冷混凝土设计和施工的试验研究

刘晓宇

(甘南县水土保持办公室，黑龙江甘南162100)

0 引言

随着甘南县城镇建设的发展及城镇规划建设的需要，近年来建筑业逢勃发展起来，随着任务量的增加，为了加快城镇的建设，因此，冬季施工特别是混凝土的冬季施工就摆在了我们的面前。

自1998年以来，我县在建筑业对梁、板、基础应用冷混凝土的新工艺设计和施工，采取了技术组织措施，调整节奏及施工部署，缩短了构件混凝土的养护时间，争取使混凝土达到一定的强度条件，满足施工工艺的要求。这一方法是十分重要的，但是在目前的施工中往往被忽视，在拌合物中掺入早强、抗冻等外加剂，改变混凝土构件的强度，提高和保持混凝土的温度，创造了混凝土早期强度能够迅速增长的温度条件。

通过多年的检查和验证，梁、板、基础等部位没有任何变形，达到设计标准，在我区温差大，施工要求紧迫的情况下，应用和推广冷混凝土施工具有十分重要的作用。下面仅从以下几方面对冷混凝土的施工进行介绍，供同行参考。

1 冷混凝土构件施工需考虑的先决条件

1)厚壁。构件壁厚要＞10 cm。

2)温度。施工期温度应＞-20℃。

3)在地上不受水位的变化限制。

4)不能靠近超万伏电路。

5)不使用冷拉冷拔钢筋，受力筋直径＞Ø8。

6)砂石中不能含有冰块雪粉，含土量≤2%。

7)对构件加强管护和振捣，使之有良好的密度。

8)混凝土保护层要＞2.5 cm。

2 冷混凝土的设计施工计算

氯盐掺量，主要依据预期施工时，浇筑后15 d的气温及现场施工条件，适当选定，要求水泥品种为普通硅酸盐425#水泥。

确定在某一负气温下硬化的混凝土所需氯盐浓度时，首先确定溶液中盐类总剂量，然后根据所需要早期温度和施工条件，再选择氯化钙和氯化钠两者的配合比。

为了防止混凝土初凝过快，务必使氯化钙的剂量略少于氯化钠，目的是不使混凝土早凝，冷盐受冻。

混凝土冻期施工时选择的经验剂量，见表1。

表1 混凝土冻期施工时氯盐的经验剂量

施工时间1月1日—10日最低温度-23℃，经查表确定氯化钙、氯化钠各6%(比例法)考虑，为防止混凝土早凝，氯化钙略少于钠，确定少0.5%为5.5%。

以每罐计拌和0.1 m3混凝土，设计标号为200号水灰比确定为0.55，砂含水率为2%，卵石含水率1.5%，拌和温度为40℃，氯盐溶液温度25℃。

每罐用料425#普通硅酸盐水泥25 kg，中砂32.5 kg，卵石137 kg，氯化钙溶液3.8 kg，氯化钠溶液3.2 kg，另加温水3 kg。

考虑拌和过程和运输过程中的热损失，拌和时，水温要适当增高，但要＜50℃，要尽量减短运输距离，加快运料和施工速度。

对基础梁板及其它的施工距离为20 m，拌和物与室外温度×运输时间(以 min计)，经计算拌和的温度为17℃～19℃。

3 冷混凝土施工准备

1)备好存水和氯盐溶液的容器，1个大桶，2口大锅。

2)加热燃料。

3)提前备好混凝土浇筑后的保温变盖材料(木架，稻草、薄膜、试计等)。

4)拌和料容斗和运输的皮桶等。

5)埋设测温孔，在模板上钻孔，用光滑的圆锥形木棍，小头杆上板内12 cm，浇筑时，经常转动位置，选择在风面或结构薄弱的保温部位，测孔棍埋深为5～15 cm，还需要有+30℃的温度计15～20支，同时还要备有测温浓度的波梅氏比重计6支。

6)施工做好组织准备，务求施工时快速、连续。

4 施工

1)务必做好充分的思想准备，组织落实物质准备工作。

2)施工过程中务求做到三快、三勤、二及时，即混凝土拌和运输要快，混凝土拌和物入仓要快，振捣要快;观测温度要勤，检查氯盐浓度及使用量要勤;调节水及氯盐温度要及时，浇筑体整体复盖要及时。该基础或梁、板等变为整体式覆盖，用塑料膜包起，然后用稻草覆盖，厚度为40 cm，上面留有观测孔位及时观测。

3)浇筑工作量大时可分2班和3班，每个班施工40 min，基础梁、板等打完马上覆盖、实测、覆盖前浇筑各部件温度12℃ ～14℃。

4)考虑冷混凝土的和易性较快的特点，在维持水灰比例前提下宜将坍落度较普通混凝土增大2～4 cm，以利于振捣密度即增大用水3 kg/m3。

5)先投入砂石、氯化盐溶液及水，拌和2 min，然后入水泥，全部拌和4 min，要防止热的氯化盐溶液直接与水泥接触，先要防止氯盐溶液加成双倍。

6)拌和前，先测一遍砂温、卵石温、水泥温、水温、氯盐溶液温，如与计划的数字相近，可施工。测时，把温度计放入料内10 cm，停放3 min，记录读数。

7)揽拌混凝土前，用高浓度氯盐液冲洗搅拌机。

8)要先进行试拌，拌出的第一罐混凝土应进行温度检查，视其达到计算温度，不符时进行调整，然后再连续浇筑，方法为立浇或平浇。

9)及时振捣排出所有汽泡，开始浮浆即可，更应注意维护部位筋保护层的位置和振捣密度。

10)施工时，留取3组试块，每块20 cm×20 cm×20 cm，其中两组放在现场同条件养护，1组进行28 d标准养护，将现场1组和标准养护的1组进行试压，剩余1组3个工日后试压，均超过设计要求即:1组(现场)，2组(标准)3组(现场剩余)。

11)施工完毕要进行测量观测，务使混凝土温度在10 d内降到所掺氯盐溶液的极限水点以下测温次数，每3 d观测3次，实测结果如下:

11月10日测:时间:6 14 21

温度:+11 +13 +9

11月11日测:时间:6 14 21

温度:+10 +12 +9

11月12日测:时间:6 14 21

温度:+7 +10 +7

3 d后，观测1次/d，时间为14时。

时间/日:13 14 15 16 17 18 19

温度/℃:10 10 9 8 8 6 6

12)在混凝土强度达到一半前或浇筑30 d内，不拆模，若混凝土温度在0℃以上，所标出同期内的平均温度，由混凝土温度，采取措施缓慢地降为负值，日平均气温绝对值＞25℃时拆模。

13)应注意混凝土的保温管理，要经常检查。

5 结语

多年的观测结果表明，冷混凝土的施工工程质量很好，在时间紧迫，任务紧的情况下，采用这种工艺，是有推广价值的，这为今后建筑业的冷混凝土中是大有作为的，这是一项符合寒区温差(±)大也可施工的技术，也有一定的借鉴价值。

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