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我省淮北地區(qū)水利工程施工既將進入冬季施工期,晝夜溫差大,按常規(guī)的施工方法,冬季施工砼由于負溫的作用,往往滿足不了設計的要求,形成質量隱患,甚至出現事故,給國民經濟帶來損失,因此正確了解負溫條件下砼的物理—力學性質和冬季施工方法就顯得十分重要。

1水泥及砼在負溫條件下的水化機理

1.1砼早期受凍結構損壞的原因

我們知道,凍結不僅能造成水泥水化臨時中斷,水泥結構局部或全部破壞,最主要的是使骨料粘結力減弱,損壞的原因有以下三點:

1.1.1受凍時砼內部水的體積增大,形成固體結晶,這是生成內應力并造成骨料與水泥顆粒之間相對移動的起因;

1.1.2水份從內部溫度處向冷卻面滲透,從而導致生成體及毛細管增大和結構局部松解;

1.1.3在最低溫的骨料四周形成冷的水層,影響砼中砂漿與粗骨料間的粘著力;據有關測定,當WW/C=0.45,溫度在-2℃～20℃時,砼中含水率達5～20%,其余水仍長時間呈液體存在。

事實證明:W/C愈大,毛細管孔隙率與總孔隙率就愈大,砼的凍害就愈嚴重。負溫的影響主要取決于結構的形成狀態(tài),即生成程度。

1.2水的因素

1.2.1實際施工中往往W/C人為增大來使砼的和易性良好;

1.2.2水泥水化所占的體積小于水與水泥未水化前實際體積之和,故在水化后出現了氣孔;

1.2.3砼在拌和、運輸、澆筑中所混入的空氣,不可能完全因振搗而驅出;

1.2.4多于水化的水形成自由水,它是害處所在。

2負溫對砼的影響分類

在砼結構尚未形成,拌和料依然是塑性狀態(tài)的整體,固有的成份在外力的作用下可能有位移,由于負溫作用的影響可使砼松懈,最后導致達不到高強密實的結構;當結構有些生成,抵制膨脹會出現內應力,同樣可帶來最后的強度下降;假使結構已經形成,即其時孔壁與毛細管孔均能抵制由于成形出現的壓力,膨脹和應力于是不再發(fā)生,這種情況就要求砼在受凍前就得不低于必備的強度值。

2.1允許受凍臨界強度問題

據有關實際結果表明:一般不摻化學防凍、早強劑的砼,受凍臨界強度應不低于50%RR28。

需要保養(yǎng)時間視W/C而定:

W/C=0.45～0.5溫度20℃養(yǎng)護48小時

W/C=0.6～0.7溫度20℃養(yǎng)護72小時

W/C=0.8～0.9溫度20℃養(yǎng)護150小時

2.2砼受凍的過程

試驗表明:馬上受凍的砼,在0℃下10天內水化釋放熱為20℃時正常放熱的59%,溫度低于-10℃時新拌和砼熱效應不再出現。

水變成冰后體積增大,先后由粗毛細孔自由水凍結開始,以后發(fā)展到毛細孔水,最后當溫度繼續(xù)下降,直至凍結,使凝膠中的密實結構全部松動,因此凍害愈早,強度損失亦愈大,透氣性、滲水性損失愈高,抗凍性下降愈烈。

在低溫寒冷情況下生成的水化物具有高分散性且含有吸附水份,從中能生成大量的密實微晶物。隨水泥水化滲入程度不同,溫度條件變化及內應力存在狀況,砼強度有時會下降。

水在冰凍時體積脹大約9%左右,這就促使固相發(fā)生位移,結構酥松。消除這種狀況的惟一方法是使用融化時重振工藝。砼許多性能如物理力學性能、耐久性等均不只受水化的化學過程決定,水化產物的物理結構同樣很重要。

早期受凍再融化的砼后期強度可下降40%,但此與化學過程進行無關,而主要是結構上受物理損害所影響。

為了避免大體積結構中出現裂紋,應優(yōu)先采用使中心部分砼邊緣區(qū)迅速升溫的方法,這在砼硬化階段,可以造出適宜的熱應力狀態(tài)。對于體積不大的結構,外形復雜的結構,變斷面的結構,為增加其抗裂性應先采用使整個結構都能保證受熱的方法。

3砼冬季施工的質量通病

大體積鋼筋鹼由手其整體剛度較大,由外荷載引起裂縫的可能性極小。大體積硅澆灌以后,水泥水化產生大量的水化熱,使鹼的溫度上升。由于鹼表面和內部散熱條件不同,使鹼表面與內部形成溫度梯度。由于這種梯度的影響,使鹼表面產生拉應力。在隨后的鹼降溫過程中,又受到地基等的約束,在鹼內部也產生了拉應力。這些拉應力超過了鹼的極限時,鹼就會產生溫度裂縫。大體積鹼釋放的水化熱會產生較大的溫度變化和收縮作用,由此產生的溫度和收縮應力是導致硅出現裂縫的主要原因。因此應主要從控制溫升、內外溫差、降溫速度、以及滿足鹼強度的前提下減少鹼水化熱等方面采取措施,以確保結構安全。即大體積鹼施工中主要應注意控溫及養(yǎng)護的技術措施。

4負溫條件下砼的施工措施

4.1加熱保溫措施

搭設暖棚與廠房相連，暖棚內通過搭設地垅的方法，使棚內溫度達到15℃左右，并將攪拌機設置在暖棚內，砂、卵石骨料提前堆放到暖棚內，用蒸汽排管進行加熱直至正溫，拌和用水亦通過蒸汽加熱達到20℃后方可使用，并適當延長拌和時間，使其充分拌和均勻，具體延長時間要通過試驗確定。當拌和用水溫度達到60℃左右時，采取改變投料順序的方法，即先加入砂、卵石，然后加水拌和，最后加入水泥，以防止水泥假凝。在廠房內靠近墻體的部位搭設地垅，地垅側壁為5mm厚鋼板，以保證取得較好散熱效果，然后通過鋼筋骨架，外罩防熱塑料膜，在廠房內搭設二層暖棚，四周用中砂密封，將振搗后的砼板分層置于其中，通過底部為蒸汽排管，兩側為地龍加熱的方法，使棚內溫度控制在20～40℃范圍內，并持續(xù)加熱12小時。

砼板加熱12h后拆模，通過叉車堆放在塑料暖棚內，繼續(xù)養(yǎng)生4～5天后出庫存放，以確保砼板在出庫前成熟度達到1800℃•h以上，避免砼板受到早期凍害。經現場試驗當砼板達到300℃•h后，停止加熱并受凍，待后期繼續(xù)養(yǎng)護，其強度影響不大。故上述措施足以保證砼板冬季施工的質量。

4.2檢查控制措施

質檢人員要加大檢查力度，嚴格控制砼施工配合比，經常測定砂、卵石骨料的含水率等指標，砼坍落度每班機口檢查4次，倉面檢查2次，含氣量每班檢查2次，水溫每2h檢查一次，以便及時做出調整。具體檢查按如下步驟進行。

4.2.1拌和前的檢查

施工前應結合工程的砼配合比情況，檢驗拌和設備的性能，在拌制時要嚴格遵守試驗簽發(fā)的砼配料單進行，嚴禁擅自更改；檢查施工現場砂、卵石是否已加熱至正溫，砂、卵石必須分類堆放，嚴禁使用混合料；拌和前用熱水或蒸汽沖冼攪拌機并將積水排出；施工現場設置計量磅秤，水泥、砂、卵石均應以重量計量。

4.2.2在拌和過程中檢查

在砼拌和過程中，每4h測量一次暖棚內溫度，并保證不低于15℃，每2h測量一次出機口溫度及入倉后的砼溫度，并保證不得低于5℃，定時測定砂、石、骨料的溫度及含水量，并及時調整施工配合比，拌和過程中應采取措施保持砂、卵石骨料含水率控制在6％以內。

砼拌和時間必須符合規(guī)定，拌和均勻，如發(fā)現砂子，骨料有原色露出時，應及時將其返回到拌和系統并檢查、調整拌和時間?，F場取樣檢查，每100m3成型一組試件即三塊，進行強度檢查。在砼運輸過程中要保證路面平順，運輸設備封閉嚴密，以免使砼發(fā)生分離、漏漿、嚴重泌水等現象。

4.2.3砼板澆筑

砼板澆筑前要對模具內壁進行拋光及涂刷機油處理，以保證砼板面及周邊的光滑，并有利于脫模；在澆筑過程中按砼振搗的技術要求施工，避免漏振，相關管理人員要親自監(jiān)督、加倍重視，對砼板要求“內實外光”；嚴格控制砼板的尺寸，脫模后要逐塊進行尺寸檢查，達不到要求的堅決銷毀處理。

4.2.4砼板養(yǎng)護

砼板采用蒸汽排管、地垅加熱、外罩防熱膜進行保溫養(yǎng)生，溫度控制在40℃以內。二層暖棚內養(yǎng)護12小時后，將砼板存放在塑料暖棚內，其表面用麻袋片進行覆蓋并灑水養(yǎng)護，以保持混凝土表面濕潤，防止產生混凝土裂縫；除滿足上述條件外，施工中嚴格遵守《水工混凝土施工規(guī)范》（SDJ207-82）有關規(guī)定。

4結束語

冬季施工新技術和新工藝的使用,<SPANstyle="FONT-FAMILY:宋體;mso-bidi-font-size:14.0pt;mso-asci,i-fo。