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[摘 要]由于我国大部分地区寒冷期较长,为了保证工程的正常进行,混凝土冬季施工问题也成为国内外众多专家研究和探索的主要方向。混凝土冬季施工阶段,为了保证各项工程方案的施工质量,就必须对混凝土施工技术进行严格控制。采取适当的施工方法,可避免新浇筑的混凝土因为温度的变化产生收缩而影响施工质量。本文主要对道路桥梁冬季施工中混凝土浇筑的施工措施进行分析探讨。
[关键词]道路桥梁;冬季;混凝土浇筑技术;施工措施
中图分类号:U445.57 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)25-0184-01
1 混凝土冬季施工原理
通常定义上的混凝土是指用水泥作为胶凝材料配以砂、石等集料与水(或外加剂和掺合料)按一定的比例配合,经过搅拌、成型、养护而得的建筑材料。混凝土拌和物之所以能够凝结、硬化成一定强度的建筑材料,是因为其主要成分水泥水化作用的结果。水泥的水化速度除了与组成混凝土的材料配合比有关之外,还受到外界环境中温度的影响。当作业环境温度升高的时候,水化作用明显加快,与之相应的混凝土的强度增长也变快;相反,当环境温度降低的时候,混凝土的强度增加速度随着水化作用速度的减慢而减慢。当环境温度降低到0℃的时候,是水的冰点,混凝土中有一部分水开始结冰,混凝土的强度可以小范围增长,但是,当混凝土中的水完全结冰,由液态变为固态时,水化作用随之停止,混凝土强度不再增长。
水结成冰,体积增大,在混凝土内部产生应力,通常情况下这个应力值大于水泥内部初期形成的强度值,使得混凝土受到不同程度的破坏进而影响其强度。其次,由于水的形态变化,会在骨料表面产生颗粒较大的冰凌,减弱水泥浆和骨料的粘结力,使得混凝土的抗压能力降低。当环境温度上升后,水由固态重新变为液态,水的体积变小,在混凝土中会形成各种空隙,混凝土的密实性及耐久性下降。一系列研究发现,在混凝土冻结前,存在一段预养期,混凝土处在正常温度下,可以加速水泥的水化作用,混凝土的强度进一步增长,达到较高的程度,提高混凝土质量。不管从哪个方面来考虑,水的形态变化对于混凝土的性能都有着不可忽视的影响。
2 道路桥梁冬季施工中混凝土浇筑的施工措施分析
2.1 电加热方法
电加热方法也是保证混凝土温度稳定的一个有效方法,同时也是冬季道路桥梁施工中常见的混凝土浇筑方法。这种方法主要是将变压器和拌和站用的电缆相连接,然后再装配上相应的保护装置,再在每个拌和站的水池底部设置电热管,根据拌和站的实际大小确定地热管的数量。运用温度计对水温进行实时监测,把温度控制在合理范围内。由于冬季温度较低,应该采取一定的措施防止温度散失,可以将顶口的配备棚盖结垢,然后与水温箱配合使用,水温箱在使用的过程中也可以起到一个加热的作用,跟电热管相互配合,保证好混凝土的温度,为混凝土浇筑施工创设最有利的施工条件。
2.2蒸汽加热方法
蒸汽加热方法对于保证冬季施工混凝土温度的稳定具有重要的作用,添加蒸汽锅炉可以保持在混凝土制作过程中进行正常的热交换。蒸汽加热方法在使用的过程中需要将蒸汽管道和拌和站的水池、预制场等连接起来,这样蒸汽管道蒸汽锅炉可以通过这些管道把温度较高的蒸汽传输到相应的位置。这样能充分保障混凝土在制作过程中各部分温度的稳定,可以有效减少外部寒冷温度对混凝土制作过程的影响。蒸汽加热方法在运用的过程中采取措施防止温度散失,提高蒸汽的利用效率,使其在混凝土制作过程中发挥出应有的作用。
3 冬季道路桥梁混凝土浇筑技术
3.1浇筑施工技术
首先,在承臺顶面的浇筑中,需要通过电热毯、土工布等来进行保温;在承台周围围堰砌筑到 3cm 左右时,可以将电热毯取走,并向顶面围堰中注入适量的冷却水,来保证混凝土温度; 对于承台的侧面,需要通过使用彩条布密封承台和钢桩围堰间隙顶口,使其形成碰撞结构,起到减少热损失的作用;其次,当环境温度过低时,仅靠保温措施已经难以满足混凝土浇筑的温度要求,此时为确保承台的温度,需要在彩色布密封的围堰空间中加入碘钨灯,来对承台进行加热;同时,也要重视承台的加温防护,避免温度升高过快或者过高,起到反作用;第三,在墩柱浇筑过程中,需要先对模板进行预热,然后再外部包裹土工布进行保温;同时,由于墩柱浇筑过程较为复杂,会增加保温处理的困难,为尽量控制浇筑造成的温度散失,在完成改良浇筑后,要及时在顶面上覆盖塑料薄膜、土工布来起到保温作用,当环境温度过低时,还要结合电热毯一起使用;对于墩柱的侧面、地面,通过彩布条密封来进行保温防护;最后,对于混凝土施工缝,保温防护的有效措施是热水浇淋、碘钨灯加热,把温度控制在5℃作用。
3.2浇筑质控技术
(1)预热钢筋、模板和混凝土,通常来说,当环境温度低于-10℃时,直径26mm以上钢筋都需要加热,浇筑混凝土材料的温度应当超过6℃,如果混凝土浇筑的是稀薄截面构件,其温度应当超过10℃;(2)浇筑过程的控制,混凝土的浇筑采取分层浇筑方式,要持续进行,避免有中断情况发生,每层浇筑厚度以22cm为宜。其次,对于混凝土浇筑过程中的裂缝问题,需要先清洁裂缝,然后使用水泥砂浆涂抹裂缝,水泥砂浆厚度以 16mm 为宜,用量要根据裂缝大小、深度来确定;如果裂缝造成混凝土直接接触外部低温环境,还需要通过调温处理来补救。第三,在混凝土浇筑完成后,其养护需要采取蒸汽保温的方法,通过合理设置蒸汽管道和设计管道气眼,使混凝土表面接受的高温蒸汽分布均匀,保证混凝土整体温度的平衡;对于箱梁的木质模板,施工温度如果低于5℃,保温防护的方法设搭设暖棚,且要确保暖棚的密封性良好,确保蒸汽养护温度的恒定,实现预期的养护目标。
3.3加强混凝土在后期养护中的管理
在混凝土浇筑结束之后,可以采取的养护措施主要包括以下几点:(1)暖棚法养护,根据结构物高低调整棚高采用钢构架作为支架,外搭篷布,设置暖棚,并预留出入口封闭四周。在棚内安放燃煤炉等保证内部温度在15 ℃左右。同时,暖棚内应保持一定的湿度,当湿度不足时,采取向混凝土面或者模板洒水、覆盖湿润的草袋等方式增加湿度。(2)蒸汽养护法,以锅炉提供所需蒸汽,透过适当的蒸汽管路配置及养护棚保温混凝土。当水灰比较低的时候,蒸汽养护法比较容易达到设计的强度。相反,水灰比较高的时候,蒸汽养护的效果十分有限。(3)在养护过程中,工作人员应该做好测温工作,当发现温差过大的时候,要及时覆盖保温,使得混凝土减缓降温速度,慢慢地收缩,降低混凝土约束应力,进一步提高结构抗拉能力。
3.4混凝土的拆模
在混凝土质量达到要求的抗冻强度和拆模强度之后,就可以拆除模板。当混凝土与环境温差在10℃与15℃之间时,拆除模板后应立即在其表面采取覆盖措施。采用暖棚养护的混凝土,环境温度仍在0℃以下时,应该等待混凝土温度冷却到5℃以下时,再拆除模板。从长期的施工经验来看,冬季施工由于混凝土水化速度过快,导致在3d之内就可以达到峰值,之后温度开始下降。
结束语
综上所述,在道路桥梁工程建设中,冬季混凝土施工是难以避免的,如果处理不当,就容易引发混凝土质量问题,影响整个道路桥梁工程的质量和安全。因此,必须充分了解冬季混凝土施工存在的问题,掌握正确的冬季混凝土技术施工工艺,来减少冬季不良环境因素的干扰,确保混凝土施工质量可靠,为道路桥梁工程建设发展提供帮助。
参考文献
[1]刘克辉.道路桥梁冬季施工中混凝土的浇筑技术[J].桥梁隧道,2011(12).
[2]张贺.简析冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑方法的改良[J].四川建材,2012(06).
[关键词]道路桥梁;冬季;混凝土浇筑技术;施工措施
中图分类号:U445.57 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)25-0184-01
1 混凝土冬季施工原理
通常定义上的混凝土是指用水泥作为胶凝材料配以砂、石等集料与水(或外加剂和掺合料)按一定的比例配合,经过搅拌、成型、养护而得的建筑材料。混凝土拌和物之所以能够凝结、硬化成一定强度的建筑材料,是因为其主要成分水泥水化作用的结果。水泥的水化速度除了与组成混凝土的材料配合比有关之外,还受到外界环境中温度的影响。当作业环境温度升高的时候,水化作用明显加快,与之相应的混凝土的强度增长也变快;相反,当环境温度降低的时候,混凝土的强度增加速度随着水化作用速度的减慢而减慢。当环境温度降低到0℃的时候,是水的冰点,混凝土中有一部分水开始结冰,混凝土的强度可以小范围增长,但是,当混凝土中的水完全结冰,由液态变为固态时,水化作用随之停止,混凝土强度不再增长。
水结成冰,体积增大,在混凝土内部产生应力,通常情况下这个应力值大于水泥内部初期形成的强度值,使得混凝土受到不同程度的破坏进而影响其强度。其次,由于水的形态变化,会在骨料表面产生颗粒较大的冰凌,减弱水泥浆和骨料的粘结力,使得混凝土的抗压能力降低。当环境温度上升后,水由固态重新变为液态,水的体积变小,在混凝土中会形成各种空隙,混凝土的密实性及耐久性下降。一系列研究发现,在混凝土冻结前,存在一段预养期,混凝土处在正常温度下,可以加速水泥的水化作用,混凝土的强度进一步增长,达到较高的程度,提高混凝土质量。不管从哪个方面来考虑,水的形态变化对于混凝土的性能都有着不可忽视的影响。
2 道路桥梁冬季施工中混凝土浇筑的施工措施分析
2.1 电加热方法
电加热方法也是保证混凝土温度稳定的一个有效方法,同时也是冬季道路桥梁施工中常见的混凝土浇筑方法。这种方法主要是将变压器和拌和站用的电缆相连接,然后再装配上相应的保护装置,再在每个拌和站的水池底部设置电热管,根据拌和站的实际大小确定地热管的数量。运用温度计对水温进行实时监测,把温度控制在合理范围内。由于冬季温度较低,应该采取一定的措施防止温度散失,可以将顶口的配备棚盖结垢,然后与水温箱配合使用,水温箱在使用的过程中也可以起到一个加热的作用,跟电热管相互配合,保证好混凝土的温度,为混凝土浇筑施工创设最有利的施工条件。
2.2蒸汽加热方法
蒸汽加热方法对于保证冬季施工混凝土温度的稳定具有重要的作用,添加蒸汽锅炉可以保持在混凝土制作过程中进行正常的热交换。蒸汽加热方法在使用的过程中需要将蒸汽管道和拌和站的水池、预制场等连接起来,这样蒸汽管道蒸汽锅炉可以通过这些管道把温度较高的蒸汽传输到相应的位置。这样能充分保障混凝土在制作过程中各部分温度的稳定,可以有效减少外部寒冷温度对混凝土制作过程的影响。蒸汽加热方法在运用的过程中采取措施防止温度散失,提高蒸汽的利用效率,使其在混凝土制作过程中发挥出应有的作用。
3 冬季道路桥梁混凝土浇筑技术
3.1浇筑施工技术
首先,在承臺顶面的浇筑中,需要通过电热毯、土工布等来进行保温;在承台周围围堰砌筑到 3cm 左右时,可以将电热毯取走,并向顶面围堰中注入适量的冷却水,来保证混凝土温度; 对于承台的侧面,需要通过使用彩条布密封承台和钢桩围堰间隙顶口,使其形成碰撞结构,起到减少热损失的作用;其次,当环境温度过低时,仅靠保温措施已经难以满足混凝土浇筑的温度要求,此时为确保承台的温度,需要在彩色布密封的围堰空间中加入碘钨灯,来对承台进行加热;同时,也要重视承台的加温防护,避免温度升高过快或者过高,起到反作用;第三,在墩柱浇筑过程中,需要先对模板进行预热,然后再外部包裹土工布进行保温;同时,由于墩柱浇筑过程较为复杂,会增加保温处理的困难,为尽量控制浇筑造成的温度散失,在完成改良浇筑后,要及时在顶面上覆盖塑料薄膜、土工布来起到保温作用,当环境温度过低时,还要结合电热毯一起使用;对于墩柱的侧面、地面,通过彩布条密封来进行保温防护;最后,对于混凝土施工缝,保温防护的有效措施是热水浇淋、碘钨灯加热,把温度控制在5℃作用。
3.2浇筑质控技术
(1)预热钢筋、模板和混凝土,通常来说,当环境温度低于-10℃时,直径26mm以上钢筋都需要加热,浇筑混凝土材料的温度应当超过6℃,如果混凝土浇筑的是稀薄截面构件,其温度应当超过10℃;(2)浇筑过程的控制,混凝土的浇筑采取分层浇筑方式,要持续进行,避免有中断情况发生,每层浇筑厚度以22cm为宜。其次,对于混凝土浇筑过程中的裂缝问题,需要先清洁裂缝,然后使用水泥砂浆涂抹裂缝,水泥砂浆厚度以 16mm 为宜,用量要根据裂缝大小、深度来确定;如果裂缝造成混凝土直接接触外部低温环境,还需要通过调温处理来补救。第三,在混凝土浇筑完成后,其养护需要采取蒸汽保温的方法,通过合理设置蒸汽管道和设计管道气眼,使混凝土表面接受的高温蒸汽分布均匀,保证混凝土整体温度的平衡;对于箱梁的木质模板,施工温度如果低于5℃,保温防护的方法设搭设暖棚,且要确保暖棚的密封性良好,确保蒸汽养护温度的恒定,实现预期的养护目标。
3.3加强混凝土在后期养护中的管理
在混凝土浇筑结束之后,可以采取的养护措施主要包括以下几点:(1)暖棚法养护,根据结构物高低调整棚高采用钢构架作为支架,外搭篷布,设置暖棚,并预留出入口封闭四周。在棚内安放燃煤炉等保证内部温度在15 ℃左右。同时,暖棚内应保持一定的湿度,当湿度不足时,采取向混凝土面或者模板洒水、覆盖湿润的草袋等方式增加湿度。(2)蒸汽养护法,以锅炉提供所需蒸汽,透过适当的蒸汽管路配置及养护棚保温混凝土。当水灰比较低的时候,蒸汽养护法比较容易达到设计的强度。相反,水灰比较高的时候,蒸汽养护的效果十分有限。(3)在养护过程中,工作人员应该做好测温工作,当发现温差过大的时候,要及时覆盖保温,使得混凝土减缓降温速度,慢慢地收缩,降低混凝土约束应力,进一步提高结构抗拉能力。
3.4混凝土的拆模
在混凝土质量达到要求的抗冻强度和拆模强度之后,就可以拆除模板。当混凝土与环境温差在10℃与15℃之间时,拆除模板后应立即在其表面采取覆盖措施。采用暖棚养护的混凝土,环境温度仍在0℃以下时,应该等待混凝土温度冷却到5℃以下时,再拆除模板。从长期的施工经验来看,冬季施工由于混凝土水化速度过快,导致在3d之内就可以达到峰值,之后温度开始下降。
结束语
综上所述,在道路桥梁工程建设中,冬季混凝土施工是难以避免的,如果处理不当,就容易引发混凝土质量问题,影响整个道路桥梁工程的质量和安全。因此,必须充分了解冬季混凝土施工存在的问题,掌握正确的冬季混凝土技术施工工艺,来减少冬季不良环境因素的干扰,确保混凝土施工质量可靠,为道路桥梁工程建设发展提供帮助。
参考文献
[1]刘克辉.道路桥梁冬季施工中混凝土的浇筑技术[J].桥梁隧道,2011(12).
[2]张贺.简析冬季道路桥梁施工中混凝土浇筑方法的改良[J].四川建材,2012(06).