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行業標準

【難得冬期施工方案】不同養護方法的強度評定的差異

時間:2018-2-9 9:02:10 來源: 點擊次數:5288

冬期檢測方法不同

冬期混凝土工程施工與常溫條件下施工一樣,根據不同的目的和需要進行標準強度和同條件養護的工程實體強度檢測,來確定混凝土拌合物的質量和實體強度。由于冬期混凝土工程施工方法的不同,其標準強度和同條件養護強度的檢驗評定方法又略有不同。因此,有必要加以說明,以便于理解。

蓄熱法和綜合蓄熱法

冬期施工的蓄熱法是指在冬期條件下利用原材料加熱以及水泥水化熱量,通過采用適當的保溫措施延緩混凝土的降溫速度,使混凝土溫度降到0℃或設計規定溫度前達到預期混凝土強度。綜合蓄熱法則是在蓄熱法的基礎上摻入化學外加劑的施工方法。

蓄熱法和綜合蓄熱法是在冬季施工條件下,人為改變小氣候環境,混凝土強度增長與常溫條件差別不大。因此,采用蓄熱法及綜合蓄熱法的混凝土,其標準強度的確定與常溫條件下施工相同,可以國家標準《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ107-2010)規定分批檢驗評定,用于混凝土分項工程中的檢驗批驗收。

采用蓄熱法或綜合蓄熱法施工的混凝土是在人工小環境下,覆蓋物內進行的,其同條件養護試件強度的確定是與常溫條件下有區別的,其區別在于養護溫度的取值不同,前者是覆蓋物內的實測溫度,后者是大氣環境溫度。

大氣環境溫度應按照當地氣象臺公布的日最高溫度與最低溫度的平均值計算,而覆蓋物內的實測溫度應根據《建筑工程冬期施工規程》(JGJ104-2011)進行測量,從混凝土入模開始至混凝土達到受凍臨界強度,或混凝土溫度降至0℃或設計溫度之前每隔6h測量一次,摻防凍劑的混凝土在強度未達到其受凍臨界強度前每隔2h測量一次,達到受凍臨界強度后每隔6h測量一次,并以此計算日平均溫度。應多留置同條件養護試件,以便于在不同齡期確定混凝土結構實體強度是否達到混凝土受凍臨界強度和滿足后續施工要求的強度。

暖棚法

冬期混凝土工程施工的暖棚法是將被養護的混凝土構件或結構置于搭設的棚中,在內部設置熱源加熱棚內空氣,使混凝土構件或結構處于正溫環境下養護。暖棚法是人工制造封閉的小氣候環境,使混凝土構件或結構處于不低于+5℃的溫度之中,其標準強度的確定與蓄熱法及常溫條件下相同。

暖棚法和蓄熱法、綜合蓄熱法都是在人工改造的小氣候環境中進行的,因此,同條件養護強度的確定與其基本相同,但養護棚內日平均溫度應按行業標準《建筑工程冬期施工規程》(JGJ104-2011)的規定確定,棚內各測點溫度不得低于+5℃,暖棚內測溫點應選擇具有代表性位置進行布置,在離地面50cm高度必須設點,每晝夜測溫不應少于4次,以平均值計算日平均溫度。

蒸汽養護法

蒸汽養護法是以蒸汽為熱源對混凝土進行加熱養護的施工方法。通常采用向棚罩、蒸汽套、熱模板或結構內部預留孔中通以蒸汽,迅速提高混凝土的早期強度。

按照《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2015)第7.1.1條規定,對采用蒸汽法養護的混凝土構件,其混凝土試件應先隨同結構構件同條件蒸汽養護,再轉入標準條件養護共28d,即采用“蒸轉標法”。

早期經蒸汽養護的混凝土強度可達標準養護28d強度的70%以上,但蒸汽養護轉入同條件養護后強度增長明顯減慢,甚至后期強度增長停滯。因此,在評定蒸汽養護構件的混凝土強度時,其試件應先隨構件同條件養護,然后置入標準養護室繼續養護,兩段養護時間之和等于規定齡期。

混凝土強度經兩段式發展的“蒸轉同”養護后,強度發展總體效果與標準養護基本相似,但稍有降低。蒸汽養護同條件養護強度的確定仍按常溫條件下的方法進行,有人建議以蒸汽養護的恒溫溫度作為第1天的日平均溫度,并以此累積計算同條件養護的成熟度。

負溫法施工

負溫法施工是在混凝土拌合物中摻入防凍劑,澆筑后混凝土不加熱,也不做蓄熱保溫養護,使混凝土在負溫條件下硬化的施工方法。《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ107-2010)沒有關于其強度檢驗評定的明確規定,而《混凝土外加劑應用技術規范》(GB50119-2013)第7.4.2條規定,應在澆筑地點制作一定數量的混凝土試件進行強度試驗,其中一組試件應在標準條件下養護。以此規定來看,混凝土拌合物質量的標準養護試件的取樣制作、養護及試驗齡期與一般普通常溫條件下的混凝土強度檢驗評定方法相同。

《混凝土外加劑應用技術規范》(GB50119-2013)第7.4.2條同時又規定,一定數量在工程條件下養護的混凝土試件在達到受凍臨界強度時、拆模前、拆除支撐前及與工程同條件養護28d再標準養護28d均應進行試壓。這里的“工程條件下養護”或“工程同條件養護”都應理解為《混凝土結構工程施工質量驗收規范》(GB50204-2015)中述及的同條件養護。其實,負溫條件下混凝土等效養護齡期的計算可取與常溫條件下的相同成熟期,即按600℃·d計算,0℃及以下時間不計入,且不受60d的時間限制,可以采用這種方法確定混凝土實體檢驗的同條件養護強度。

《混凝土外加劑應用技術規范》(GB50119-2013)第7.4.2條要求混凝土試件與工程同條件養護28d再標準養護28d的強度,即所謂的“同轉標”強度,是先模擬混凝土在冬期負溫條件下早期對其強度增長的影響,然后將試件移至標準條件下養護,是模擬結構進入使用后在常溫條件下的使用期間內混凝土強度的增長情況。這“同轉標”強度可作為冬期施工條件下混凝土檢驗批強度驗收的依據。

在混凝土冬期施工中,除按要求留置確定標準強度和同條件養護試件外,還要留置一定數量的判斷混凝土是否達到受凍臨界強度的試件和是否滿足后續施工強度的試件。

同條件養護試件與實體結構的混凝土強度的增長規律差異很小,不至于影響混凝土強度的確定。不能機械地理解同條件養護就是試件和實際混凝土結構的養護溫度、濕度等養護條件完全相同,在混凝土結構中不同的部位其強度是有差別的,并不完全相同。例如比如,混凝土結構的內部和表層,混凝土結構的向陽面和背陰面,混凝土表面的迎風面及背風面,墻柱的上層及下層,不同部位的溫度和濕度條件都會有一定程度上的差異。因此,對于同條件養護試件,只要養護溫度和濕度大體與所代表結構一致即可,不必要求完全一致。

施工方案!

根據規范及施工經驗,冬季大體積混凝土配合比的選擇應注意以下幾個問題:

水泥優先使用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥,水泥標號不應低于425號。水灰比不應大于0.6;混凝土冬期施工,為提高混凝土早期強度,不宜加入粉煤灰等外加劑,但對于大體積混凝土施工,加入適當的粉煤灰有利于混凝土溫度控制并能降低成本。本工程采用425號普通硅酸鹽水泥,水灰比0.43,每立方米摻入52kg粉煤灰(見表1、表2)。

為減少混凝土溫度損失,同時確保大體積混凝土振搗質量,澆筑過程中采取分區分層澆筑(見圖2)。本工程利用混凝土拌合物的初始熱量,加之水泥初期水化時產生的水化熱,外側采用保溫材料進行保溫蓄熱,養護期間不再額外加熱。考慮到大體積混凝土澆筑,為防止出現溫差裂縫,養護期間應控制混凝土內外溫差一般控制在25℃以內。因此,混凝土澆筑后硬化過程中須采取有效措施保溫及保濕,且要充分考慮其經濟性和可操作性。

分區澆筑完畢后表面立即采用塑料薄膜進行覆蓋,防止養護過程中水分散發過快,有利于保濕;然后覆蓋一層土工布,最后加蓋兩層草簾被。

混凝土內預埋測溫管,每組兩根,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處。根據對稱的特點,測溫區的測點布置成“X”形。共布置24組測點,48個測溫管(如圖3所示)。

測溫管每組平面間距6m。管上口露出底板表面200mm左右,測溫用紅外測溫儀測讀,為能精確體現混凝土內部溫度,測溫管上口必須用棉包塞嚴,測完溫度繼續塞好棉包。混凝土進入養護期后,進行溫度測量,記錄環境、混凝土表面溫度及混凝土中心溫度,以便掌握保溫、養護情況,施工過程中備留2組同條件養護試件,分析混凝土強度增長情況。

值得一提的是,實際的溫差較理論計算值偏小,此種情況下,可以適當減少保溫蓄熱層,加快散熱,但應加強測溫,注意溫度變化,防止溫降過快。

另外,可以通過對同條件養護試件的抗壓強度分析來驗證混凝土強度增長是否正常,是否達到臨界受凍強度值。

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