建筑施工技術(武漢理工)教學課件：單元8季節(jié)性施工市公開課一等獎百校聯(lián)賽特等獎課件

單元8季節(jié)性施工第1頁8.1概述單元8季節(jié)性施工目錄8.2混凝土結構工程冬期施工8.3土方工程冬期施工8.4砌體工程冬期施工規(guī)范相關要求第2頁8.5雨期施工目錄8.6建筑工程冬期施工應注意問題單元8季節(jié)性施工第3頁單元8季節(jié)性施工季節(jié)性施工是指雨季、冬季施工。常規(guī)施工方法已經不能適應其要求，必須依據(jù)詳細情況選擇合理方法，制訂對應辦法來確保施工質量。第4頁單元8季節(jié)性施工本單元圍繞地基基礎與主體結構工程冬期施工和雨期施工開展討論，闡述其施工特點、基本要求、施工過程和注意事項。學生應結合當?shù)貧夂驐l件，了解季節(jié)性施工基本概念，從詳細情況出發(fā)掌握不一樣季節(jié)施工關鍵點。第5頁8.1概述第6頁8.1.1.1冬期施工特點（1）冬期施工期是質量事故多發(fā)期。（2）冬期施工發(fā)覺質量事故呈滯后性。（3）冬期施工技術要求高，能源消耗多，施工費用增加。8.1.1冬期施工特點和標準8.1概述第7頁8.1.1.2冬期施工標準冬期施工標準是：確保質量，節(jié)約能源，降低費用，確保工期。冬期施工必須做好組織、技術、材料等方面準備工作。第8頁8.1.2.1雨期施工特點（1）含有突然性。（2）帶有突擊性。（3）雨期往往連續(xù)時間較長，從而影響工期。對這一點要有充分預計并做好合理安排。8.1.2雨期施工特點和要求第9頁8.1.2.2雨期施工要求（1）在編制施工組織設計時，要依據(jù)雨期施工特點，將不宜在雨期施工分項工程避開雨期施工，對于必須在雨期施工分項工程，做好充分準備工作和防范辦法。（2）合理進行施工安排。（3）做好材料防雨、防潮和施工現(xiàn)場排水等準備工作。第10頁8.2混凝土結構工程冬期施工第11頁依據(jù)《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ104—）要求，冬期施工期限劃分標準是：依據(jù)當?shù)囟嗄隁鉁刭Y料統(tǒng)計，當室外日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃即進入冬期施工；當室外日平均氣溫連續(xù)5天高于5℃時解除冬期施工。8.2.1冬期施工期限劃分標準8.2混凝土結構工程冬期施工第12頁新澆混凝土在養(yǎng)護早期遭受凍結，當氣溫恢復到正溫后，即使正溫養(yǎng)護至一定齡期，也不能到達其設計強度，這就是混凝土早期凍害?；炷聊苣Y硬化并取得強度，是水泥水化反應結果。水和溫度是水泥水化反應能夠進行必要條件。8.2.2混凝土早期凍害及受凍臨界強度第13頁當溫度降到5℃時，水化反應速度遲緩，當溫度降到0℃時，水化反應基本停頓；當溫度降到-4～-2℃時，混凝土內部游離水開始結冰，游離水結冰后體積增大約9%，在混凝土內部產生冰脹應力，使強度尚低混凝土內部產生微裂縫和孔隙，同時損害混凝土和鋼筋黏結力，造成結構強度降低?；炷猎缙趦龊κ且驗榛炷羶炔克Y冰所致。第14頁冬期施工混凝土，其受凍臨界強度應符合以下要求：普通混凝土采取硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制時，應為設計混凝土強度標準值30%；采取礦渣硅酸鹽水泥配制時，應為設計混凝土強度標準值40%；但混凝土強度等級為C10及以下時，受凍臨界強度不得小于5N/mm2。摻用防凍劑混凝土，當室外最低氣溫不低于-15℃時，受凍臨界強度不得小于4.0N/mm2；當室外最低氣溫不低于-30℃時，不得小于5.0N/mm2。第15頁（1）對材料和材料加熱要求①冬期施工混凝土用水泥，應優(yōu)先使用活性高、水化熱大硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，不宜用火山灰質硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。蒸汽養(yǎng)護時用水泥品種經試驗確定。水泥強度等級不應低于42.5MPa，最小水泥用量不宜少于300kg/m3；水灰比不應大于0.6；水泥不得直接加熱，使用前1～2天運往暖棚存放，注意保暖和防潮。8.2.3混凝土冬期施工工藝要求第16頁②骨料要在冬期施工前清洗和貯備，并覆蓋防雨雪材料，適當采取保溫辦法，預防骨料內夾有冰碴和雪團。③水比熱容大，是砂石骨料5倍左右，所以，冬期施工拌制混凝土應優(yōu)先采取加熱水方法。當加熱水達不到要求時，才考慮加熱砂和石子。砂石可采取蒸汽直接通入骨料中來加熱。第17頁加熱水時，應考慮加熱最高溫度，以免水泥直接接觸過熱水而產生“假凝”現(xiàn)象。水泥假凝是指水泥顆粒碰到溫度較高熱水時，顆粒表面很快形成薄而硬殼，阻止水泥與水水化作用進行，使水泥水化不充分，新拌混凝土拌合物和易性下降，造成混凝土強度下降。第18頁混凝土拌合物及組成材料加熱最高允許溫度按表8.1采取。④鋼筋焊接和冷拉施工，氣溫不宜低于-20℃。預應力鋼筋張拉溫度不宜低于-15℃。表8.1拌合水及骨料最高溫度

項目水泥強度等級拌和水（℃）骨料（℃）1強度等級小于52.5MPa普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥80602強度等級等于和大于52.5MPa普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥6040第19頁（2）混凝土攪拌、運輸、澆筑冬期施工中外界氣溫低，因為空氣和容器熱傳導，混凝土在攪拌、運輸和澆筑過程中應加強保溫，預防熱量損失過大。①混凝土攪拌②混凝土運輸③混凝土澆筑第20頁混凝土冬期施工方法是指確保混凝土在硬化過程中不受早期凍害，在正溫度養(yǎng)護條件下到達臨界強度各種辦法?；炷炼谑┕T用方法有：蓄熱法、摻外加劑、早強水泥法、外部加熱法、綜合蓄熱法等。8.2.4混凝土冬期施工方法第21頁8.2.4.1蓄熱保溫法蓄熱保溫法是將混凝土原材料（水、砂、石）預先加熱，經過攪拌、運輸、澆筑成型后混凝土仍能保持一定正溫度，以適當材料覆蓋保溫，預防熱量散失過快，充分利用水泥水化熱，使混凝土在正溫度條件下增加強度?；炷猎诶鋮s到0℃以前到達允許受凍臨界強度。常采取保溫材料是保溫效果好、價格低廉、起源廣地方材料。第22頁保溫材料施工貯存中應防雨防潮，保持干燥，以免降低保溫性能。蓄熱法養(yǎng)護含有施工工藝簡單，節(jié)約設備，冬期施工費用低及適應性強優(yōu)點，為冬期施工普遍采取，但需要養(yǎng)護期較長。第23頁冬期施工熱工計算以下：（1）混凝土拌合物溫度式中T0——混凝土拌合物溫度，℃； mw、mce、msa、mg——水、水泥、砂、石用量，kg； Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石溫度，℃； wsa、wg——砂、石含水率，%； c1——水比熱容，kJ/（kg·K）； c2——水溶解熱，kJ/kg。當骨料溫度大于0℃時，c1=4.2kJ/（kg·K），c2=0kJ/kg；當骨料溫度小于等于0℃時，c1=2.1kJ/（kg·K），c2=335kJ/kg。T0=［0.9（mceTce+msaTsa+mgTg）+4.2Tw（mw-wsamsa-wgmg）+c1（wsaTsa+wgmgTg）-c2（wsamsa+wgmg）］/［4.2mw+0.9（mce+msa+mg）］

（8.1）第24頁（2）混凝土拌合物出機溫度式中T0——混凝土拌合物溫度，℃； T1——混凝土拌合物出機溫度，℃； Ti——攪拌機棚內溫度，℃。T1=T0-0.16（T0-Ti）

（8.2）第25頁（3）混凝土拌合物經運輸至成型完成時溫度式中T2——混凝土拌合物經運輸至成型完成時溫度，℃； tt——混凝土自運輸至澆筑成型完成時間，h； n——混凝土轉運次數(shù)； Ta——運輸時環(huán)境溫度，℃； α——溫度損失系數(shù)，當用混凝土攪拌輸送車時，α=0.25；當用開敞式大型自卸汽車時，α=0.20；當用開敞式小型自卸汽車時，α=0.30；當用封閉式自卸汽車時，α=1.0；當用手推車時，α=0.50。T2=T1-（αtt+0.032n）（T1-Ta）

（8.3）第26頁（4）考慮模板和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時溫度式中T3——考慮模板和鋼筋吸熱影響，混凝土成型完成時 溫度，℃；cc、cf、cs——混凝土、模板材料、鋼筋比熱容，kJ/ （kg·K）； mc——每立方米混凝土質量，kg； mf、ms——與每立方米混凝土相接觸模板、鋼筋質量，kg； Tf、Ts——模板、鋼筋溫度（未預熱者可采取當初環(huán)境溫度），℃。（8.4）第27頁8.2.4.2綜合蓄熱法綜合蓄熱法是在蓄熱保溫法基礎上，在配制混凝土時采取快硬早強水泥，或摻用早強外加劑；在養(yǎng)護混凝土時采取早期短時加熱，或采取棚罩加強圍護保溫，以延長正溫養(yǎng)護期，加緊混凝土強度增加。綜合蓄熱法可分為低蓄熱養(yǎng)護和高蓄熱養(yǎng)護兩種方式。低蓄熱養(yǎng)護主要以使用早強水泥或摻低溫早強劑、防凍劑為主，使混凝土遲緩冷卻至冰點前到達允許受凍臨界前強度。第28頁當日平均氣溫不低于-15℃、表面系數(shù)為6～12、選取高效保溫材料時，宜采取低蓄熱養(yǎng)護。高蓄熱養(yǎng)護除摻用外加劑外，還以采取短時加熱為主，使混凝土在養(yǎng)護期內到達要求受荷強度。當日平均氣溫低于-15℃、表面系數(shù)大于13時，宜采取短時加熱高蓄熱養(yǎng)護，也慣用于搶險工程。采取綜合蓄熱法時應進行熱工計算，原材料應進行加熱，提升混凝土入模溫度，普通控制溫度為20℃左右；外加劑要慎重選擇，經試驗確定其摻入量；合理地選擇干燥高效保溫材料。第29頁8.2.4.3摻外加劑混凝土冬季施工方法外加劑作用是使混凝土產生早強、減水防凍效果；在負溫下，加速凝結硬化。摻外加劑法可使混凝土冬期施工工藝簡化，節(jié)約能源，降低冬期施工費用，是冬期施工有發(fā)展前途施工方法。第30頁（1）摻氯鹽混凝土①不得摻用氯鹽情況在以下情況下，不得在鋼筋混凝土中摻用氯鹽：a在高濕度空氣環(huán)境中使用結構，如排出大量蒸汽車間、澡堂、洗衣房和經常處于空氣相對濕度大于80%房間以及有頂蓋鋼筋混凝土蓄水池；b處于水位升降部位結構；c露天結構或經常受水淋結構；d有鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位結構，以及有外露鋼筋、預埋件但無防護辦法結構；第31頁e與含有酸、堿和硫酸鹽等侵蝕性介質相接觸結構；f使用過程中經常處于環(huán)境溫度為60℃以上結構；g使用冷拉鋼筋或冷拔低碳鋼絲結構；h薄壁結構，中級或重級工作制吊車梁、屋架、落錘及鍛錘基礎等結構；i電解車間和直接靠近直流電源結構；j直接靠近高壓（發(fā)電站、變電所）結構，預應力混凝土結構。第32頁②施工注意事項a應選取強度等級大于42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水泥用量不得少于300kg/m3，水灰比不應大于0.6；b氯鹽應配制成一定濃度水溶液，嚴格計量加入，攪拌要均勻，攪拌時間應比普通混凝土攪拌時間增加50%；第33頁c混凝土澆筑必須在攪拌出機后40min內澆筑完成，以防凝結,混凝土振搗要密實；d摻氯鹽混凝土不宜采取蒸汽養(yǎng)護；e因為氯鹽對鋼筋有銹蝕作用，應用時加入水泥質量2%亞硝酸鈉阻銹劑，鋼筋保護層大于30mm。第34頁（2）負溫混凝土負溫混凝土是指采取復合型外加劑配制混凝土。在施工過程中，按實際情況選擇對原材料加熱、保溫或蓄熱養(yǎng)護等辦法，能夠起到減水、增強及阻止鋼筋銹蝕等作用，使混凝土在負溫條件下短期養(yǎng)護到達允許受凍臨界強度。第35頁①負溫防凍復合外加劑普通由防凍劑、早強劑、減水劑、引氣劑和阻銹劑等復合而成，其成份組合有三種情況：防凍組分+早強組分+減水組分；防凍組分+早強組分+引氣組分+減水組分；防凍組分+早強組分+減水組分+引氣組分+阻銹組分。早強劑能加速水泥硬化速度，提升早期強度，且對后期強度無顯著影響，如氯化鈣、氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鉀、三乙醇胺、甲醇、乙醇等。第36頁防凍劑在一定負溫條件下，能顯著降低混凝土中液相冰點，使其游離態(tài)水不凍結，確?；炷敛辉馐軆龊?。效果很好防凍劑有氯化鈉、亞硝酸鈉。減水劑在不影響混凝土和易性條件下，含有減水增強特征，能夠降低用水量，減小水灰比。慣用減水劑有：木質素磺酸鹽類、多環(huán)芳香族磺酸鹽類。第37頁引氣劑經攪拌能引入大量分布均勻微小氣泡，改進混凝土和易性；在混凝土硬化后，仍能保持微小氣泡，改進混凝土和易性、抗凍性和耐久性，慣用有松香樹脂類。阻銹劑為能夠減緩或阻止混凝土中鋼筋及金屬預埋件銹蝕作用外加劑。慣用有：亞硝酸鈉、亞硝酸鈣、鉻酸鉀等。亞硝酸鈉與氯鹽同時使用，阻銹效果最正確。第38頁②負溫混凝土施工a宜優(yōu)選水泥強度等級不低于42.5MPa硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，不宜采取火山灰水泥，禁止使用高鋁水泥。b防凍復合劑摻量應依據(jù)混凝土使用溫度而定（指摻防凍劑混凝土施工現(xiàn)場5～7天內最低溫度），其摻量按表8.2中要求。第39頁要求溫度（℃）慣用摻量（%）備注-54(1)復合防凍劑摻量包含各組分量之和；(2)CaCl2、NaCl單獨使用時，可用在-5℃以上；(3)NaNO2可用在-10℃以上；(4)硝酸鹽可用在-10℃以上；(5)早強劑、減水劑、引氣劑均計算在防凍劑中-107-1510-2015注：要求溫度是指摻防凍劑混凝土內部最低溫度。表8.2防凍劑慣用摻量

第40頁c防凍劑應配制成要求濃度溶液使用，配制時應注意：氯化鈣、硝酸鈣、亞硝酸鈣等溶液不可與硫酸溶液混合；減水劑和引氣劑不可與氯化鈣混合。鈣鹽與硫酸鈉復合使用時，先加入鈣鹽溶液攪拌一定時間，再投入硫酸鈉溶液，并延長攪拌時間拌和均勻；對于氯化鈣與引氣劑、減水劑復合配方，投料時應先加入氯化鈣溶液攪拌，出料前加入引氣劑和減水劑。d在鋼筋混凝土和預應力混凝土工程中，應摻用無氯鹽防凍復合外加劑。第41頁e必須設專員配制、保管防凍復合劑，嚴格執(zhí)行要求摻量，攪拌時間比正常時間延長50%，混凝土出機溫度不應低于7℃。f混凝土入模溫度應控制在5℃以上，澆筑與振搗要銜接緊密，連續(xù)作業(yè)。早期養(yǎng)護要嚴防受凍，溫度不得低于防凍劑要求溫度。在負溫條件養(yǎng)護時，必須覆蓋嚴密，不允許澆水。第42頁8.2.4.4混凝土人工加熱養(yǎng)護若在一定齡期內采取蓄熱法達不到要求時，可采取蒸汽、暖棚、電熱等人工加熱養(yǎng)護，為混凝土硬化創(chuàng)造條件。人工加熱需要設備且費用也較高，采取人工加熱與保溫蓄熱或摻外加劑結合，常能取得很好效果。第43頁（1）蒸汽加熱養(yǎng)護法①蒸汽加熱養(yǎng)護法分類a內熱法b蒸汽室法c蒸汽套法第44頁②采取蒸汽加熱養(yǎng)護法時應注意問題a采取蒸汽養(yǎng)護時，普通硅酸鹽水泥混凝土養(yǎng)護最高溫度不宜超出80℃，礦渣硅酸鹽水泥混凝土可達90～95℃。b應制訂合理蒸汽制度，包含預養(yǎng)、升溫、恒溫、降溫等幾個階段。第45頁預養(yǎng)是指混凝土從澆筑完成到升溫前一段養(yǎng)護時間，使混凝土到達一定強度，能承受因升溫熱膨脹而對混凝土結構產生破壞作用。升溫是指混凝土由養(yǎng)護初始溫度升到恒溫養(yǎng)護溫度一段時間；降溫是指停頓蒸汽養(yǎng)護到降至常溫一段時間。第46頁在降溫階段，混凝土失水干縮，內外溫差會使混凝土表面產生裂縫?；炷辽郎?、降溫速度不得超出表8.3要求。項次表面系數(shù)升溫速度（℃/h）降溫速度（℃/h）1≥615102<6105表8.3加熱養(yǎng)護混凝土升降溫速度

第47頁c蒸汽應采取低壓（小于0.07MPa）飽和蒸汽，加熱時應使混凝土構件受熱均勻，并注意排除冷卻水和預防結冰。d拆模必須待混凝土冷卻到+5℃以后進行。假如混凝土與外界溫度相差大于20℃時，拆模后混凝土表面應用保溫材料覆蓋，使混凝土表面冷卻遲緩進行。第48頁③蒸汽加熱法熱工計算蒸汽加熱法熱工計算包含確定升溫、恒溫、降溫養(yǎng)護時間和計算蒸汽用量。a升溫時間式中X1——升溫時間，h； t——恒溫養(yǎng)護溫度，℃； tq——混凝土養(yǎng)護時初溫，℃； tv——升溫速度，℃/h，依據(jù)表8.3確定。恒溫養(yǎng)護溫度依據(jù)設計要求要求到達強度和養(yǎng)護時間確定。（8.5）

第49頁b恒溫時間式中X2——恒溫時間，h； X0——在15℃條件下，混凝土到達要求強 度時所需時間，h； P1、P2、P3——升溫、恒溫、降溫階段當量 系數(shù)； X3——降溫時間，h。（8.6）

第50頁c降溫時間式中X3——降溫時間，h； t——混凝土恒溫養(yǎng)護時溫度，℃； tc——混凝土降溫終了時溫度，℃； tp——要求降溫速度，℃/h。（8.7）

第51頁d蒸汽需要量計算式中Q——總熱量，kJ； W——混凝土養(yǎng)護蒸汽總需要量，kg； i——蒸汽發(fā)燒量，取2500kJ/kg； α——損失系數(shù)，取0.2～0.3。（8.8）

第52頁（2）電熱法電熱法是在混凝土結構內部或外表設置電極，通以低電壓電