□趙秀鳳(河南省鄭州水利學校)
□朱智偉(河南省水利勘測設計研究有限公司)
南水北調(diào)中線工程經(jīng)河南省段全長730 k m,經(jīng)南陽市、平頂山市、許昌市、鄭州市、焦作市、新鄉(xiāng)市、鶴壁市和安陽市等8個省轄市。河南屬暖溫帶-亞熱帶、濕潤-半濕潤季風氣候。一般冬季氣候特點是寒冷雨雪少,全省冬季平均氣溫為2℃,極端最低氣溫-21.7℃(1951年1月12日,安陽)。
河南省大部分地區(qū)冬季天氣寒冷干燥,溫度較低,對混凝土的生產(chǎn)很不利。南水北調(diào)建筑物中渠道襯砌、河渠交叉建筑物、左岸排水建筑物、分水閘、節(jié)制閘、退水閘、公路橋及生產(chǎn)橋等建筑物都有大量的混凝土澆筑和養(yǎng)護,因此采取合理的混凝土冬季施工措施是整個低溫季節(jié)施工措施的重中之重。
根據(jù)相關(guān)規(guī)范的規(guī)定,根據(jù)當?shù)囟嗄隁鉁刭Y料,室外日平均氣溫連續(xù)5天在5℃以下或最低氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定在-3℃以下時,混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土工程施工應采取冬季施工措施。
1.冬季施工的混凝土采用普通硅酸鹽水泥,水泥標號42.5,每立方米混凝土中的水泥用量≥300 k g,水灰比<0.6,有必要時應加入早強劑(根據(jù)氣溫情況確定)。
2.為減少凍害,應將配合比中的用水量降至最低限度。辦法是控制坍落度,加入減水劑,優(yōu)先選用高效減水劑。
3.模板和保溫層應在混凝土冷卻到5℃后方可拆除。當混凝土與外界溫差>20℃時,拆模后的混凝土表面,應臨時覆蓋,使其緩慢冷卻。
4.未冷卻的混凝土有較高的脆性,所以結(jié)構(gòu)在冷卻前不得遭受沖擊荷載或動力荷載的作用。
1.骨料保溫
拌制混凝土用的骨料必須清潔,不得含有冰雪和冰塊,級配良好、質(zhì)地堅硬,不含有易被凍壞的礦物。砂、石料覆蓋帆布防止風霜和雨雪并起到保溫作用。拌制混凝土時,砂石骨料的溫度保持在0℃以上。
2.拌和用水加熱
拌合用水的加熱溫度不宜>60℃。>60℃時,拌和時要先投入骨料和已加熱的水進行攪拌均勻,再加粉煤灰、水泥,以免水泥與熱水直接接觸。
3.水泥、粉煤灰
水泥應選用普通硅酸鹽水泥,水泥只能保溫,不得加熱;粉煤灰采用Ⅰ級粉煤灰。
根據(jù)北方的冬季施工經(jīng)驗,在拌合機周圍搭建防風棚,可起到防風保溫的作用,保證混凝土拌合過程溫度??赏瑫r采用加熱拌合用水的方法保證混凝土出機口溫度,以保證混凝土出機溫度滿足規(guī)范規(guī)定的最低澆筑溫度與混凝土運輸、裝卸、澆筑、振搗過程中溫度損失之和。
混凝土拌合完成之后,于出料口直接罐裝至混凝土攪拌車,混凝土運輸攪拌車四周要包裹,包裹兩層,一層保溫棉被,一層防風布,用鐵絲將包裹物綁扎于混凝土運輸罐四周。在第一罐混凝土料入罐前應用熱水沖洗運輸罐,將混凝土罐充分預熱,以減少運輸過程中的溫度損失。
混凝土拌和物出機后,應及時運到澆筑地點。在運行過程中,要注意防止混凝土熱量散失、表層凍結(jié)、混凝土離析、水泥砂漿流失、坍落度變化等現(xiàn)象。做好混凝土運輸過程中的保溫工作,減少混凝土運輸時間,減少溫度損失。
根據(jù)相關(guān)規(guī)范和施工要求,混凝土入模溫度不得低于5℃。在澆筑前,應清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢。澆筑時,拌和物吊罐起吊入倉,盡量減少混凝土在倉外停留時間,做好凍結(jié)保護措施;澆筑前應做好必要的準備工作,如模板、鋼筋和預埋件檢查、清除冰雪凍塊、澆筑時用腳手架和防滑措施檢查、振搗機械和工具的準備等。混凝土澆筑時應盡量縮短施工作業(yè)面,澆筑完成的部分盡快覆蓋保溫養(yǎng)護。
冬季混凝土施工養(yǎng)護尤為重要,混凝土養(yǎng)護可采用蒸汽法養(yǎng)護,在混凝土早期強度上升過程中,尤其要特別注意混凝土養(yǎng)護,對已澆好的混凝土及時覆蓋保溫棉保溫養(yǎng)護,以確?;炷两Y(jié)構(gòu)物不受凍害。冬季施工期間,混凝土在臨界受凍強度前,必須防止受凍。在溫度<5℃時不向混凝土和覆蓋物上灑水養(yǎng)護。
采用蒸汽法養(yǎng)護,一層塑料布,一層保溫棉被,一層帆布。周圍用保溫材料壓實,保證暖棚不漏氣。在內(nèi)部通蒸汽管養(yǎng)護。根據(jù)蒸汽擴散速度和在擴散過程中的溫度降低,設置足夠的蒸汽養(yǎng)護管道和蒸汽出氣口。蒸汽的出氣口與模板之間留出足夠的距離,以防止靠近蒸汽出口處的混凝土溫度過高而損壞混凝土結(jié)構(gòu)。在整個養(yǎng)護過程中,做好混凝土養(yǎng)護記錄,要求每隔2小時做一次測溫記錄,并隨時控制好養(yǎng)護棚的溫度20±3℃,使混凝土在一個適宜的溫度環(huán)境下養(yǎng)護。升溫控制在10℃/d,降溫控制在5℃/d。
按規(guī)范及施工要求制作、管理、養(yǎng)護、送檢混凝土試塊。取樣與試件留置應符合下列規(guī)定:
一是每拌制100盤且<100 m3的同配合比的混凝土,取樣不得少于/次;二是每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盤時,取樣不得少于/次;三是當/次連續(xù)澆筑超過1000 m3時,同一配合比的混凝土每200 m3不得少于/次;四是每次取樣應至少留置一組標準養(yǎng)護試件,同條件養(yǎng)護試件的留置組數(shù)應根據(jù)實際需要確定。
冬季混凝土拆模強度應滿足混凝土正常溫度下拆模強度的要求,并同時滿足抗凍要求的規(guī)定。正常溫度下混凝土拆模強度:側(cè)模在混凝土強度達到2.5 MPa以上,且其表面及棱角不因拆模而受損時,方可拆模。底模應在混凝土強度達到混凝土設計強度的70%時方可拆模?;炷僚c環(huán)境的溫差不得>15℃,當溫度差在10℃以上,但<15℃,拆除模板后立即在混凝土表面采取覆蓋措施,如覆蓋一層毛氈。
冬季混凝土質(zhì)量檢查除滿足一般混凝土要求外還要滿足如下要求:在混凝土拌制和灌注期間,測定水和粗細骨料裝入拌和站時的溫度、混凝土的拌制溫度、灌注溫度和環(huán)境溫度,每一工作班至少檢測4次。冬季施工混凝土除按規(guī)定制作標準養(yǎng)護的試件外,還應根據(jù)建筑物養(yǎng)護、拆模和承受荷載的需要,制作施工檢查試件,以查明強度的發(fā)展情況,施工檢查試件的養(yǎng)護應與建筑物相同。