīng)應(yīng)影響.三乙醇胺胺的復(fù)合合物.3.防凍劑:降低液相相冰點(diǎn),摻量較大大,對耐久性性往往不不利,限制使用用.主要組分分為氯鹽鹽,亞硝酸鹽鹽等.4.硫鋁酸鹽鹽水泥+亞硝酸鹽鹽:負(fù)溫早強(qiáng)強(qiáng),適用于負(fù)負(fù)溫條件件下接頭頭錨固等等小體積砼砼或砂漿漿.六避避免砼開開裂砼開裂機(jī)機(jī)理砼受到的的拉應(yīng)變變〔拉應(yīng)力〕超過其極極限拉伸率〔抗拉強(qiáng)度度〕,砼就會開開裂.砼抗拉強(qiáng)度度約為1/10~1/12的抗壓強(qiáng)度度,砼極限拉伸伸率為0.4~1.5/萬,即40~150微應(yīng)變,而砼的干縮縮率達(dá)300~600微應(yīng)變,溫度變化20℃產(chǎn)生200微應(yīng)變,抗裂性很差差,很易開裂.應(yīng)變產(chǎn)生的的主要原因因有:砼由于各種種收縮和溫溫差引起的的變形;砼由于鋼筋筋銹蝕,硫酸鹽腐蝕蝕,堿骨料反應(yīng)應(yīng)引起的局局部膨脹;外部荷載或或基礎(chǔ)不均均勻沉降產(chǎn)產(chǎn)生的變形形.冬施主要關(guān)關(guān)注溫差和和干縮造成成的開裂.砼溫度控制制混凝土入模模溫度,冷天不低于于5度,熱天不高于于30度新混凝土與與巖土或舊舊混凝土間間溫差不大大于20度蒸養(yǎng)混凝土土靜停溫度度不低于5度,4~6h且終凝后升升溫,升溫和降溫溫速度不宜宜大于10度/時,恒溫溫度不不宜超過60度,最高為65度.養(yǎng)護(hù)水溫不不得低于混混凝土表面面溫度15度.養(yǎng)護(hù)期間混混凝土中心心與表層,表層與環(huán)境境間溫差不不超過20度,橋粱不超過過15度.例1溫差變形引引起開裂砼熱膨脹系系數(shù)約為10微應(yīng)變/℃,砼溫度變化化20℃,就產(chǎn)生200微應(yīng)變,如果砼的拉變形受到限限制〔內(nèi)外約束〕,砼內(nèi)產(chǎn)生拉拉應(yīng)力,拉應(yīng)力大于于砼抗拉強(qiáng)度時時,砼就會會開裂裂.但實(shí)際拉拉應(yīng)變與約束度度有關(guān)關(guān),與有效彈彈模與與徐變變有關(guān)關(guān),實(shí)際拉拉應(yīng)力力比計計算拉拉應(yīng)力力少許許多.實(shí)際拉應(yīng)力力σ1=實(shí)際拉拉應(yīng)變×有效彈彈模=約束度度×自由約束應(yīng)應(yīng)變×彈性模模量/〔1+徐變系系數(shù)〕σ1=R×ε×E/〔〔1+Ф〕約束度度R=0~1,一般取取0.5.徐變系系數(shù)ф=1左右.橋墩砼砼的溫溫度和和應(yīng)力力變化化砼溫升升和應(yīng)應(yīng)力曲曲線上部分分是典典型的的橋墩墩砼的的溫升升曲線線.第1階段為為升溫溫段,根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場測測試,約40h左右,砼中心心溫度度達(dá)到最最高溫溫48.8℃℃;隨后降溫,進(jìn)入第第2階段;當(dāng)砼溫溫度降降至環(huán)環(huán)境平平均氣氣溫時時〔砼內(nèi)外溫溫度接接近,約10d左右〕,進(jìn)入降降溫的的后期期,即第3階段.下部分分是與與溫升升曲線線對應(yīng)應(yīng)的應(yīng)力曲曲線,在砼升升溫時時,砼內(nèi)部的的膨脹脹潛應(yīng)應(yīng)變受受到周周邊砼砼的約約束,產(chǎn)生壓應(yīng)力力并逐漸增增加,這是第第1階段〔β1〕;第2階段〔β2〕是降溫的的前期期,壓應(yīng)力力逐漸漸減少少;第3階段〔β3〕進(jìn)入降降溫后后期,砼內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力力并且逐逐漸增加.橋墩砼砼的溫溫度和和應(yīng)力力分布布日本某某橋墩墩溫度度應(yīng)力力測試試溫度曲曲線和和應(yīng)力力曲線線墩臺砼砼溫度度和應(yīng)應(yīng)力測測試〔日本〕砼澆筑后約40h,中心溫溫度達(dá)達(dá)到55℃℃,表層溫度約約為32℃℃.以后,砼內(nèi)部溫度和和表層溫度都都逐漸漸下降降,10多天后后與環(huán)境境平均均溫度度30℃℃接近.養(yǎng)護(hù)約2個月后后拆模模.橋墩砼砼的應(yīng)應(yīng)力曲曲線也是現(xiàn)場場實(shí)測測的,與溫度度曲線線對應(yīng)應(yīng).第1階段為為升溫溫段,內(nèi)部溫度升升高,砼壓應(yīng)應(yīng)力增增加,最大壓壓應(yīng)力力為2MPa,同時,周邊砼砼產(chǎn)生生拉應(yīng)應(yīng)力,最大拉拉應(yīng)力力1.5MPa.2周后,砼溫度度降到到30℃℃以下,進(jìn)入第第3階段,即降溫溫的后后期,內(nèi)部砼產(chǎn)生生拉應(yīng)應(yīng)力,最大可可達(dá)2.5MPa,而周邊邊砼產(chǎn)產(chǎn)生較小的的壓應(yīng)力力.例2表面干干縮引引起開開裂溫差和和干縮縮引起起的表表面裂裂縫1.砼表層層砼干干縮比比內(nèi)層層嚴(yán)重重,砼自由由干縮縮率達(dá)達(dá)300-600微應(yīng)變變.由于層層間約約束,表層砼砼收縮縮拉應(yīng)應(yīng)力大大于砼砼抗拉拉強(qiáng)度度時,砼就會會開裂裂.2.砼在收收縮同同時又又迂降降溫,收縮應(yīng)應(yīng)變和和降溫溫應(yīng)變變將疊疊加.收縮應(yīng)應(yīng)變量量可換換算為為當(dāng)量量溫度度,如干縮縮率250微應(yīng)變變當(dāng)量量溫度度為25℃℃.若同時時遭受受20℃℃降溫,將有25+20=55℃℃當(dāng)量溫溫度,產(chǎn)生55××10=550微應(yīng)變變.3.砼的降降溫速速度和和干燥燥速度度直接接影響響開裂裂,一般砼砼的向向陽面面和迎迎風(fēng)面面開裂裂嚴(yán)重重,而濕養(yǎng)養(yǎng)保溫溫保濕濕良好好的的砼砼可可有有效效減少裂裂縫縫.因?yàn)闉轫彭旁谠诳炜焖偎偈苁芾瓚?yīng)應(yīng)力力時時,承受受能能力力差差.減少少砼砼的的溫溫差差和和干干縮縮裂裂縫縫1.水泥泥細(xì)度度不不宜宜過過細(xì)細(xì),C3A含量量少少,不宜宜用用早早強(qiáng)強(qiáng)水水泥泥;必要要時時可可采采取取補(bǔ)償償收收縮縮減減少少自自收收縮縮;骨料料含含泥泥料料少少,減少少粗骨骨料料粒粒徑徑;選用用干干縮縮率率較較少少的的減減水水劑劑,如聚聚羧羧酸酸鹽鹽類類.硅灰灰增增加加自自縮縮,而粉粉煤煤灰灰自自縮縮少少,又降降低低水水化化熱熱,可多摻摻.2.降低低水膠膠比比,減少少單單方方用用水水量量,減少少水泥泥和和膠膠材材用用量量,降低低干干縮縮率率.但水水膠膠比比過過低低,自縮縮大大,早期期彈彈模模高高,徐變變少少,抗裂裂性性變變差差.要綜綜合合考考慮慮.3.加強(qiáng)強(qiáng)砼砼濕濕養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù),及時時保保溫溫,復(fù)蓋蓋防防風(fēng)風(fēng),減少少干縮率率和和砼砼溫溫差差.采取取措措施施,熱天天降降低低砼砼入入模模溫溫度度,控制制砼砼最最高高溫溫升升和和降降溫溫速速度度.以后后還還要要避避免免降降溫溫和和干干縮縮的的影影響響.減少少砼砼內(nèi)內(nèi)外外、、上上下下、、日日夜夜的的溫溫差差.七其其它它注注意意事事項(xiàng)項(xiàng)1.要編編制制冬冬施施方方案案,迂情情況況變變化化,要有有應(yīng)應(yīng)變變措措施施.2.技術(shù)術(shù)方方案案要要經(jīng)經(jīng)熱熱工工計計算算及及經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)分分析析.3.圍護(hù)護(hù)保保溫溫的的材材料料和和厚厚度度,邊角角的的防防風(fēng)風(fēng)保保溫溫,砼的的養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)方方法法和和時時間間,拆模模的的時