在严寒气候条件下进行混凝土工程施工是一项极具挑战性的任务,特别是当环境温度降至零下10度时,混凝土的水化反应会显著减缓,自由水结冰会导致混凝土体积膨胀,严重破坏其内部结构,最终造成强度损失和耐久性下降。因此,掌握科学合理的零下10度浇筑混凝土施工方法对于确保工程质量和结构安全至关重要。本文将系统阐述在零下10度环境下浇筑混凝土的全套技术方案,包括材料选择、配合比设计、施工工艺及养护措施等关键环节。
零下10度浇筑混凝土施工方法的核心在于防止新拌混凝土在达到临界强度前遭受冻害。根据建筑工程冬季施工规程,当连续5天日平均气温低于5℃或日最低气温低于-3℃时,即应按照冬季施工要求进行操作。在零下10度的极端环境中,混凝土施工需采取综合蓄热法、暖棚法、外部加热法及防冻剂应用等多项措施相结合的技术路线。其中,综合蓄热法因其经济性和实用性成为最常用的零下10度浇筑混凝土施工方法之一,该方法通过对混凝土原料加热、使用保温模板和覆盖材料,利用水泥水化热和掺加防冻组分来维持混凝土正温养护环境。
材料准备与配合比设计是零下10度浇筑混凝土施工方法的基础环节。首先,应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,这类水泥水化热较高,有利于混凝土早期强度发展。水泥标号不宜低于42.5,每立方米混凝土中的水泥用量应适当增加,但不宜超过550kg/m³。骨料必须清洁,不得含有冰、雪和冻块,使用时需提前预热,通常将粗细骨料置于暖棚中储存或通过蒸汽、热炕加热,使其温度保持在5℃以上。拌合水应加热至60-80℃,但不得超过80℃,以防水泥假凝。在配合比方面,可适当降低水灰比,掺加高效减水剂和引气剂,同时加入经认证的防冻剂,防冻剂掺量应根据环境温度和混凝土预期受冻时间经试验确定。
混凝土的搅拌、运输和浇筑过程是零下10度浇筑混凝土施工方法中需要严格控制的关键工序。搅拌时应遵循先投入骨料和热水预拌,再加入水泥的投料顺序,防止水泥与过热的水直接接触产生闪凝。搅拌时间应比常温条件下延长50%左右,确保混凝土拌合物均匀。运输过程中需采取保温措施,如采用带保温层的搅拌车或加盖保温篷布,尽量减少运输时间,确保混凝土入模温度不低于5℃。浇筑前应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢,不得在已冻结的基层上浇筑混凝土。浇筑应连续进行,分层厚度不宜过大,一般控制在20-30cm,且下一层混凝土被覆盖前,上一层混凝土温度不应低于热工计算确定的温度。
混凝土的保温养护是零下10度浇筑混凝土施工方法中最为关键的环节。浇筑完成后应立即覆盖保温材料,如塑料薄膜加草帘、岩棉被或聚苯乙烯泡沫板等。对于结构表面系数较大(冷却较快)的构件,应采取更加严格的保温措施,必要时可搭设暖棚并辅以加热设备,使混凝土处于正温环境下养护。养护期间应定期监测混凝土温度,确保其核心温度与表面温差不超过25℃,表面温度与环境温差不超过20℃。混凝土的临界抗冻强度需达到设计强度的30%且不低于5MPa,对于预应力混凝土,需达到设计强度的70%,而对于承受冻融作用的混凝土,则需达到设计强度的100%。
质量控制与检测是确保零下10度浇筑混凝土施工方法有效实施的重要保障。施工过程中应制作同条件养护试块和标准养护试块,同条件养护试块应置于结构实体旁相同条件下养护,用于判断混凝土实际强度发展情况。除了常规抗压强度检测外,还应进行混凝土温度监测,测温点应布置在最具代表性的位置,如结构边缘、角部等易受冻部位。拆模时间应根据同条件养护试块强度确定,且需保证混凝土冷却至5℃以下方可拆模,对于承受荷载的构件,还需额外制作荷载试块检验其承载能力。当环境温度急剧下降时,应加强保温措施,必要时采取辅助加热方法,防止混凝土早期受冻。
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