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当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时,就应采取冬期施工的技术措施进行商砼施工。商砼所以能凝结、硬化并取得强度,是水泥和水进行水化作用的结果。水化作用的速度在一定湿度条件下主要取决于温度,温度愈高,强度增长也愈快,反之则慢。当温度降至0℃以下时,水化作用基本停止,温度再继续降至-2~-4℃,商砼内的水开始结冰,水结冰后体积增大8%~9%,在商砼内部产生冰晶应力,使强度很低的水泥石结构内部产生微裂纹,同时减弱了水泥与砂石和钢筋之间的粘结力,从而使商砼后期强度降低。受冻的商砼在解冻后,其强度虽然能继续增长,但已不能再达到原设计的强度等级。
白天气温为正温,夜间气温为负温,本阶段的施工重点为骨料的保温及浇筑过程中的温度控制。现工程所用骨料大都为天然河卵石,在进入冬季施工期前将骨料全部备齐,集中堆放并用土工膜覆盖保温,减少温度损失。商砼浇筑尽量在白天进行以提高商砼的浇筑温度,商砼拌合用热水搅拌并尽量减少倒运次数加快浇筑速度。在室外温度保持在-5℃以上时可外加早强减水剂(不同型号的商砼早强减水剂,使用方法详见说明书)。以保证商砼的早期强度能够正常上升。浇筑后的商砼部分用土工膜或草帘子覆盖保温以防止商砼的早期受冻。
商砼受到冻害之后,强度停止增长,解冻后的商砼强度仍然能继续增长。当商砼遭受到冻害后,内部就会产生大量的微裂纹,从而降低了商砼的强度和耐久性。在商砼早期遭受冻害后,其抗拉强度和抗压强度都有不同程度的损失,特别是商砼的粘结强度也有较大的损失,降低了商砼的抗渗性和耐久性。允许冻结临界强度商砼是指新浇混凝土冻结前的初始强度值商砼,然后再冻结。当在常温下固化时,商砼的强度将保持连续的生长状态。冻结前的初始强度值称为商砼的允许冻结临界强度。商砼受到冻害之后,强度停止增长,解冻后的商砼强度仍然能继续增长。当商砼遭受到冻害后,内部就会产生大量的微裂纹,从而降低了商砼的强度和耐久性。
试验表明,冻结引起的商砼损伤与冻结时间和水灰比有关。冻结时间越早,水灰比越大,强度损失越大,反之亦然。根据试验,可知,商砼通过预养护达到一定强度后将被冻结,其后期抗压强度损失将减小。通常,在冻结后期抗压强度损失小于5%的预固化强度值被确定为商砼冻结的临界强度。用普通硅酸盐水泥配制的商砼冻临界强度为设计商砼强度标准值的30%;用矿渣硅酸盐水泥配制的商砼冻临界强度为设计商砼强度标准值的40%。
商砼冬期施工中使用的外加剂有:早强剂、防冻剂、减水剂和引气剂,可以起到早强、抗冻、促凝、减水和降低冰点的作用。这是商砼冬期施工的一种有效方法。当掺加外加剂后仍需加热保温时,这种商砼冬期施工方法称为正温养护工艺;当掺加外加剂后不需加热保温时,这种商砼冬期施工方法称为负温养护工艺。防冻剂的作用是降低商砼液相的冰点,使商砼早期不受冻,并使水泥的水化能继续进行;早强剂是指能提高商砼早期强度,并对后期强度无显著影响的外加剂。常用的防冻剂有氯化钠(NaCl)、亚硝酸钠(NaNO2)、乙酸钠(CH3COONa)等。
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试验证明,商砼遭受冻结带来的危害,与遭冻的时间早晚、水灰比等有关,遭冻时间愈早,水灰比愈大,则强度损失愈多,反之则损失少。
经过试验得知,商砼经过预先养护达到一定强度后再遭冻结,其后期抗压强度损失就会减少。一般把遭冻结其后期抗压强度损失在5%以内的预养强度值定为“商砼受冻临界强度”。对用普通硅酸盐水泥的硅酸盐水泥配制的商砼,受冻临界强度为设计的商砼强度标准值的30%;对用矿渣硅酸盐水泥配制的商砼,受冻临界强度定为设计的商砼强度标准值的40%。
做好商砼结构养护过程中的质量控制。养护对于商砼结构的质量具有极大影响。在具体的养护过程中需要严格关注商砼结构的实际强度,并在此基础上开展养护工作。一般来说低于10℃的环境下时,其结构强度不得小于5MPa。养护过程必须保持商砼结构的干燥,并严格控制外部温度。在进行保温工作时可以在结构上覆盖薄膜、麻袋等材料以增强其保温效果。
一、商砼冬期施工方法的选择
商砼冬期施工方法为:商砼养护期间不加热的方法。其方法包括:掺化学外加剂法,外加剂为早强剂和防冻剂。
二、商砼冬期施工的一般要求
(1)冬期拌制商砼时应优先采用加热水的方法,当加热水仍不能满足要求时,再对骨料进行加热,水及骨料的加热温度应根据热功计算确定,但不得超过表中的规定。
(2)配制冬期施工的商砼,应优先选择硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,其强度等级不得低于42.5Mpa,每立方米商砼水泥用量不得少于300kg,水灰比不得大于0.6.
(3)骨料必须清洁,不得含有冰、雪等冻结物。
(4)搅拌前应用热水或蒸汽冲洗搅拌机,搅拌时间应较常温延长50%,其拌制投料顺序时骨料、热水,然后再投入水泥、外加剂。确保商砼的出机温度不低于15℃,入模温度不低于5℃。
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