公路混凝土冬季施工方法与流程

本申请涉及混凝土施工技术的领域，尤其是涉及一种公路混凝土冬季施工方法。

背景技术：

随着我国社会经济的迅速发展，大量基础设施兴建，大部分工程存在工期紧、任务重的特点，许多工程在冬季仍要继续施工。然而，在冬季进行混凝土施工时，新浇筑的混凝土一旦在养护初期遭受冻结，不仅影响混凝土强度的正常增长，使其不能达到设计强度，而且严重影响混凝土的质量及耐久性。

相关技术中，为了在冬季施工时保证混凝土强度发展，通常采用热养护的方式，主要包括蓄热法、电热法以及蒸汽法，其中当最低气温不低于-15℃，结构的表面系数（表面积和体积之比）不大于5的底面或地下工程，可采用蓄热法；当结构的表面系数在5以上，要求获得早强，且电力供应条件较好者，可采用电热法；当结构表面系数较大，如柱、梁、板等且有充裕蒸汽资源能够利用时，可采用蒸汽法。

针对上述中的相关技术，发明人发现采用这种施工方式，对养护条件的要求较高，一旦工程缺少或没有相应的热养护条件，则冬季施工难以保证质量，进而影响混凝土的质量及耐久性。

技术实现要素：

为了提高混凝土强度，改善混凝土的质量和耐久性，本申请提供一种公路混凝土冬季施工方法。

本申请提供的一种公路混凝土冬季施工方法采用如下的技术方案：

一种公路混凝土冬季施工方法，包括以下步骤：

s1.混凝土拌制，在配制混凝土原材料时掺入外加剂；

s2.混凝土运输，控制混凝土拌和物出机温度和入模温度，且泵送混凝土的管道采用保温材料包裹；

s3.混凝土浇筑，进行混凝土接缝时，在新混凝土浇筑前先将接合面温度加热至5℃以上，待混凝土浇筑完成后，混凝土接合面继续保持正温，直至新浇筑混凝土获得规定的抗冻强度；

s4.混凝土养护，根据工期要求、混凝土原材料、施工气温以及现场施工条件选择蓄热法、加热法、负温法中的一种进行养护；

s5.判定混凝土是否遭受冻害，在混凝土浇筑地点随机抽取混凝土试样，每次取样后，按标准方法同时制作边长为150mm的立方体抗压强度试件两组，取其中的一组试件，置于20℃标准条件下养护，测其28d抗压强度值f1，取另一组试件与结构物在相同条件下养护14d后，转入标养室继续养护21d，测其总龄期为35d抗压强度值f2，若f2≥f1，则判定混凝土未遭受冻害，若f2＜f1，则判定混凝土已遭受冻害。

通过采用上述技术方案，通过在混凝土原材料中掺入外加剂，能够提高混凝土的抗冻性，进而促进混凝土强度发展；同时通过控制混凝土入模温度和接缝处温度，选择合理的养护方式，并通过混凝土是否遭受冻害进行判定，从而提高了混凝土强度，改善了混凝土的质量和耐久性。

可选的，步骤s1中混凝土原料包括水泥、水和骨料，所述水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，所述外加剂为防冻剂、早强剂、减水剂、引气剂中的一种或几种。

通过采用上述技术方案，以提高混凝土的抗冻性，进而促进混凝土强度发展。

可选的，步骤s1中水泥的标号不低于42.5，最小水泥用量不少于300kg/m³，水灰比不大于0.5。

通过采用上述技术方案，以满足混凝土中水泥的配制要求，进而提高混凝土的质量。

可选的，步骤s2中混凝土拌和物出机温度不低于10℃，入模温度不低于5℃，控制混凝土入模温度的具体步骤包括：

s21.控制水泥温度，采用散装水泥，并对水泥罐体进行保温；

s22.对水进行加热或对水和骨料同时进行加热；

s23.预热搅拌装置或者将搅拌装置至于暖棚内；

s24.缩短运输距离，并在运输过程中进行保温。

通过采用上述技术方案，以满足混凝土入仓温度要求，进而提高混凝土在冬季施工时的质量。

可选的，步骤s3中浇筑预应力混凝土构件的湿接缝时，采用热混凝土或热水泥砂浆，并降低水灰比，浇筑完成后对其进行保温保湿养护直至混凝土的抗压强度不低于设计强度的75％。

通过采用上述技术方案，提高混凝土接缝处的温度，加强保温效果，提升混凝土的质量。

可选的，步骤s4中当室外最低温度不低于-15℃，且混凝土结构的表面系数不大于5时，采用蓄热法养护；当混凝土结构的表面系数大于5，且具备加热条件时，采用加热法养护；当混凝土结构不易加热保温且对强度增长无特殊要求时，采用负温法。

通过采用上述技术方案，能够根据实际施工情况选择相应的保养方法，提升混凝土施工的科学性和合理性。

可选的，步骤s5中对混凝土进行取样时，每100盘的同配合比的混凝土，取样次数至少一次；当每一工作班拌制的同配合比混凝土不足100盘时，取样次数至少1次。

通过采用上述技术方案，保证取样的合理性和准确性。

可选的，步骤s5中判定混凝土未遭受冻害时，将f1作为混凝土强度质量的代表值，根据设计强度等级要求，按照《混凝土强度检验评定标准》进行混凝土的强度评定。

通过采用上述技术方案，实现对混凝土进行评判，以提供混凝土冬季施工的质量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在混凝土原材料中掺入外加剂，能够提高混凝土的抗冻性，进而促进混凝土强度发展；同时通过控制混凝土入模温度和接缝处温度，选择合理的养护方式，并通过混凝土是否遭受冻害进行判定，从而提高了混凝土强度，改善了混凝土的质量和耐久性；

2.能够根据实际施工情况选择相应的保养方法，提升混凝土施工的科学性和合理性。

具体实施方式

本申请实施例公开一种公路混凝土冬季施工方法。该施工方法包括以下步骤：

s1.混凝土拌制，在配制混凝土原材料时掺入外加剂。混凝土原料包括水泥、水和骨料，水泥为硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，水泥的标号不低于42.5，最小水泥用量不少于300kg/m³，水灰比不大于0.5；本实施例中优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，当采用蒸汽养护时，则优先选用矿渣硅酸盐水泥。外加剂为防冻剂、早强剂、减水剂、引气剂中的一种或几种，用加热法养护掺外加剂的混凝土，严禁使用高铝水泥；使用其他品种的水泥时，应注意其掺合料对混凝土强度、抗冻、抗渗等性能的影响。本实施例中选用的外加剂，应符合现行国家标准《混凝土外加剂》（gb8076）中相关规定，选用外加剂时还需注意以下几个问题：

①应根据制定的冬期施工方案，通过技术经济比较，确定所选用的外加剂品种，其质量应符合国家一等品要求。

②外加剂可复合使用，复合外加剂在混凝土强度发展各阶段（以临界强度为界）的作用分别为：外加剂用于降低水的冰点，防止混凝土受冻；在第一阶段，早强剂用于促使通过有限的正温养护时间达到临界强度，减水剂用于降低水灰比提高早期和后期强度，减小可冻水量，引气剂用于改善孔隙结构，缓冲冰晶冰胀压力；在第二阶段，引气剂用于提高抗冻性能，对后期强度略有降低，减水剂用于提高混凝土后期强度和抗冻性，补偿由于引气剂对降低强度的影响。

③用含碱的早强剂、防冻剂的混凝土，为防止碱集料反应，应控制混凝土中总的碱含量，其总碱含量应符合《公路桥涵施工技术规范》中相关规定。

④有氯盐或引气剂的混凝土不宜采用蒸汽养护。

⑤预应力混凝土不得掺用引气剂、引气型减水剂及氯盐防冻剂。

⑥在掺用含有钾、钠离子的防冻剂混凝土中，不得采用活性骨料或在骨料中混有这类物质的材料。

⑦筋混凝土中不得掺用氯盐类早强剂、防冻剂。

⑧严格按产品说明书，采用适宜剂量，严禁盲目减少和增加掺量，并严格计量。

⑨严格按产品说明书，采用适宜的养护温度，严禁养护温度超过（高于或低于）指定的温度范围。

⑩注意外加剂的析盐问题，防止混凝土表面出现斑迹。

同时，还应注意潮湿防风养护，防止混凝土表面开裂；搅拌时适当延长混凝土搅拌时间，确保混凝土拌合均匀；为保证混凝土冬期施工的顺利进行，在必要的情况下，可在保证混凝土和易性的前提下通过降低水灰比的措施来提高混凝土的强度等级。

本实施例中，拌制混凝土所采用的骨料应清洁，不得含有冰、雪、冻块及其它易冻裂物质，拌和水中不得含有导致延缓水泥正常凝结硬化及引起钢筋、混凝土腐蚀的离子。

s2.混凝土运输，控制混凝土拌和物出机温度和入模温度，且泵送混凝土的管道采用保温材料包裹。混凝土拌和物出机温度不低于10℃，入模温度不低于5℃，控制混凝土入模温度的具体步骤包括：

s21.控制水泥温度，采用散装水泥，并对水泥罐体进行保温；当采用袋装水泥时，水泥应储存在暖棚内，使用时保持5℃以上，不得加热。

s22.对水进行加热或对水和骨料同时进行加热；拌制混凝土用各种材料的温度，应满足混凝土拌和物搅拌合成后所需要的温度。混凝土原材料加热应优先采用加热水的方法，当加热水仍不能满足要求时，再对骨料进行加热。水加热温度不宜超过80℃，如仍不能达到要求，可提高水温到100℃，但水泥不得与80℃以上的水直接接触。细骨料的加热温度不宜大于40℃；粗骨料的加热温度一般控制在15℃左右即可。在施工期日平均气温高于-5℃时，只加热水即可满足要求，日平均气温低于-5℃时，应再将细骨料加热。除气温很低时，才采取加热石子的措施。

s23.当气温低于-15℃，预热搅拌装置或者将搅拌装置至于暖棚内；投料前应先用热水或蒸汽冲洗搅拌装置，投料顺序为骨料、水，搅拌，再加水泥搅拌，时间应较常温时延长50％。

s24.缩短运输距离，并在运输过程中进行保温，确保混凝土入模温度高于规定温度。

s3.混凝土浇筑，进行混凝土接缝时，在新混凝土浇筑前先将接合面温度加热至5℃以上，待混凝土浇筑完成后，混凝土接合面继续保持正温，直至新浇筑混凝土获得规定的抗冻强度。浇筑预应力混凝土构件的湿接缝时，采用热混凝土或热水泥砂浆，并降低水灰比，浇筑完成后对其进行保温保湿养护直至混凝土的抗压强度不低于设计强度的75％。提高混凝土接缝处的温度，加强保温效果，提升混凝土的质量。

s4.混凝土养护，根据工期要求、混凝土原材料、施工气温以及现场施工条件选择蓄热法、加热法、负温法中的一种进行养护。

（1）当室外最低温度不低于-15℃，且混凝土结构的表面系数不大于5时，采用蓄热法养护，蓄热法是指掺外加剂的混凝土浇筑完毕后，利用原材料预热的热量及水化热，通过适当的保温，保证混凝土能在冻结以前达到所要求强度的一种方法。采用蓄热法时应注意：

①蓄热法应根据环境条件及外加剂的品种性能，经过计算在能确保结构物不受冻害的条件下采用。

②蓄热法要求混凝土浇筑完毕后，开始养护时混凝土的温度不低于10℃。

③应采用减水剂降低水灰比或采用早强剂、早强防冻剂，以加速混凝土的硬化和降低混凝土的冻结温度。

④混凝土浇筑后应在裸露混凝土表面用塑料布等防水材料覆盖并进行保温。对易受冻部位，应特别加强保温。

⑤应保持保温材料干燥，严禁向混凝土及覆盖物洒水。

（2）当混凝土结构的表面系数大于5，且具备加热条件时，采用加热法养护；理论上加热法适用于所用条件，使用时应注意比较技术经济效果，合理选用，如梁体等预制构件可以采用暖棚法和蒸汽法。采用加热法除应按jtj041-2000《公路桥涵施工技术规范》中，14.2.4条的规定执行外，同时还需注意：

①采用蒸汽养护法时宜使用低压饱和蒸汽，混凝土不宜掺用引气剂或引气型减水剂。

②采用电加热法时，应注意保持混凝土表面潮湿，防止混凝土干燥开裂，淋水时要注意安全。

③采用暖棚法时，应保持暖棚内气温不低于5℃，且保持一定湿度。

（3）当混凝土结构不易加热保温且对强度增长无特殊要求时，采用负温法。负温法是指在混凝土中掺入防冻剂，浇筑后混凝土不加热，也不做蓄热保温养护，使混凝土在负温条件下能不断硬化。采用负温法时应注意：

①混凝土浇筑后的起始养护温度不应低于5℃，并应以5d内的最低气温来选用防冻剂。

②应加强测温，当混凝土内部温度降到防冻剂规定温度之前，混凝土强度不应小于5mpa。

③在负温条件下严禁浇水，外露表面必须覆盖养护。

s5.判定混凝土是否遭受冻害，在混凝土浇筑地点随机抽取混凝土试样，对混凝土进行取样时，每100盘的同配合比的混凝土，取样次数至少一次；当每一工作班拌制的同配合比混凝土不足100盘时，取样次数至少1次。每次取样后，按标准方法同时制作边长为150mm的立方体抗压强度试件两组，取其中的一组试件，置于20℃标准条件下养护，测其28d抗压强度值f1，取另一组试件与结构物在相同条件下养护14d后，转入标养室继续养护21d，测其总龄期为35d抗压强度值f2，若f2≥f1，则判定混凝土未遭受冻害，将f1作为混凝土强度质量的代表值，根据设计强度等级要求，按照《混凝土强度检验评定标准》进行混凝土的强度评定；若f2＜f1，则判定混凝土已遭受冻害。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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