混凝土冬期施工的一些問題一砼冬施的關注點1.低溫或負溫下,砼強度發展緩慢;2.早期受凍,砼性能將嚴重受損;3.要同時滿足施工性能,抗凍融、耐腐蝕等耐久性和經濟性的要求;4.容易產生溫度裂縫;5.不同的冬施方法:適用性,優缺點.6.對原材料,配合比,溫控,保溫,養護和拆模的特殊要求.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.砼在臨界抗凍強度前受凍,將使砼的力學性能和耐久性嚴重受損.3.提高砼和環境溫度,降低水膠比,摻加外加劑〔減水劑,早強劑,引氣劑及合格的抗凍劑〕都可以提高砼早期強度和抗凍性.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為硫鋁酸鈣＞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.提高水泥細度也有利早強.5.砼硬化后的抗凍融性與砼水膠比,含氣量,砼飽水度及環境的凍融次數密切相關,與砼早期是否受凍也有很大關系.6.砼內外溫差過大,環境急劇降溫和干燥收縮過大都可能造成砼的開裂.在冬施中要特別關注,必須采取措施預防.三砼的早期受凍1.冬期:砼結構環境晝夜平均氣溫連續3d低于5℃或最低氣溫低于-3℃.2.砼成型后立即受凍,抗壓強度將損失25-50%;在受凍臨界強度前受凍,將損失10%以上;如經多次凍融,強度損失更大.砼早期受凍,對鋼筋粘結強度,彎拉強度,抗凍性和抗滲性都有很大損失.3.砼受凍臨界強度:一般砼為設計強度的30%;4.浸水凍融砼為設計強度的75%.摻礦渣和粉煤灰的砼為設計強度的40%.四滿足耐久性要求（1）碳化環境*T1T2T3（2）氯鹽環境L1L2L3（3）化學侵蝕環境H1H2H3H4（4）凍融破壞環境D1D2D3D4

1.砼抗凍性

環境溫度正溫負溫交替頻繁,累進破壞;

砼飽和含水率大于90%;

華北地區屬寒冷地區,對于水位交界區的砼對抗凍要求很高,56d砼抗凍等級≧300.2.提高抗凍性的措措施1.降低水膠比可明顯提高抗抗凍性.在水膠比大于0.4時,礦物摻和料對抗抗凍性有不利的的影響,要控制摻量.2.摻加引氣減水劑或或引氣劑.砼拌和物的含氣氣量應根據抗凍凍等級的要求經經試驗確定。抗抗凍等級F300以上,砼含氣量一般要要大于5%，氣泡間距系數數宜<250微米.3.選用抗凍性好的的粗骨料.吸水嚴重的砂巖巖粗骨料在凍結結過程中產生膨膨脹并破壞水泥泥石,不能采用.3.冬施與耐久性京滬高鐵北段〔部分區段的部分分砼結構〕凍融破壞:水位交界區.低水膠比;引氣化學侵蝕:水位區以下.水泥,摻合料,低水膠比鋼筋銹蝕〔氯鹽〕:低水膠比,保護層厚度冬施措施與提高高耐久性基本是是一致的,如低水膠比,引氣.但也有矛盾的,如摻合料,影響早強,對耐蝕有利.可調正摻合料品種種、摻量.五砼冬施主主要方法1.蓄熱法和綜合蓄蓄熱法利用加熱水、砂砂石的熱量和水水泥的水化熱,采用適當的保溫溫措施使砼不受受凍和緩慢降溫溫,在規定的正溫條條件下,使砼達到預期強強度.適用于環境最低低溫度不低于-15℃,地面以以下的的工程程,或表面面系數數M＜15m-1〔M=散熱表表面/體積〕的結構構.對易凍凍部位位應加加強保保溫.1蓄熱法法和綜綜合蓄蓄熱法法蓄熱法法主要要措施施1.水加熱熱,宜＜80℃℃;砂石加加熱應應＜60℃℃.砂石不不加熱熱時,水溫可可＞80℃℃,但攪拌拌時先先投砂砂石水水,拌勻后后投水水泥.延長攪攪拌時時問50%左右.砼入模模溫度度不＜＜5℃℃,細薄結結構不不＜10℃℃.2.原材料料宜在暖棚棚預熱熱,攪拌設設備的的環境境溫度度宜＞＞10℃℃,運輸設設備應應良好好保溫溫.3.砼配合合比宜宜用較較低水水膠比比和較較小坍坍落度度.水泥和和礦物物摻合合料的的種類類和摻摻量從從冬施施和耐耐久性性綜合合考慮慮.適量引引氣對對抗凍凍有利利,早強劑應應不降降低耐耐久性性.2加熱法法1.暖棚法法:棚底溫溫度不不得＜＜5℃,砼表面面要濕濕潤.2.蒸汽加加熱法法:養護溫溫度不不得＞＞60℃℃3.電熱法法:遠紅外外輻射射,電熱毯毯,電極電電熱,電磁感感應等等用加熱熱法或或蓄熱熱加熱熱綜合合法,對適用用范圍圍〔結構表表面系系數〕,升溫速速度,養護溫溫度及及有關關設備備與人人身安安全都都有規規定,且要通通過試試驗.3摻外加加劑法法1.減水劑劑,包括早早強減減水劑劑,引氣減減水劑劑,高效減減水劑劑.---減少用用水量量,降低水水膠比比,早強,耐久.2.早強劑劑主意意負面面作用用,如氯鹽鹽對銹銹蝕影影響,硫酸鈉鈉對堿堿-骨料反反應影影響.三乙醇醇胺的的復合合物.3.防凍劑劑:降低液液相冰冰點,摻量較較大,對耐久久性往往往不不利,限制使使用.主要組組分為為氯鹽鹽,亞硝酸酸鹽等等.4.硫鋁酸酸鹽水水泥+亞硝酸酸鹽:負溫早早強,適用于于負溫溫條件件下接接頭錨錨固等等小體積積砼或或砂漿漿.六避避免免砼開開裂砼開裂裂機理理砼受到到的拉拉應變變〔拉應力力〕超過其其極極限拉伸率〔抗拉強強度〕,砼就會會開裂裂.砼抗拉拉強度度約為為1/10~1/12的抗壓壓強度度,砼極限限拉伸伸率為為0.4~1.5/萬,即40~150微應變變,而砼的的干縮縮率達達300~600微應變變,溫度變變化20℃℃產生200微應變變,抗裂性性很差差,很易開開裂.應變產產生的的主要要原因因有:砼由于于各種種收縮縮和溫溫差引引起的的變形形;砼由于于鋼筋筋銹蝕蝕,硫酸鹽鹽腐蝕蝕,堿骨料料反應應引起起的局局部膨膨脹;外部荷荷載或或基礎礎不均均勻沉沉降產產生的的變形形.冬施主主要關關注溫溫差和和干縮縮造成成的開開裂.砼溫度度控制制混凝土土入模模溫度度,冷天不不低于于5度,熱天不不高于于30度新混凝凝土與與巖土土或舊舊混凝凝土間間溫差差不大大于20度蒸養混混凝土土靜停停溫度度不低低于5度,4~6h且終凝凝后升升溫,升溫和和降溫溫速度度不宜宜大于于10度/時,恒溫溫溫度不不宜超超過60度,最高為為65度.養護水水溫不不得低低于混混凝土土表面面溫度度15度.養護期期間混混凝土土中心心與表表層,表層與與環境境間溫溫差不不超過過20度,橋粱不不超過過15度.例1溫差變變形引引起開開裂砼熱膨膨脹系系數約約為10微應變變/℃,砼溫度度變化化20℃℃,就產生生200微應變變,如果砼砼的拉變形受受到限限制〔內外約約束〕,砼內產產生拉拉應力力,拉應力力大于于砼抗抗拉強度時時,砼就會會開裂裂.但實際拉拉應變與約束度度有關關,與有效彈彈模與與徐變變有關關,實際拉拉應力力比計計算拉拉應力力少許許多.實際拉應力力σ1=實際拉拉應變×有效彈彈模=約束度度×自由約束應應變×彈性模模量/〔1+徐變系系數〕σ1=R×ε×E/〔〔1+Ф〕約束度度R=0~1,一般取取0.5.徐變系系數ф=1左右.橋墩砼砼的溫溫度和和應力力變化化砼溫升升和應應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,根據現現場測測試,約40h左右,砼中心心溫度度達到最最高溫溫48.8℃℃;隨后降溫,進入第第2階段;當砼溫溫度降降至環環境平平均氣氣溫時時〔砼內外溫溫度接接近,約10d左右〕,進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應的應力曲曲線,在砼升升溫時時,砼內部的的膨脹脹潛應應變受受到周周邊砼砼的約約束,產生壓應力力并逐漸增增加,這是第第1階段〔β1〕;第2階段〔β2〕是降溫的的前期期,壓應力力逐漸漸減少少;第3階段〔β3〕進入降降溫后后期,砼內產生拉應力力并且逐逐漸增加.橋墩砼砼的溫溫度和和應力力分布布日本某某橋墩墩溫度度應力力測試試溫度曲曲線和和應力力曲線線墩臺砼砼溫度度和應應力測測試〔日本〕砼澆筑后約40h,中心溫溫度達達到55℃℃,表層溫度約約為32℃℃.以后,砼內部溫度和和表層溫度都都逐漸漸下降降,10多天后后與環境境平均均溫度度30℃℃接近.養護約2個月后后拆模模.橋墩砼砼的應應力曲曲線也是現場場實測測的,與溫度度曲線線對應應.第1階段為為升溫溫段,內部溫度升升高,砼壓應應力增增加,最大壓壓應力力為2MPa,同時,周邊砼砼產生生拉應應力,最大拉拉應力力1.5MPa.2周后,砼溫度度降到到30℃℃以下,進入第第3階段,即降溫溫的后后期,內部砼產生生拉應應力,最大可可達2.5MPa,而周邊邊砼產產生較小的的壓應力力.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層層嚴重重,砼自由由干縮縮率達達300-600微應變變.由于層層間約約束,表層砼砼收縮縮拉應應力大大于砼砼抗拉拉強度度時,砼就會會開裂裂.2.砼在收收縮同同時又又迂降降溫,收縮應應變和和降溫溫應變變將疊疊加.收縮應應變量量可換換算為為當量量溫度度,如干縮縮率250微應變變當量量溫度度為25℃℃.若同時時遭受受20℃℃降溫,將有25+20=55℃℃當量溫溫度,產生55××10=550微應變變.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面面開裂裂嚴重重,而濕養養保溫溫保濕良好的砼可可有效減少裂縫.因為砼在快快速受拉應應力時,承受能力差差.減少砼的溫溫差和干縮縮裂縫1.水泥細度不宜過過細,C3A含量少,不宜用早強強水泥;必要時可采采取補償收縮減減少自收縮縮;骨料含泥料料少,減少粗骨料粒徑徑;選用干縮率率較少的減減水劑,如聚羧酸鹽鹽類.硅灰增加自自縮,而粉煤灰自自縮少,又降低水化化熱,可多摻.2.降低水膠比,減少單方用用水量,減少水泥和膠材材用量,降低干縮率率.但水膠比過過低,自縮大,早期彈模高高,徐變少,抗裂性變差差.要綜合考慮慮.3.加強砼濕養養護,及時保溫,復蓋防風,減少干縮率和砼溫溫差.采取措施,熱天降低砼砼入模溫度度,控制砼最高高溫升和降降溫速度.