混凝土在公路橋梁的冬期施工方案

李濤

（寧夏銀川市建設(shè)工程綜合檢測站，寧夏 銀川 750001）

0 引言

根據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程冬期施工規(guī)程》(JGJl04)規(guī)定，當(dāng)日平均氣溫連續(xù)5 d低于5℃，為冬季施工開始日期；日平均氣溫連續(xù)5 d高于5℃，為冬季施工結(jié)束日期，在這個時間段稱之為冬期施工日期。根據(jù)大武口地區(qū)的歷年冬季氣溫記錄，現(xiàn)場應(yīng)于10月30日開始進(jìn)行測溫，每天測量的溫度記錄有一個達(dá)到上述條件即確定為冬施的起、止日期?；炷炼谑┕ひY(jié)合具體的項目情況通過計算得出科學(xué)的施工方案，進(jìn)而保證冬季施工的質(zhì)量。

1 施工前期準(zhǔn)備

組織技術(shù)員、試驗員、測溫員、材料員、安全員等學(xué)習(xí)《建筑工程冬期施工規(guī)程》(JGJl04)，以及具體分項工程冬期施工方法，冬施措施；提高質(zhì)量意識、安全意識，加強(qiáng)對冬施措施的理解，嚴(yán)格按國家規(guī)定、規(guī)范、規(guī)程施工。組織有關(guān)人員學(xué)習(xí)安全防護(hù)、防火措施。加強(qiáng)施工人員防風(fēng)、防滑、防寒、防火、防中毒等方面的安全意識。測溫人員必須嚴(yán)格按照冬施方案進(jìn)行測溫，并做好記錄安排專人進(jìn)行氣溫觀測，做好記錄與氣象部門保持聯(lián)系，及時了解天氣情況，防止寒流襲擊，積極采取保溫措施。

2 組織實施

根據(jù)施工計劃，混凝土冬期施工的施工方案為：

（1）溫度控制：當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定低于5℃即進(jìn)入冬期施工。

（2）受凍前強(qiáng)度控制：普通混凝土采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制時，應(yīng)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值30%；采用礦渣硅酸鹽水泥配制時，應(yīng)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值40%，但混凝土為C10及以下時，不得小于5.0 N/mm2。

（3）初冬施工水泥采用普通硅酸鹽標(biāo)號，一般不應(yīng)低于P.O42.5#，最小水泥用量不宜少于300 kg/m3，水灰比不應(yīng)小于0.6。

（4）冬季拌制混凝土?xí)r水應(yīng)加熱，標(biāo)號等于及大于P.O42.5#的普通硅酸鹽水泥，加熱不大于60℃，水泥標(biāo)號小于P.O42.5#，水加熱不大于80℃。

（5）砂子、石子加熱根據(jù)水泥標(biāo)號而定不小于P.O42.5#，骨料加熱不大于40℃，反之骨料加熱不大于60℃，所用骨料必須清潔，不含冰、雪、凍結(jié)物。

（6）攪拌前，應(yīng)用熱水沖洗自動攪拌機(jī)、攪拌時間應(yīng)是常溫時間的1.5倍，混凝土出機(jī)溫度不低于10℃，入模溫度不得低于5℃，從攪拌機(jī)卸出混凝土到澆灌完，每個工作班對混凝土至少測溫四次。

（7）冬季保溫：混凝土表面先鋪一層塑料薄膜，再鋪二層棉毯、如果氣溫過低最后用電熱毯蓄熱，并且要嚴(yán)實。養(yǎng)護(hù)期間不得低于抗凍劑規(guī)定的要求。

（8）混凝土養(yǎng)護(hù)測溫在養(yǎng)護(hù)期間至少每6 h一次，對摻防凍劑混凝土，在強(qiáng)度未達(dá)到3.5 N/mm2，2 h測一次并且要有記錄，達(dá)不到規(guī)定要求立即采取措施。

（9）材料：冬施所需混凝土均采用商品混凝土，施工現(xiàn)場只對配合比、原材料、防凍劑的出廠檢測及復(fù)試報告進(jìn)行檢查，對防凍劑用量的要求，以及對入模溫度的控制。

（10）運(yùn)輸與澆筑：

a.混凝土澆筑前，應(yīng)清除模板和鋼筋上的冰霜和污垢。運(yùn)輸和澆筑混凝土用的容器應(yīng)有保溫措施。

b.混凝土澆筑時要保證混凝土的均勻性和密實性，要保證結(jié)構(gòu)的整體性，尺寸準(zhǔn)確，鋼筋、預(yù)埋件位置正確，拆模后混凝土表面要平整、光潔。

c.混凝土拌合物入模澆筑，必須經(jīng)過振搗，使其內(nèi)部密實，并能充分填滿模板各個角落，制成符合設(shè)計要求的構(gòu)件。采用機(jī)械振搗，振搗速度要快，澆筑前應(yīng)做好必要的準(zhǔn)備工作。

d.混凝土拌合物出機(jī)溫度不低于10℃，入模溫度不低于5℃。

（11）混凝土梁、板、柱及基礎(chǔ)筏板均設(shè)測溫孔，并繪制測溫孔平面布置圖，配測溫人員，做好測溫記錄，隨時掌握混凝土內(nèi)部溫度，必要時采取外部加熱措施。

（12）混凝土質(zhì)量控制及檢查：

a.混凝土質(zhì)量檢查除應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB50204927及其它國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外，還應(yīng)符合下列要求：

i檢查外加劑質(zhì)量及摻量，抽樣檢查合格后方可使用。

ii檢查水、骨料、外加劑溶液和混凝土出罐及澆筑時溫度。

iii檢查混凝土從入模到拆除保溫模板期間的溫度。

b.冬期施工測溫的項目與次數(shù)應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1 冬季施工測溫要求一覽表

c.混凝土養(yǎng)護(hù)期間溫度測量應(yīng)符合下列規(guī)定：

i從混凝土入模開始至混凝土達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度，或混凝土溫度降到0℃或設(shè)計溫度以前，應(yīng)至少每隔6 h測量一次。

ii摻防凍劑的混凝土在強(qiáng)度未達(dá)3.5 N/mm2之前應(yīng)每隔2 h測量一次，達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度以后每隔6 h測量一次。

3 熱工計算

根據(jù)實際工程中所用混凝土，每m3混凝土中的材料用量為：水168 kg，溫度80℃；水泥410 kg，溫度 5℃；砂 520 kg，溫度 -3℃；石 1 338 kg，溫度-3℃；砂含水率3%，石含水率1%，攪拌房內(nèi)溫度10℃，混凝土拌和物采用封閉式泵車運(yùn)輸，運(yùn)輸和成型共歷時1 h，當(dāng)時氣溫-5℃。

3.1 混凝土拌和物的理論溫度

式中：T0——混凝土拌和物的理論溫度，℃；

Gw、Gc、Gs、Gg——每m3水、水泥、砂、石的用量，kg；

Tw、Tc、Ts、Tg——水、水泥、砂、石的溫度，℃；

Ps、Pg——砂石的含水率；

b——水的比熱，kj/kg·K；

B——水的溶解熱，kj/kg·K。

當(dāng)骨料溫度大于0℃時，b＝4.2，B＝0

當(dāng)骨料溫度水不大于0℃時，b＝2.10，B＝335

3.2 混凝土從攪拌機(jī)中傾出時的溫度

式中：T1——混凝土從攪拌機(jī)中傾出時的溫度，℃；

Td——攪拌棚內(nèi)溫度，℃。

3.3 混凝土經(jīng)運(yùn)輸成型后的溫度

式中：T2——混凝土經(jīng)過運(yùn)輸成型后的溫度，℃；

t——混凝土自運(yùn)輸至成型的時間，h；

n——混凝土倒運(yùn)次數(shù)；

Tp——室外氣溫，℃；

a——溫度損失系數(shù)(封閉式自卸汽車a＝0.1)。

3.4 混凝土因鋼筋及模板吸熱后的溫度

式中：T3——混凝土因鋼筋及模板吸熱后的溫度，℃；

Gm——1 m3混凝土的重量，kg；

Gn——與1 m3混凝土相接觸的模板和鋼筋的總重量，kg；

Cn——混凝土比熱，取1 kJ/kg·K；

Cm——鋼材比熱，取0.48 kJ/kg·K；

Tm——模板鋼筋的溫度，即當(dāng)時的大氣溫度，℃。

3.5 混凝土內(nèi)部中心溫度計算

假設(shè)齡期6 d，混凝土厚0.5 m。

取最大值則e-mt＝0

式中：W——每m3混凝土水泥用量，kg/m3；

Q——每kg水泥水化熱量，461 kj/kg；

ρ——混凝土密度，取2 400 kg/m3；

t——混凝土齡期，d，t＝6。

式中：Tj——混凝土澆注溫度，℃；

Tt——齡期t時混凝土絕熱溫度，℃；

ξ——不同澆注塊厚度降溫系數(shù)，ξ＝0.46。

3.6 混凝土表面溫度計算

Tb(τ)——齡期τ混凝土表面溫度，℃；

Tq——大氣平均溫度，℃；

H——混凝土計算厚度，m，H＝h+2h’；

h——混凝土實際厚度，m；

h’——混凝土虛厚度，m，h’＝Kλ/U；

λ——混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/m·K；

K——計算折減系數(shù)，可取0.666；

U——模板及保溫層的傳熱系數(shù)，W/K；

δi——各種保溫材料的厚度，m；

λi——各種保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，W/m·K；

Rw——外表面散熱阻，可取0.043 m2K/W；

△T(τ)——齡期τ時混凝土內(nèi)最高溫度與外界氣溫之差，℃，△T(τ)＝Tmax-Tq。

通過熱工計算，當(dāng)室外平均氣溫在0℃以下時，水加熱到80℃，綜合考慮到保溫，保濕措施，棉毯外加劑的作用，混凝土強(qiáng)度可在3 d就能達(dá)到臨界強(qiáng)度，能夠保證混凝土達(dá)到設(shè)計要求。

4 結(jié)語

混凝土冬期施工中要嚴(yán)格按照《建筑工程冬期施工規(guī)程》中的規(guī)定進(jìn)行，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對混凝土施工的各個環(huán)節(jié)要嚴(yán)格監(jiān)控，確保工程安全有效地進(jìn)行，積極監(jiān)測溫度做好保溫措施。

[1]JGJl04-97，建筑工程冬期施工規(guī)程[S].

[2]GB50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[3]劉秉京.混凝土技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,1998.