冬季混凝土拌制施工中溫度控制分析
關(guān)鍵詞：冬季,混凝土,拌制,施工,溫度控制
前言
混凝土強(qiáng)度與水泥進(jìn)行的水化反應(yīng)強(qiáng)度有很大的關(guān)系，相關(guān)參考資料表明，當(dāng)溫度降至5℃左右時,混凝土的水化反應(yīng)強(qiáng)度會顯著降低。當(dāng)混凝土的溫度低于5℃，混凝土處于游離狀態(tài)的水分的體積開始膨脹，而此時新澆筑混凝土的強(qiáng)度很低，就會在混凝土內(nèi)部留下孔隙,從而使混凝土的最終強(qiáng)度嚴(yán)重下降。當(dāng)溫度降至-5℃時，混凝土內(nèi)部的水分容易結(jié)冰，相應(yīng)的水化反應(yīng)基本上都處于停止?fàn)顟B(tài)，而混凝土因內(nèi)部水分結(jié)冰后，體積會膨脹，從而容易導(dǎo)致混凝土的膨脹開裂，所以在冬季施工過程中,尤其是混凝土拌制施工時要采取合理的控溫措施。
一、計(jì)量冬季混凝土拌制施工中的相關(guān)溫度參數(shù)的計(jì)算
按照混凝土施工的相關(guān)規(guī)范要求，進(jìn)行混凝土熱工計(jì)算時各料加熱的最高溫度為：水溫60~80攝氏度;砂溫度為5℃、石溫度為-15℃。結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況及各料在加熱時的熱量損失，�。篢W(水)=60℃;TS(砂)=5℃;Tg(碎石)=-15℃。水泥不可直接加熱，入盤前保證不低于5℃，所以Ts(水泥)=5℃，假定混凝土拌和溫度為To，則按照相關(guān)計(jì)算公式，To的計(jì)算過程如下：
To=[0.9(MceTce+MsaTsa+MgTg)+4.2Tw(Mw-WsaMsa-WgMg)+C1(WsaMsaTsa +WgMgTg)-C2(WsaMsa+WgMg)]/[4.2Mw+0.9(Mce+Msa +Mg)]=[0.9(390×5+689×5-1077×15)+4.2×60(195-2.5%×689-1077×0.5%)+4.2(689×5%×5-1077×15×0.5%)]/[4.2×195+0.9(390+689+1077)]=12.4℃
其中，水泥用量Mce=390kg，砂子用量Msa=689kg，碎石用量Mg=1077kg，水用量Mw=195kg，砂子溫度Tsa=5℃，碎石溫度Tg=-15℃，水溫度Tw=60℃，水泥溫度Tce=5℃，砂子含水率Wsa=2.5%，碎石含水率Wg=0.5%。
混凝土拌和出機(jī)溫度T1
T1=To-0.16(To-Ti)
T1=12.4-0.16(12.4-5)=11.2℃
Ti為棚內(nèi)溫度，取值為5℃
混凝土入模溫度T2
T2=T1-(aTt+0.032n)(T1-Ta)=11.2-(0.1×0.3+0.032×1)〔11.2-(-15)〕=10℃
其中，a為混凝土溫度損失系數(shù)，取a=0.1。n為混凝土倒運(yùn)次數(shù),取n=1。Tt為混凝土從運(yùn)輸至入模的時間，取Tt=0.3h。Ta為混凝土運(yùn)輸時的外界氣溫，取Ta=-35℃。
二、冬季混凝土拌制施工中相關(guān)溫度控制說明
(一)拌和料的溫度控制
1、水溫度的控制
冬期混凝土的施工，保證混凝土的溫度應(yīng)以熱水為主，對水采用蒸汽加熱或直接加熱，水的溫度控制在80℃以內(nèi)，施工時應(yīng)注意先投入骨料及已加熱的水并攪拌均勻后，再將水泥投入。水加熱時應(yīng)嚴(yán)格控制其溫度，并設(shè)專人進(jìn)行測溫。
2、骨料的溫度控制
當(dāng)外界溫度過低，采用提高水溫的方法也無法達(dá)到混凝土冬季施工要求時，必須采用搭設(shè)暖棚對砂進(jìn)行保溫，保證砂骨料溫度在5℃以上，來滿足混凝土的冬季施工要求。
3、水泥的溫度控制
水泥不允許直接加熱，但是施工時應(yīng)事先放入暖棚內(nèi)，保證水泥入盤前的溫度不低于+5℃。
4、外加劑的溫度控制
冬季施工合理的使用外加劑，也是保證混凝土質(zhì)量的重要措施，在摻外加劑前，應(yīng)將外加劑同水泥一起放入暖棚內(nèi)，以保證外加劑的入盤溫度不低于+5℃。
(二)骨料與水的加熱方法
冬季混凝土施工其質(zhì)量保證完全取決于對各種材料的加熱效果，所以應(yīng)制定合理、可靠、切實(shí)可行的冬季施工措施，以保證混凝土質(zhì)量。
1、水的加熱方法
在攪拌站附近設(shè)置一個體積為4m3的蓄水池，根據(jù)現(xiàn)場條件以及溫度，水池下面用火直接加熱，同時準(zhǔn)備兩根蒸汽管作為臨時加熱，做到隨用水隨蓄水，保證水的溫度。
2、骨料的保溫
由于工程施工中的砂、石料用量較大，必須確保一次性澆筑需要的砂、石料的存儲量滿足施工要求，根據(jù)需要應(yīng)保證砂石料足夠的存儲場地。在碎石料堆頂部覆蓋一層帳篷，裝載機(jī)進(jìn)出取料，設(shè)專人揭開在碎石料上方的棉帳篷，并及時覆蓋。在砂料場外部搭設(shè)暖棚，保證砂料溫度在5℃以上，必要時在暖棚內(nèi)生爐子加熱。
3、攪拌機(jī)的保溫
攪拌機(jī)前后臺的入口應(yīng)做好封閉棚，設(shè)置熱水罐，外加劑標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量設(shè)備，用完畢后清洗的污水應(yīng)做好排水，防止四處飛賤，造成結(jié)冰，影響道路使用安全。
4、拌制混凝土?xí)r的溫度控制
拌制混凝土?xí)r，骨料中不得帶有冰雪及凍塊，拌制混凝土的最短時間不得小于3分鐘，且在混凝土澆注前清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢。混凝土強(qiáng)制攪拌時間3分鐘。水加熱到接近80℃時，投料順序是先投入骨料和水，而后再投入水泥，以免水泥直接與熱水接觸。
三、冬季混凝土拌制施工中的溫度控制舉措
(一)冬季混凝土拌制施工前及施工過程中的溫度控制舉措
1、冬季混凝土拌制施工前的溫度控制
冬季混凝土拌制施工前，要求混凝土施工前1小時由技術(shù)人員進(jìn)行測溫控制,水的溫度在混凝土施工前3小時就進(jìn)行加熱，但溫度不可超過規(guī)范允許值，存放水泥與防凍劑的暖棚中應(yīng)先放入溫度計(jì)，施工前1小時掌握水泥與防凍劑的溫度，從而保證水泥與防凍劑的入盤溫度不低于+5℃。
2、冬季混凝土拌制施工過程中的溫度控制
混凝土拌制施工過程中要嚴(yán)格控制各部位及各環(huán)節(jié)的溫度，要保證有足夠的測溫次數(shù)，根據(jù)測溫情況隨時調(diào)節(jié)水溫以保證混凝土施工的質(zhì)量要求，在施工過程中，砂石料每二小時測溫一次，由于水需要不斷添加，所以水溫度設(shè)有專人隨時測量，動態(tài)控制。測溫結(jié)果要求顯示在測溫記錄上，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
(二)冬季混凝土拌制施工后的溫度控制舉措
冬季混凝土拌制施工后的溫度控制還需要做好如下幾個方面的工作：
第一、冬季混凝土拌制施工后的養(yǎng)生，其測溫點(diǎn)布置應(yīng)全面，準(zhǔn)確的反映養(yǎng)生的溫度情況，應(yīng)在混凝土結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面、背風(fēng)面、兩側(cè)及頂部均設(shè)有測溫孔。
第二、在對拌制施工后的混凝土進(jìn)行測溫時要做到測溫前，要備齊必須的工具、文具，為正常的測溫創(chuàng)造有利條件。測溫時,儀表應(yīng)與外界隔離并留在測溫孔內(nèi)不小于3分鐘，測溫孔應(yīng)編號并繪制測溫孔布置圖，及時做好測量記錄，并規(guī)范操作人、負(fù)責(zé)人簽字制度。
第三、混凝土升溫階段非常關(guān)鍵，要嚴(yán)格把握升溫的速度。其升溫速度為不超過10℃/小時。根據(jù)這個升溫速度的要求，混凝土養(yǎng)生升溫階段每小時進(jìn)行一次測溫工作，全天24小時不間斷進(jìn)行,嚴(yán)格控制升溫速度。當(dāng)混凝土溫度不再明顯上升，此時已進(jìn)入恒溫階段，其測溫次數(shù)為每兩小時一次，并全天24小時不間斷進(jìn)行。
第四、混凝土受凍允許強(qiáng)度為設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%，當(dāng)混凝土施工后強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%，混凝土便可撤去養(yǎng)生，此強(qiáng)度根據(jù)混凝土同步養(yǎng)生試塊來測定。
第五、混凝土恒溫養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，便進(jìn)入降溫階段，降溫階段的降溫速度不得超過5℃/小時，同升溫階段相當(dāng)，要求每小時測溫一次，嚴(yán)格控制其降溫速度，直到防寒棚內(nèi)混凝土內(nèi)部溫度與外界溫度差在15℃以內(nèi)方可進(jìn)行防寒棚拆除。
第六、當(dāng)防寒棚內(nèi)溫度與外界溫度溫差在10℃以上時，拆除模板后混凝土表面應(yīng)用苫布給予覆蓋。冬季根據(jù)外界環(huán)境溫度變化采取相應(yīng)的技術(shù)措施，因此，冬季施工過程中進(jìn)行溫度觀測以便發(fā)現(xiàn)異常情況及時采取措施。具體做法是每隔2小時對施工暖棚測溫一次，而且施工用水、砂和碎石加熱溫度、混凝土出罐溫度、混凝土入模溫度每隔1小時測量一次。
結(jié)語：混凝土在冬季施工時受溫度的影響，容易產(chǎn)生施工質(zhì)量問題，尤其是在拌制施工時對相應(yīng)的施工材料溫度都有嚴(yán)格的要求，如果相關(guān)溫度不能得到有效控制的話就比較容易引發(fā)施工質(zhì)量問題，所以做好冬季混凝土拌制施工中的溫度控制工作，意義重大。
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