混凝土冬期養(yǎng)護(hù)方法的選擇

混凝土冬期養(yǎng)護(hù)方法的選擇

      一、混凝土冬期養(yǎng)護(hù)方法的選擇

      1、大體積混凝土設(shè)備基礎(chǔ)、熱電站等養(yǎng)護(hù)方法的選擇
      ⑴、蓄熱法，嚴(yán)寒大風(fēng)時(shí)，須加搭擋風(fēng)墻
      ⑵、地下結(jié)構(gòu)，搭保溫棚遮蓋。 
      ⑶、蓄熱為主，個(gè)別部位電熱或用小型暖棚
      ⑷、蓄熱并摻外加劑，個(gè)別部位人工加熱。 
      2、工業(yè)及民用建筑獨(dú)立或帶形混凝土、毛石混凝土基礎(chǔ)，小型設(shè)備基礎(chǔ)：
      ⑴、不太冷時(shí)土模保溫，上部覆蓋 
      ⑵、蓄熱法加外加劑；或加早強(qiáng)抗凍劑，簡單覆蓋 
      ⑶、個(gè)別小型獨(dú)立基礎(chǔ)，上部遮蓋，用蒸汽或熱空氣表面加熱，初期電熱，然后保溫蓄熱 
      ⑷、無鋼筋和毛石混凝土基礎(chǔ)采用負(fù)溫混凝土法
      3、基礎(chǔ)梁、柱、吊車梁、框架結(jié)構(gòu)： 
      1、不太冷時(shí)，蓄熱法加外加劑；或外加劑法；或電熱蓄熱法
      2、蒸汽加熱法；或結(jié)構(gòu)內(nèi)部通氣法。

    二、蓄熱法養(yǎng)護(hù)
      1、蓄熱法養(yǎng)護(hù)施工要點(diǎn)
      1.1 基本原理 
      蓄熱法將混凝土的組成材料（水和骨料）進(jìn)行適當(dāng)加熱、攪拌，使攪拌后具有一定的溫度，混凝土的外圍用保溫材料嚴(yán)密覆蓋，利用混凝土預(yù)加的熱量及水泥的水化熱之和保溫，使混凝土緩慢冷卻，并在冷卻即過程中逐漸硬化，當(dāng)混凝土冷卻到0℃時(shí)，使達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度或預(yù)期的強(qiáng)度。 
      1.2 材料加熱 
      ⑴ 水泥宜用425號及425以上硅酸鹽水泥或普通水泥,使用前宜運(yùn)入暖棚內(nèi)存放 

      ⑵ 組成材料加熱應(yīng)優(yōu)先考慮加熱水，當(dāng)水加熱還達(dá)不到要求溫度時(shí)，才考慮對砂和石子加熱；當(dāng)石子干燥無凍塊時(shí)，只加熱砂。
      ⑶ 水的加熱可用火爐、大鐵鍋或在水箱內(nèi)安放盤曲的蛇形蒸汽管或直接通入蒸汽。砂、石子加熱可采取將蒸汽管直接插入被加熱的石子堆中，通蒸汽或熱空氣加熱；小批量可用熱炕或在鐵板下、金屬管等火炕下生火間接烤熱，但不能用火焰直接加熱集料。 
      ⑷ 混凝土組成材料加熱溫度需要混凝土拌和物的最終溫度按17-4-4-2節(jié)計(jì)算確定。水、集料加熱的最高允許溫度應(yīng)按表17-24采用?；炷翜囟纫话銘?yīng)控制在35℃以內(nèi)，溫度過高會引起合宜性變差，或?qū)е聼崾湛s裂縫。 
      1.3 攪拌、運(yùn)輸、澆灌 
      ⑴ 攪拌時(shí)應(yīng)投入砂石和水拌和，然后再投入水泥拌和，不得將水泥與水直接攪拌,以免產(chǎn)生假凝.攪拌時(shí)間應(yīng)比常溫季節(jié)延長50%，切忌將帶有凍團(tuán)及冰雪的砂石裝入攪拌機(jī)內(nèi)。 
      ⑵ 嚴(yán)寒季節(jié)澆筑混凝土應(yīng)考慮運(yùn)輸器具進(jìn)行適當(dāng)覆蓋保溫，盡量縮短運(yùn)輸距離和裝卸次數(shù)，灌筑要快澆快蓋，工作面盡量縮小，以減少熱損失。 
     1.4 蓄熱保溫 
      ⑴ 蓄熱法保溫應(yīng)選擇導(dǎo)熱系數(shù)小，就地取材、價(jià)廉耐用的材料，如稻草板、草墊、草袋、稻殼、麥秸、稻草、鋸屑、爐渣、巖棉氈、聚苯乙烯板等，并要保持干燥?？沙蓪踊蛏⒀b覆蓋，并作成工具或保溫模板，在保溫時(shí)再在表面覆蓋一層塑料薄膜、油氈或水泥袋紙等不透風(fēng)材料，可有效提高保溫效果，或保持一定空氣間層，形成一密閉的空氣隔層，起保溫作用。 
      ⑵ 及時(shí)作好保溫覆蓋，各層互相搭蓋嚴(yán)密。敷設(shè)后，要注意防潮和防止透風(fēng)，對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的邊棱、端部和凸角，要特別加強(qiáng)保溫、擋風(fēng)。新澆混凝土與已硬化混凝土的連接處，為避免熱量的傳導(dǎo)損失，必要時(shí)應(yīng)采取局部加熱措施。 

      1.5冷卻時(shí)間計(jì)算 
      蓄熱法混凝土冷卻到0℃的延續(xù)時(shí)間和此期間的平均溫度，可按17-4-4-2節(jié)計(jì)算求得，據(jù)此查圖17-3，或用成熟度方法估算出混凝土可能獲得的強(qiáng)度。如混凝土達(dá)不到抗凍臨界強(qiáng)度值或預(yù)期的強(qiáng)度，則須調(diào)整施工條件或改進(jìn)保溫措施，再進(jìn)行計(jì)算，直至符合要求為止。 
      1.6 測溫 
      混凝土拌制、運(yùn)輸、澆灌應(yīng)嚴(yán)格控制溫度；混凝土澆筑后應(yīng)嚴(yán)格測溫工作，如發(fā)現(xiàn)溫度下降過快或遇寒流襲擊，應(yīng)立即采取外加保溫層或人工加熱等措施，以防止混凝土受凍。
      1.7 蓄熱法擴(kuò)大應(yīng)用措施 
      蓄熱法除采取覆蓋保溫材料外，還可以輔以一些附加措施，以擴(kuò)大蓄熱法應(yīng)用范圍： 
      ⑴ 摻入早強(qiáng)劑、抗凍劑或早強(qiáng)型減水劑，使水泥水化放熱較早較快。加速混凝土硬化和降低凍結(jié)溫度。 
      ⑵ 采用高標(biāo)號水泥、早強(qiáng)水泥配制混凝土或增加水泥用量，增大水泥的早期水化熱或摻入減水劑，降低水灰比 
      ⑶ 利用保溫材料儲備熱量，如采用生石灰鋸屑和水（0.7：1：1，重量計(jì)）拌和均勻，覆蓋在混凝土表面周圍，利用放出的熱量，對混凝土進(jìn)行短期加熱和保溫。 
      ⑷ 將蓄熱法與混凝土外部加熱法或早期短時(shí)加熱法合并應(yīng)用，如蒸汽蓄熱法、電熱法以及用簡易棚罩加熱圍護(hù)等，防止降溫過快。 
      ⑸ 地面以下的結(jié)構(gòu)，利用未凍土的熱量，用保溫材料嚴(yán)密覆蓋基坑（槽）提高環(huán)境溫度，減緩降溫速度。 
      ⑹ 用簡易棚罩加強(qiáng)圍護(hù)或設(shè)擋風(fēng)墻，防止降溫過快。
      1.8 優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍 
      蓄熱法具有方法簡單，不需混凝土加熱設(shè)備，節(jié)省能源，混凝土耐久性較高，質(zhì)量好，費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，但強(qiáng)度增長較慢，施工要有一套嚴(yán)密的措施和制度 適用于結(jié)構(gòu)較為厚大，表面系數(shù)小于5，大氣溫度不低于-15℃的情況，如選擇適當(dāng)?shù)谋夭牧?，摻加化學(xué)外加劑以及附加其它措施，表面系數(shù)大于5的結(jié)構(gòu)亦可使用，對于地下的混凝土結(jié)構(gòu)和大型設(shè)備基礎(chǔ)更為適宜。 
   （注：混凝土抗凍臨界強(qiáng)度：對硅酸鹽或普通水泥配置的混凝土，為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的30%；對礦渣水泥配置的混凝土，為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度值的40%。） 

拌合水及集料的最高允許溫度

      注：當(dāng)集料（即骨料）不加熱時(shí)，拌合水可加熱到100℃，但水泥不應(yīng)與80℃以上的水直接接觸。投料順序，應(yīng)先投入集料和已加熱的水，然后再投入水泥。

      三、暖棚法養(yǎng)護(hù)
       暖棚法養(yǎng)護(hù)施工要點(diǎn)： 
      1、 暖棚法在建筑物、構(gòu)筑物或構(gòu)件的周圍或腳手架的外圍，用保溫材料搭 設(shè)暖棚，或在室內(nèi)用草袋、草墊、塑料薄膜等將門窗堵嚴(yán)，或在框架結(jié)構(gòu)腳手架外圍掛設(shè)圍幕，或在獨(dú)立結(jié)構(gòu)支設(shè)充氣暖棚（空氣支撐結(jié)構(gòu)）等，當(dāng)澆筑和養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r，棚內(nèi)生火爐，或設(shè)熱風(fēng)機(jī)加熱，或安暖氣排管通蒸汽或熱水進(jìn)行采暖，以保證棚內(nèi)正溫環(huán)境（不低于5℃），并保持混凝土表面濕潤，使混凝土在正溫下養(yǎng)護(hù)達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度。 
      2、 搭設(shè)時(shí)應(yīng)注意，在混凝土結(jié)構(gòu)物與暖棚之間要留足夠的空間，使暖空氣 流通；為降低搭設(shè)成本和節(jié)能，應(yīng)注意減少暖棚體積；同時(shí)應(yīng)圍護(hù)嚴(yán)密，不透風(fēng)；采用火爐作熱源，要特別注意安全防火。

三、外加劑法

      3.1、原理及適應(yīng)范圍 
      1、在混凝土中摻入一定量的早強(qiáng)抗凍外加劑（或用負(fù)溫硬化水溶液拌制混凝土），混凝土澆筑于普通模板中，在整個(gè)養(yǎng)護(hù)過程中不加熱，僅作保護(hù)性護(hù)蓋，以防止風(fēng)雪侵襲，使混凝土早期強(qiáng)度迅速增長并保持在一定負(fù)溫條件下繼續(xù)硬化，并達(dá)到要求的強(qiáng)度。 
      2、本法具有施工簡便，使用可靠，不需復(fù)雜的加熱和保溫，費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，但混凝土強(qiáng)度增長較慢。 
      3、適應(yīng)于截面較厚大的結(jié)構(gòu)及一般低溫（0～-10℃）和凍結(jié)期較短的情況下使用；在嚴(yán)寒條件下，可與原材料加熱、蓄熱法以及其它方法結(jié)合使用。負(fù)溫混凝土適應(yīng)于工程量不大、蓄熱保溫困難的結(jié)構(gòu)，如圈梁、過梁、挑檐、陽臺、雨棚、地面、路面及梁柱接頭等使用。 
      4、摻加氯鹽不得用于高濕度（相對濕度大于50%），高溫度（60℃以上）環(huán)境中使用的結(jié)構(gòu)（如排出大量蒸汽的車間、澡堂、洗衣房等，靠近電源的結(jié)構(gòu)如發(fā)電站、變電所）以及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。 
      3.2、外加劑種類及摻量 
      1、常用防凍劑有氯化鈉、氯化鈣、亞硝酸鈉、硝酸鈉、乙酸鈉、碳酸鉀、尿素等，常用早強(qiáng)劑有硫酸鈉、三乙醇胺、硫代硫酸鈉等，其中單摻較好的有氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉。復(fù)合劑以硫酸鈉與亞硝酸鈉、三乙醇胺與氯化鈉（或氯化鈣）使用較普遍，效果較單一型好，此外還有以有機(jī)物為主組成的新型負(fù)溫硬化劑，系由防凍劑、早強(qiáng)劑和減水劑組成。加減水劑作用是用來減少拌合水量，降低混凝土的含水量，提高密實(shí)性和強(qiáng)度，常用減水劑為木制磺酸鈣。負(fù)溫硬化劑有較好的防凍增強(qiáng)效果，對鋼筋無銹蝕，且貨源廣，價(jià)格便宜，各種抗凍早強(qiáng)劑的性能及效用見22-10抗凍材料。 
      2、硫酸鈉單獨(dú)使用摻量一般為水泥重量的1-3%，最佳摻量為1.5%。
      3.2、施工要點(diǎn) 
      1、水泥宜優(yōu)先選用425號或425號以上的硅酸鹽水泥或普通水泥；砂、石不得含有冰雪、凍塊和泥土雜質(zhì)。 
      2、摻氯鹽早強(qiáng)抗凍劑，氯鹽（按無水狀態(tài)計(jì)）的摻量，鋼筋混凝土中不得超過水泥重量的1%；無筋混凝土中不得超過水泥重量的3%。為減少氯鹽對鋼筋銹蝕的影響，使用時(shí)亦同時(shí)摻入阻銹劑。 
      3、氯鹽事先調(diào)成溶液，攪拌時(shí)均勻加入。配制三乙醇胺復(fù)合劑時(shí)，應(yīng)先用熱水熔化氯化鈉，再加入亞硝酸鈉，最后加入三乙醇胺，充分?jǐn)噭?，拌合混凝土?xí)r和水要混合均勻一次加入。負(fù)溫硬化劑使用應(yīng)先溶解于水配成溶液，然后投入攪拌。配制硫酸鈉溶液的水溫應(yīng)保持在30～50℃，濃度不宜大于20%。
      4、拌和水應(yīng)適當(dāng)加熱，必要時(shí)砂、石亦應(yīng)加熱。 
      5、混凝土的攪拌時(shí)間應(yīng)比普通混凝土延長50%；坍落度應(yīng)控制在1～3cm之間。
      6、混凝土出機(jī)溫度不宜低于10℃，澆筑成型后的溫度不宜低于5℃，混凝土應(yīng)加強(qiáng)振搗密實(shí)。 
      7、混凝土澆筑后立即作保護(hù)性覆蓋，必要時(shí)應(yīng)加適當(dāng)保溫防寒。 
      8、當(dāng)大氣溫度下降使混凝土本身溫度低于負(fù)溫硬化的規(guī)定溫度時(shí)，此時(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不低于3.5MPa；如果達(dá)不到時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)加熱或保溫措施。
      9、其他施工要求通普通混凝土施工。

      四、蒸汽加熱法養(yǎng)護(hù)  

        常用蒸汽加熱養(yǎng)護(hù)方法

       蒸汽室法（簡易蒸汽室法）

      加熱養(yǎng)護(hù)方法

      用磚（或利用地坑、槽）作圍護(hù)墻，在木框或搭設(shè)的腳手桿上，鋪設(shè)席子、油氈紙或塑料薄膜作活動蓋，構(gòu)成蒸汽室，或在構(gòu)件周圍用 保溫材料（木材、磚、棚布等）加以圍護(hù)，然后四周用草墊或砂壓嚴(yán)封閉接縫，內(nèi)設(shè)蒸汽管 噴汽加熱混凝土。施工要設(shè)排除冷凝水的溝槽， 防止侵入地基凍結(jié)，并注意使蒸汽噴出口離混 凝土外露面不小于30mm。

      優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍
      施工方便簡單，養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，但耗汽量較大。  適用于現(xiàn)場預(yù)制數(shù)量較多，尺寸較大的大、中型構(gòu)件或現(xiàn)澆地面以下墻、柱、基礎(chǔ)、溝道、構(gòu)造物等。

      蒸汽套法

      加熱養(yǎng)護(hù)方法
      在結(jié)構(gòu)的模板外圍再作一層緊密不透氣的模板或其他圍護(hù)材料，作成蒸汽保溫外套，并作成工具式便于周轉(zhuǎn)，在期間通入蒸汽加熱混凝土。模板與套板間空隙不超過15cm。為了加 熱均勻，應(yīng)分段送汽，一般水平構(gòu)件（地梁、 吊車梁等）沿構(gòu)件每1.5～2.0m分段通汽；垂直構(gòu)件每3～4m分段通汽，蒸汽分別從每段的下部通入汽套中，同時(shí)要設(shè)置排除冷凝水的裝置，套內(nèi)溫度可達(dá)30～40℃
      優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍
      分段送汽，溫度容易控制，加熱均勻，養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，耗汽 量一般為800～1200Kg/m3 ，但設(shè)備復(fù)雜，費(fèi)用較大，適用于搗制柱、梁及肋型樓板等整體結(jié)構(gòu)、預(yù)制構(gòu)件接頭等的加熱

      內(nèi)部通汽法

      加熱養(yǎng)護(hù)方法
      在混凝土構(gòu)件內(nèi)部預(yù)留φ25～50mm孔洞（用鋼管或膠管充水成孔），插入短管或排管通入蒸汽加熱，下部設(shè)冷凝水排除口。梁內(nèi)留孔應(yīng)設(shè)0.5%的坡度（圖17-9、圖17-10），當(dāng)混凝土達(dá)到抗凍強(qiáng)度后，用砂漿或水泥漿將孔洞封閉。構(gòu)件加熱一般可不保溫，但低于-10℃時(shí)，為避免溫差過大，減少熱損失，表面應(yīng)采取簡單圍護(hù)保護(hù)措施；混凝土加熱溫度一般控制在30～45℃。
      優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍
      施工簡單，熱量可有效利 用，省蒸汽（200～300kg/m3 ）、燃料、設(shè)備；但加熱溫度不夠均勻  適用于加熱預(yù)制多孔板及搗制柱、梁等構(gòu)件。

      毛管模板法

      加熱養(yǎng)護(hù)方法
      在混凝土木模板內(nèi)側(cè)沿高度方向開成通長的通汽溝槽（又稱毛管），在外部設(shè)分汽箱和蒸汽管，蒸汽由支氣管送入分汽箱，然后送入毛管溝槽加熱混凝土，再由上端的φ20mm氣孔逸出（圖17-11）。通氣槽可作成三角形、矩形或半圓形，間距20～25cm，用0.5～2mm厚鐵皮或6～9mm厚木版條或膠合板封蓋。模板制作應(yīng)嚴(yán)密，分汽箱應(yīng)作成凹形，圍繞結(jié)構(gòu)一周，凈截面不小于30×50mm，垂直方向每隔2.5～3.5m設(shè)一個(gè)，水平方向每隔1.5～2.0m設(shè)一個(gè)。冷凝水通過底部的水門或分汽箱預(yù)留孔排掉。每個(gè)通汽槽高度不宜超過3.5m（水平不超過2.0m），加熱溫度用汽量調(diào)節(jié)。
      優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍
      蒸汽用量少，耗汽量在 400～500 kg/m3 ，利用率高，加熱均勻，溫度易控制，養(yǎng)護(hù)時(shí)間短；但模板制作較復(fù)雜，耗料多，需一定設(shè)備，費(fèi)用大。 適用于框架結(jié)構(gòu)柱及墻等垂直構(gòu)件，加熱效果較好；對于平方的構(gòu)件，效果較差，加熱不均勻，不宜采用。

      熱模熱拌法

      加熱養(yǎng)護(hù)方法
      采用特制的空腔式模板（圖17-12），或在構(gòu)件胎模內(nèi)預(yù)埋3～4根φ30mm蒸汽排管，用纖維板或硬制泡沫塑料板封閉，造成蒸汽熱模（臺模），通汽加熱混凝土，或僅在模底通入蒸汽，自下而上加熱構(gòu)件，使其均勻受熱，再加上熱拌集料蓄熱，使混凝土強(qiáng)度快速增長。
      優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍
      可在嚴(yán)寒（-30℃）條件下使用，加熱溫度較均勻，能節(jié)省能源，縮短生產(chǎn)周期 適于有條件的現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件和中、小型低碳冷拔鋼絲預(yù)應(yīng)力構(gòu)件使用

      塑料暖棚法

      加熱養(yǎng)護(hù)方法
      在地面或地槽內(nèi)設(shè)檁條搭設(shè)簡易塑料薄膜暖棚，在棚內(nèi)鋪簡易蒸汽排管，并利用太陽能加熱混凝土，或再適當(dāng)通汽保溫
      優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍
      施工簡單，省投資和燃料，并可利用太陽能  適于加熱地下獨(dú)立基礎(chǔ)或現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件

      四、蒸汽加熱法養(yǎng)護(hù)

      常用電熱養(yǎng)護(hù)方法

      名稱、原理
      電極加熱法系在混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部或外表設(shè)置電極，由于混凝土具有一定的電阻值，使電能轉(zhuǎn)化為熱能，對混凝土進(jìn)行加熱養(yǎng)護(hù)。