高強(qiáng)混凝土冬季施工的方法與措施

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摘要：高層大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑，由于其荷載大但又需要較小結(jié)構(gòu)斷面，就必須采用高強(qiáng)度混凝土來解決；另一方面，由于高層建筑師一般都具有較大的體量，施工周期長，其結(jié)構(gòu)施工都需跨年度施工。在北方地區(qū)由于夏季施工時(shí)間短，必然發(fā)生結(jié)構(gòu)冬期問題。保證高強(qiáng)度混凝土冬期施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度就是一個(gè)必須要解決的問題。

采用高強(qiáng)度混凝土和普通混凝土形成的構(gòu)件的主要區(qū)別是：一是高強(qiáng)度混凝土構(gòu)件用于主要結(jié)構(gòu)件，構(gòu)件斷面小卻承受較大的內(nèi)壓，其重要程度大于普通混凝土構(gòu)件，因此要求施工質(zhì)量在冬期也必須得到保證。二是混凝土所用水泥標(biāo)號(hào)高，水泥用量大。三是要求混凝土的水灰比小，但混凝土的流動(dòng)性，和易性卻高于普通混凝土。因此，就不能用普通混凝土冬期施工方法照搬到高強(qiáng)度混凝土冬期施工中來，必須采取適用于高強(qiáng)度混凝土冬期施工的養(yǎng)護(hù)方法有蓄熱法，蒸氣加熱法，電極加熱法，遠(yuǎn)紅外養(yǎng)護(hù)法和摻防凍加劑法等，對(duì)于高層建筑來說，采用以上方法均有這樣和那樣的不足。通過對(duì)冬期高層建筑混凝土施工方法的研究，認(rèn)為采用二頻渦流綜合養(yǎng)護(hù)法更適合于高強(qiáng)度混凝土的施工。

工頻渦流綜合養(yǎng)護(hù)法是在混凝土攪拌過程中近設(shè)計(jì)加入復(fù)合高效減水劑，縮聚物，防凍劑，在施工使用的鋼模板上設(shè)置渦流鋼管，內(nèi)通交變電流螺旋電阻導(dǎo)線，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，交變電流在通過導(dǎo)體流動(dòng)時(shí)，在螺施狀電阻導(dǎo)線四周產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，作用在導(dǎo)線外側(cè)的鋼管上，由于鋼管具有一定厚度就感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)熱和電流，這種在管壁中無規(guī)則流動(dòng)的電流即為渦流。由于鋼管電阻的存在，無規(guī)則流動(dòng)的渦流在管壁內(nèi)產(chǎn)生熱效應(yīng)，與螺施狀電阻導(dǎo)線產(chǎn)生的熱疚發(fā)生迭加，實(shí)現(xiàn)了電能向熱能的轉(zhuǎn)換，在電能向熱能轉(zhuǎn)換過程中加熱了焊接在鋼模板上的鋼管，將熱量傳導(dǎo)給鋼模板，使模板內(nèi)的混凝土補(bǔ)加熱，直到混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。加入高效縮聚物的高等級(jí)混凝土獲得高強(qiáng)度的重要環(huán)節(jié)。加入少量防凍劑，主要是解決混凝土在運(yùn)輸，施工操作階段及澆筑后升溫養(yǎng)護(hù)前間隙時(shí)間內(nèi)在混凝土內(nèi)部形成冰凍水的問題，提高養(yǎng)護(hù)前混凝土的抗凍性并可節(jié)省部分養(yǎng)護(hù)能源，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，加入少量防凍劑混凝土強(qiáng)度比不加防凍劑混凝土同條件養(yǎng)時(shí)間，前都明顯優(yōu)于后者，在組合式鋼模板或大型鋼模板上設(shè)置渦流鋼管的直徑及數(shù)量是根據(jù)混凝土表面系數(shù)，電流輸出功率及混凝土，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1 在鋼模板的渦流管外側(cè)加設(shè)40米原苯板保溫層，用膠帶固定，可以防止養(yǎng)護(hù)熱量損失和提高鋼模板保溫層周轉(zhuǎn)次數(shù)。

采用這種施工方法和其它方法比較具有以下優(yōu)點(diǎn)： 第一，加熱方法簡單，維護(hù)安全方便，輔助設(shè)備少。第二，電熱轉(zhuǎn)換利用率較高，可達(dá)60%，是遠(yuǎn)紅外養(yǎng)護(hù)電能消耗的60%，是電極法養(yǎng)護(hù)電能消耗的50%。第三，加熱均勻，控制方便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。第四，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越，其成本均低于其它混凝土冬期養(yǎng)護(hù)方法的成本。第五，質(zhì)量可靠性高于其它養(yǎng)護(hù)方法，由于熱源在鋼板上，所以施工方便，操作簡單，加熱溫度均勻，養(yǎng)護(hù)周期短，可縮短施工周期。第六，負(fù)溫適用范圍大，可用10-20攝氏度之間。第七，施工方法和暖期施工方法相似，特別適用于高層建筑。

2 工頻渦流綜合養(yǎng)護(hù)法的施工管理是非常嚴(yán)格的，必須建立相應(yīng)的管理制度與操作規(guī)程。

對(duì)重要的工序建立質(zhì)量控制點(diǎn)，通過對(duì)施工全過程的控制，才可以確保高等級(jí)混凝土冬期施工的質(zhì)量，縮短施工工期，降低施工成本，保證管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。具體管理措施是：攪拌過程：對(duì)混凝土所用砂，石子和水加溫，最高水溫不能超過施工規(guī)范要求，以防止水泥發(fā)生假凝，高效減水劑，高效縮聚物，防凍劑嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制水灰比。模板放工：采用大型鋼模板或組合式鋼模板支撐，模板外側(cè)設(shè)置渦流管，采用焊接或穿管均可，鋼管為DN20或DN25，設(shè)置原則是：柱梁均勻?qū)ΨQ設(shè)，墻和板為邊部雙面設(shè)，中間部分兩個(gè)對(duì)應(yīng)面交叉設(shè)，混凝土露出部分仍平放保溫加熱鋼模。混凝土運(yùn)輸澆筑：攪拌站攪拌的混凝土要求采用混凝土運(yùn)輸車，邊運(yùn)輸邊攪拌，混凝土澆筑時(shí)間盡量短，混凝土振搗要密實(shí)。澆筑后對(duì)于外露面要盡快覆蓋帶渦流管模板，盡量養(yǎng)活混凝土中的初始熱量的損失。為減少渦流養(yǎng)護(hù)設(shè)備，降低設(shè)備投資，混凝土一次澆筑長度應(yīng)小于20米為宜。加熱養(yǎng)熱，根據(jù)室內(nèi)外氣溫，混凝土澆筑時(shí)內(nèi)部溫度，養(yǎng)護(hù)周期，首先設(shè)計(jì)出電能輸出功率及調(diào)控功率，設(shè)計(jì)出送電養(yǎng)護(hù)方式及養(yǎng)護(hù)時(shí)間，為確保混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)先進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求，可以進(jìn)行正式加熱養(yǎng)護(hù)。如不滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整輸出電流，養(yǎng)護(hù)溫度或升溫方式，直到滿足要求為止。