冬季施工要注意的几个问题
2018-12-20祁汉仁
祁汉仁
(威海市都城混凝土有限公司,山东 威海 264200)
从现在开始,我国北方都已经进入了冬季施工。由于施工条件及环境不利,冬季是工程质量事故的多发季节,尤以混凝土工程居多。
1 冬季施工存在的问题
冬季施工往往赶工期,而冬施也具有投入高、收益低、风险大特点。大多数质量缺陷都要等到拆除模板后才能发现,而这时候往往已经是两三个月后的事情了,处理起来难度极大,也面临修补、拆除的风险。很多关键细节若能注意,风险便能降到最低,质量得到最大保障。
2 混凝土冬季施工中要注意的几个问题
对于冬季施工,很多从业人员都有很多误区,这里着重与大家探讨下。
2.1 冬季干的工程就是冬季施工吗?
某重点工程,进行墩柱施工,恰逢天气寒冷进入了冬施,非常认真地进行了冬施准备。配合比进行了调整,加大了水泥用量,加入了早强剂和抗冻剂,同时又搭了暖棚,24 小时加热保障温度在 15~25℃,可以说能考虑的都考虑了。结果等到春天一拆模,让大家大吃一惊,裂得一塌糊涂,不得不又进行处理,大家感觉很不可思议,这么重视怎么还会裂?原因就在于对冬季施工技术措施的错误理解。因为冬季环境温度低,不好采取保温措施,因而需要在配合比上做很多工作,但既然能创造 15~25℃,便不属于冬施环境,完全不用调整配比!多加了水泥,加了早强剂抗冻剂,水化速度加快,收缩加剧,开裂在所难免!(图 1)
图1 墩台开裂
2.2 加了防冻剂的混凝土可以不用养护吗?
防冻剂在北方冬季常用,但防冻剂本身并非使混凝土不怕冻或是说冻不坏,而是使混凝土到达临界强度后再冻就无大碍了!否则一样冻坏!知道这一点很重要!防冻剂一般是无机盐或有机产品,可以降低水溶液的冰点,这样保障即便一点负温,也有液相存在,以使水泥水化作用继续进行,产生强度的增长,消耗一部分水分,不会冻胀。
使用防冻剂,另一个作用是使冰晶晶格产生畸变,不会产生过大的膨胀应力,温度太低也一样会冻的,这就有了临界强度要求,在此强度之上,膨胀应力不会使混凝土冻坏,尽快达到临界强度是问题的关键,保温是必须的。
2.3 混凝土实体强度按 28d 考核
进入冬季,混凝土强度增长缓慢,但不少技术人员还是认定 28d 强度,包括同条件试块,包括回弹强度还是如此。这个认识是错误的,很多监理人员、质监人员也常犯着这低级错误,强度考核要以相当于标准养护28d 为准。
当某一种混凝土的原材料、组成比例为已知时,其强度的增长主要由温度与时间决定。二者的乘积称为成熟度(度时积)。一定配合比的混凝土,不管温度与时间如何组成,只要成熟度相等,其强度大致相同,因此,对于一种已知的混凝土而言,可以根据它的养护历程——养护温度与硬化时间来估算混凝土已达到的强度。《混凝土结构工程施工质量验收规范》指出:等效养护龄期可取按日平均温度逐日累计达到 600℃·d 时所对应的龄期,0℃ 及以下的龄期不计入;等效养护龄期不应小于 14d,也不宜大于 60d,也就是说,成熟度概念是被国家标准认可的。
2.4 搅拌时间为什么要延长
冬季施工时,混凝土的搅拌时间要求要比正常季节延长 50%,这是因为以下几个因素:一个是,随着温度的降低,外加剂的分散效率在降低,因为分子热运动减缓,必须通过强制搅拌进行外加剂的分散,才能发挥外加剂的效率。另外,冬季砂石中难免有冻块出现,不经过延长搅拌很难化开,往往出机混凝土状态很好,但到了现场就出现离析泌水分层,混凝土状态很差。还有一点就是,砂石温度很低的时候,容易在石子表面形成冰壳(图 2),降低混凝土强度和耐久性,也必须通过延长搅拌时间才能完成砂石与砂浆的热交换,把负温的砂石加热到正温,避免冰壳的出现。
2.5 原材料加热与下料
冬季施工,为保障混凝土出机温度,往往要对原材进行加热,因为水的热容量比砂石大四倍,一般不预热砂石,而是加热水,水温最高别超过 80℃。投料顺序一般为水、外加剂、砂石;事先预热,并避免与水泥直接接触。然后再投入水泥、粉煤灰等粉料。
图2 石料中的冻块
曾经一个搅拌站,夏季施工倒没问题,冬季却总是坍损很大,出机就损失了,后来查找问题,发现根源在没有充分搅拌水和砂石,水温还没有完全降下来,就投了水泥和掺合料,高温下的水泥迅速促凝,使混凝土失去了流动性。
2.6 天气寒冷,钢筋也要保温加热
这一点与前面相似,钢筋在环境温度很低的时候,也要进行保温加热处理,否则在钢筋表面会形成冰壳,不仅影响钢筋与混凝土的握裹力,同时在地下工程还会造成渗水通道,这一点是必须要注意的,至于采取钢筋保温加热的方式,还要根据现场实际来选取(图 3)。
图3 绑扎钢筋保温
3 小结
冬季施工时质量问题的高发时段,要系统地把控冬季施工,从材料、配比、生产到后期,每一个环节都要严格管理,特别要理解其中的一些技术要点,只有充分认识到这些关键点,才能有意识地去避免预防质量问题的发生!