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行业标准

【难得冬期施工方案】不同养护方法的强度评定的差异

时间:2018-2-9 9:02:10 来源: 点击次数:1876

冬期检测方法不同

冬期混凝土工程施工与常温条件下施工一样,根据不同的目的和需要进行标准强度和同条件养护的工程实体强度检测,来确定混凝土拌合物的质量和实体强度。由于冬期混凝土工程施工方法的不同,其标准强度和同条件养护强度的检验评定方法又略有不同。因此,有必要加以说明,以便于理解。

蓄热法和综合蓄热法

冬期施工的蓄热法是指在冬期条件下利用原材料加热以及水泥水化热量,通过采用适当的保温措施延缓混凝土的降温速度,使混凝土温度降到0℃或设计规定温度前达到预期混凝土强度。综合蓄热法则是在蓄热法的基础上掺入化学外加剂的施工方法。

蓄热法和综合蓄热法是在冬季施工条件下,人为改变小气候环境,混凝土强度增长与常温条件差别不大。因此,采用蓄热法及综合蓄热法的混凝土,其标准强度的确定与常温条件下施工相同,可以国家标准《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-2010)规定分批检验评定,用于混凝土分项工程中的检验批验收。

采用蓄热法或综合蓄热法施工的混凝土是在人工小环境下,覆盖物内进行的,其同条件养护试件强度的确定是与常温条件下有区别的,其区别在于养护温度的取值不同,前者是覆盖物内的实测温度,后者是大气环境温度。

大气环境温度应按照当地气象台公布的日最高温度与最低温度的平均值计算,而覆盖物内的实测温度应根据《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-2011)进行测量,从混凝土入模开始至混凝土达到受冻临界强度,或混凝土温度降至0℃或设计温度之前每隔6h测量一次,掺防冻剂的混凝土在强度未达到其受冻临界强度前每隔2h测量一次,达到受冻临界强度后每隔6h测量一次,并以此计算日平均温度。应多留置同条件养护试件,以便于在不同龄期确定混凝土结构实体强度是否达到混凝土受冻临界强度和满足后续施工要求的强度。

暖棚法

冬期混凝土工程施工的暖棚法是将被养护的混凝土构件或结构置于搭设的棚中,在内部设置热源加热棚内空气,使混凝土构件或结构处于正温环境下养护。暖棚法是人工制造封闭的小气候环境,使混凝土构件或结构处于不低于+5℃的温度之中,其标准强度的确定与蓄热法及常温条件下相同。

暖棚法和蓄热法、综合蓄热法都是在人工改造的小气候环境中进行的,因此,同条件养护强度的确定与其基本相同,但养护棚内日平均温度应按行业标准《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-2011)的规定确定,棚内各测点温度不得低于+5℃,暖棚内测温点应选择具有代表性位置进行布置,在离地面50cm高度必须设点,每昼夜测温不应少于4次,以平均值计算日平均温度。

蒸汽养护法

蒸汽养护法是以蒸汽为热源对混凝土进行加热养护的施工方法。通常采用向棚罩、蒸汽套、热模板或结构内部预留孔中通以蒸汽,迅速提高混凝土的早期强度。

按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)第7.1.1条规定,对采用蒸汽法养护的混凝土构件,其混凝土试件应先随同结构构件同条件蒸汽养护,再转入标准条件养护共28d,即采用“蒸转标法”。

早期经蒸汽养护的混凝土强度可达标准养护28d强度的70%以上,但蒸汽养护转入同条件养护后强度增长明显减慢,甚至后期强度增长停滞。因此,在评定蒸汽养护构件的混凝土强度时,其试件应先随构件同条件养护,然后置入标准养护室继续养护,两段养护时间之和等于规定龄期。

混凝土强度经两段式发展的“蒸转同”养护后,强度发展总体效果与标准养护基本相似,但稍有降低。蒸汽养护同条件养护强度的确定仍按常温条件下的方法进行,有人建议以蒸汽养护的恒温温度作为第1天的日平均温度,并以此累积计算同条件养护的成熟度。

负温法施工

负温法施工是在混凝土拌合物中掺入防冻剂,浇筑后混凝土不加热,也不做蓄热保温养护,使混凝土在负温条件下硬化的施工方法。《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-2010)没有关于其强度检验评定的明确规定,而《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2013)第7.4.2条规定,应在浇筑地点制作一定数量的混凝土试件进行强度试验,其中一组试件应在标准条件下养护。以此规定来看,混凝土拌合物质量的标准养护试件的取样制作、养护及试验龄期与一般普通常温条件下的混凝土强度检验评定方法相同。

《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2013)第7.4.2条同时又规定,一定数量在工程条件下养护的混凝土试件在达到受冻临界强度时、拆模前、拆除支撑前及与工程同条件养护28d再标准养护28d均应进行试压。这里的“工程条件下养护”或“工程同条件养护”都应理解为《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)中述及的同条件养护。其实,负温条件下混凝土等效养护龄期的计算可取与常温条件下的相同成熟期,即按600℃·d计算,0℃及以下时间不计入,且不受60d的时间限制,可以采用这种方法确定混凝土实体检验的同条件养护强度。

《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2013)第7.4.2条要求混凝土试件与工程同条件养护28d再标准养护28d的强度,即所谓的“同转标”强度,是先模拟混凝土在冬期负温条件下早期对其强度增长的影响,然后将试件移至标准条件下养护,是模拟结构进入使用后在常温条件下的使用期间内混凝土强度的增长情况。这“同转标”强度可作为冬期施工条件下混凝土检验批强度验收的依据。

在混凝土冬期施工中,除按要求留置确定标准强度和同条件养护试件外,还要留置一定数量的判断混凝土是否达到受冻临界强度的试件和是否满足后续施工强度的试件。

同条件养护试件与实体结构的混凝土强度的增长规律差异很小,不至于影响混凝土强度的确定。不能机械地理解同条件养护就是试件和实际混凝土结构的养护温度、湿度等养护条件完全相同,在混凝土结构中不同的部位其强度是有差别的,并不完全相同。例如比如,混凝土结构的内部和表层,混凝土结构的向阳面和背阴面,混凝土表面的迎风面及背风面,墙柱的上层及下层,不同部位的温度和湿度条件都会有一定程度上的差异。因此,对于同条件养护试件,只要养护温度和湿度大体与所代表结构一致即可,不必要求完全一致。

施工方案!

根据规范及施工经验,冬季大体积混凝土配合比的选择应注意以下几个问题:

水泥优先使用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,水泥标号不应低于425号。水灰比不应大于0.6;混凝土冬期施工,为提高混凝土早期强度,不宜加入粉煤灰等外加剂,但对于大体积混凝土施工,加入适当的粉煤灰有利于混凝土温度控制并能降低成本。本工程采用425号普通硅酸盐水泥,水灰比0.43,每立方米掺入52kg粉煤灰(见表1、表2)。

为减少混凝土温度损失,同时确保大体积混凝土振捣质量,浇筑过程中采取分区分层浇筑(见图2)。本工程利用混凝土拌合物的初始热量,加之水泥初期水化时产生的水化热,外侧采用保温材料进行保温蓄热,养护期间不再额外加热。考虑到大体积混凝土浇筑,为防止出现温差裂缝,养护期间应控制混凝土内外温差一般控制在25℃以内。因此,混凝土浇筑后硬化过程中须采取有效措施保温及保湿,且要充分考虑其经济性和可操作性。

分区浇筑完毕后表面立即采用塑料薄膜进行覆盖,防止养护过程中水分散发过快,有利于保湿;然后覆盖一层土工布,最后加盖两层草帘被。

混凝土内预埋测温管,每组两根,一根埋入混凝土厚度一半的位置,一根埋入混凝土表面下50mm处。根据对称的特点,测温区的测点布置成“X”形。共布置24组测点,48个测温管(如图3所示)。

测温管每组平面间距6m。管上口露出底板表面200mm左右,测温用红外测温仪测读,为能精确体现混凝土内部温度,测温管上口必须用棉包塞严,测完温度继续塞好棉包。混凝土进入养护期后,进行温度测量,记录环境、混凝土表面温度及混凝土中心温度,以便掌握保温、养护情况,施工过程中备留2组同条件养护试件,分析混凝土强度增长情况。

值得一提的是,实际的温差较理论计算值偏小,此种情况下,可以适当减少保温蓄热层,加快散热,但应加强测温,注意温度变化,防止温降过快。

另外,可以通过对同条件养护试件的抗压强度分析来验证混凝土强度增长是否正常,是否达到临界受冻强度值。

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