冬季混凝土工程施工方案Word下载.docx
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水泥应储存在暖棚内，不得直接加热。
3.骨料必须清洁，不得含有冰雪和冻块，以及易冻裂的物质。
在掺有含钾、钠离子的外加剂时，不得使用活性骨料或混有活性材料的骨料。
4.拌制掺外加剂的混凝土时，如外加剂为粉剂，可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。
如外加剂为液体，使用时应先配制成规定浓度溶液，然后根据使用要求，用规定浓度溶液再配制成施工溶液。
各溶液要分别置于有明显标志的容器内，不得混淆。
每班使用的外加剂溶液应一次配成。
5.严格控制混凝土水灰比，由骨料带入的水分及外加剂溶液中的水分均应从拌合水中扣除。
6.拌制掺有外加剂的混凝土时，搅拌时间应取常温搅拌时间的1.5倍。
7.混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。
8.混凝土拌合物的理论温度，可按下式计算：
T0＝[0.9（mceTce＋msaTsa＋mgTg）＋4.2Tw（mw－wsamsa－wgmg）
＋c1（wsamsaTsa＋wgmgTg）－c2（wmmsa＋wgmg）」
÷
[4.2mw＋0.9（mce＋msa＋mg）]（22-10）
式中T0——混凝土拌合物温度（℃）；
mw、mce、msa、mg——水、水泥、砂、石的用量（kg）；
Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石的温度（℃）；
wsa、wg——砂、石的含水率（％）；
c1、c2——水的比热容[kJ/（kg·
K）]及冰的溶解热（kJ/kg）。
当骨料温度＞0℃时，c1＝4.2，c2＝0；
≤0℃时，c1＝2.1，c2＝335。
9.混凝土拌合物的出机温度，可按下式计算：
T1＝T0－0.16（T0－Ti）（22-11）
式中T1——混凝土拌合物出机温度（℃）；
Ti——搅拌机棚内温度（℃）。
三、混凝土的运输和浇筑
1．冬期施工运输混凝土拌合物，应使热量损失尽量减少，可采取下列措施：
（1）正确选择放置搅拌机的地点，尽量缩短运距，选择最佳的运输路线；
（2）正确选择运输容器的形式、大小和保温材料；
（3）尽量减少装卸次数并合理组织装入、运输和卸出混凝土的工作。
2.混凝土在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢，装运拌合物的容器应有保温措施。
3.混凝土拌合物经运输到浇筑时的温度，可按下式计算：
T2＝T1－（αtt＋0.032n）（T1－Ta）（22-12）
式中T2——混凝土拌合物经运输到浇筑时温度（℃）；
tt——混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h）;
n——混凝土拌合物转运次数；
Ta——混凝土拌合物运输时环境温度（℃）；
α——温度损失系数（h-1）：
当用混凝土搅拌车输送时，α＝0.25；
当用开敞式大型自卸汽车时，α=0.20；
当用开敞式小型自卸汽车时，α=0.30；
当用封闭式自卸汽车时，α=0.1；
当用手推车时，α＝0.500
4.考虑模板和钢筋的吸热影响，混凝土浇筑成型完成时的温度，可按下式计算：
（22-13）
式中T3——考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成时的温度（℃）；
Cc、Cf、Cs——混凝土、模板、钢筋的比热容［kJ/（kg·
K）］：
混凝土取1kJ/（kg·
K）；
钢材取0.48kJ/（kg·
mc——每立方米混凝土重量（kg）；
mf、ms——与每立方米混凝土相接触的模板、钢筋重量（kg）；
Tf、Ts——模板、钢筋的温度，未预热者可采用当时的环境气温（℃）。
【例】设每立方米混凝土中的材料用量为：
水150kg，水泥300kg，砂600kg，石1350kg。
材料温度为：
水70℃，水泥5℃，砂40℃，石-3℃。
砂含水率5%，石含水率2%。
搅拌棚内温度为5℃。
混凝土拌合物用人力手推车运输，倒运共2次，运输和成型共历时0.5h，当时气温-5℃。
与每立方米混凝土相接触的钢模板和钢筋共重450kg，并未预热。
试计算混凝土浇筑完毕后的温度。
【解】混凝土拌合物的理论温度：
T0＝[0.9（300×
5＋600×
40－1350×
5）＋4.2×
70
×
（150－0.05×
600－0.02×
1350）＋4.2×
0.05
600×
40－2.1×
0.02×
1350×
3－330×
1350]
[4.2×
150＋0.9（300＋600＋1350）]
＝15.1℃
混凝土从搅拌机中倾出时的温度：
T1＝15.1－0.16（15.1－5）＝13.5℃
混凝土经运输成型后的温度：
T2＝13.5－（0.5×
0.5＋0.032×
2）（13.5＋5）＝7.7℃
混凝土因钢模板和钢筋吸热后的温度：
T3＝（2400×
1×
7.7－450×
0.48×
5）÷
（2400×
1＋450×
0.48）
＝6.6℃
混凝土浇筑完毕后的温度为6.6℃。
5.冬期不得在强冻胀性地基土上浇筑混凝土，在弱冻胀性地基土上浇筑时，基土应进行保温，以免遭冻。
6.用人工加热养护的整体式结构，其浇筑程序及施工缝的设置，应能防止产生较大的温度应力，如混凝土的加热温度超过40℃时，可采取以下措施：
（1）支承在已浇筑完毕的厚大结构上的梁，应用钢板制成的垫板将梁与厚大结构隔开，使梁在加热和冷却时可以自由伸缩；
（2）如梁不能按
（1）所述方法进行浇筑，而在设计中又未考虑到附加温度应力时，则梁的混凝土浇筑与加热应分段进行，段之间的间隔长度不应小于1/8梁的跨度，也不得小于0.7m。
间断处应在已浇筑的混凝土冷却至15℃以下时，才可用混凝土填实并加热养护；
（3）与支座不做刚性连接的连接梁，应在长度不超过20m的段落上同时加热；
（4）多跨刚架的连续横梁，如刚架支柱的高度与横梁截面高度之比小于15时，应按
（2）所规定的方法浇筑和加热混凝土。
当刚架的跨度≤8m时，应每隔两个跨度留出间断处；
当刚架的跨度＞8m时，应每隔一个跨度留出间断处；
（5）与小跨度的大型横梁相连的高柱，应按同一高度进行混凝土的浇筑和加热；
否则在柱子之间的横梁上留出间断处；
（6）互相平行又彼此间以刚性连接的梁（在同一柱上又与柱刚性连接的两根吊车梁），应同时进行加热；
（7）浇筑和加热肋形楼板时，应按
（2）和（4）规定进行，在纵向和横向两个方向留在间断处，梁与板应同时进行浇筑和加热养护。
7.浇筑装配式结构接头的混凝土（或砂浆），应先将结合处的表面加热到正温。
浇筑后的接头混凝土（或砂浆）在温度不超过45℃的条件下，应养护至设计要求强度，当设计无要求时，其强度不得低于设计的混凝土强度标准值的75％。
8.预应力混凝土构件在进行孔道和立缝的灌浆前，浇灌部位的混凝土须经预热，并宜采用热的水泥浆、砂浆或混凝土，浇灌后在正温下养护到强度不低于15N/mm2。
四、混凝土强度估算
1.在冬期施工中，需要及时了解混凝土强度的发展情况。
例如当采用蓄热养护工艺时，混凝土冷却至0℃前是否已达到抗冻临界强度；
当采用人工加热养护时，在停止加热前混凝土是否已达到预定的强度；
当采用综合养护时，混凝土的预养时间是否足够等。
在施工现场留置同条件养护试件做抗压强度试验，固然可以解决一部分问题，但所做试件很难与结构物保持相同的温度，因此代表性较差。
又由于模板未拆，也不能使用任何非破损方法进行测试。
因此，运用计算的方法对混凝土强度进行估计或预测是很有实用价值的。
2．用普通硅酸盐水泥拌制的混凝土，在各种养护温度下的强度增长率分别如图22-22。
图22-22用普通硅酸盐水泥拌制的混凝土
图22-26用普通硅酸盐水泥拌制并掺有防冻剂的混凝土
3.当混凝土的养护温度为一变量时，混凝土的强度可用成熟度的方法来估算。
其原理是：
相同配合比的混凝土，在不同的温度、时间下养护，只在成熟度相等，其强度大致相同。
计算方法如下：
（1）适用范围
本法适用于不掺外加剂在50℃以下正温养护和掺外加剂在30℃以下正温养护的混凝土，亦可用于掺防冻剂的负温混凝土。
本法适用于估算混凝土强度标准值60％以内的强度值。
（2）前提条件
使用本法估算混凝土强度，需要用实际工程使用的混凝土原材料和配合比，制作不少于5组混凝土立方体标准试件，在标准条件下养护，得出1、2、3、7、28d的强度值。
使用本法同时需取得现场养护混凝土的温度实测资料（温度、时间）。
（3）用计算法估算混凝土强度的步骤
1）用标准养护试件1～7d龄期强度数据，经回归分析拟合成下列形式曲线方程：
（22-14）
式中f——混凝土立方体抗压强度（N/mm2）；
D——混凝土养护龄期（d）；
a、b——参数。
2）根据现场的实测混凝土养护温度资料，用式（22-15）计算混凝土已达到的等效龄期（相当于20℃标准养护的时间）。
t＝ΣαT·
tT（22-15）
式中t——等效龄期（h）；
αT——温度为T℃的等效系数，按表22-30采用；
tT——温度为T℃的持续时间（h）。
3）以等效龄期t代替D代入公式（22-14）可算出强度。
（4）用图解法估算混凝土强度的步骤
等效系数αT表22-30
温度T
（℃）
等效系数
αT
50
3.16
28
1.45
6
0.43
49
3.07
27
1.39
0.40
48
2.97
26
1.33
4
0.37
47
2.88
25
1.27
3
0.35
46
2.80
24
1.22
2
0.32
45
2.71
23
1.16
1
0.30
44
2.62
22
1.11
0.27
43
2.54
21
1.05
-1
0.25
42
2.46
20
1.00
-2
0.23
41
2.38
19
0.95
-3
0.21
40
2.30
18
0.91
-4
0.20
39
2.22
17
0.86
-5
0.18
38
2.14
16
0.81
-6
0.16
37
2.07
0.77
-7
0.15
36
1.99
14
0.73
-8
0.14
35
1.92
13
0.68
-9
0.13
34
1.85
12
0.64
-10
0.12
33
1.78
11
0.61
-11
0.11
32
1.71
0.57
-12
31
1.65
9
0.53
-13
0.10
30
1.58
8
0.50
-14
29
1.52
7
0.46
-15
0.09
1）根据标准养护试件各龄期强度数据，在坐标纸上画出龄期-强度曲线；
2）根据现场实测的混凝土养护温度资料，计算混凝土达到的等效龄期；
3）根据等效龄期数值，在龄期-强度曲线上查出相应强度值，即为所求值。
【例】某混凝土在试验室测得20℃标准养护条件下的各龄期强度值如表22-31。
混凝土浇筑后测得构件的温度如表22-32。
试估算混凝土浇筑后38h时的强度。
标养试件试验结果表22-31
标养龄期（d）
抗压强度（N/mm2）
4.0
11.0
15.4
21.8
测温记录表22-32
从浇筑起算的时间（h）
温度（℃）
【解】
（1）当采用计算法时，根据表22-31的数据，通过回归分析求得曲线方程为：
（2）当采用图解法时，将表22-31中的数据在坐标纸上绘出龄期-强度曲线，如图22-28。
图22-28某混凝土的龄期-强度曲线（标养）
（3）根据测温记录，计算出整个养护过程中的时间-温度关系如表22-33。
并计算等效龄期。
养护过程的时间-温度关系表22-33
时间间隔（h）
平均温度（℃）
等效龄期：
t＝2×
0.86＋2×
1.16＋2×
1.45＋2×
1.65＋2×
＋2×
2.14＋26×
2.30＝78h（3.25d）
（4）根据等效龄期估算混凝土强度。
当采用计算法时，将t值作为龄期D代入曲线方程，得：
＝16.0N/mm2
当采用图解法时，在图22-28上找到相应的点，查得强度值为16.0N/mm2。
4.当采用综合蓄热法施工时，混凝土如果在达到抗冻临界强度值之前就撤除保温材料，混凝土会遭受冻害；
如果在达到抗冻临界强度值之后继续保温，则势必影响工程进度。
用以下方法可以找到混凝土浇筑后达到抗冻临界强度的时刻。
（1）使用与施工混凝土相同的材料和配合比，配制混凝土并制备抗压试件6块，成型后立即放进20℃标准养护室，养护至24h时取出试压，从试压数据中舍弃最大和最小值，取中间4个数据计算其平均值，作为该种混凝土标养24h的强度（f1）。
（2）根据f1与该种混凝土的设计强度（f设）的比值，按表22-34查出该种混凝土强度0点的标养时间。
强度0点取值表表22-34
f1/f设比值（％）
强度0点的标养时间（h）
＜10
10～20
20～30
30～40
5.5
＞40
（3）以标养时间（h）为横坐标，以强度（MPa）为纵坐标，建立坐标系。
将强度0点的标养时间标绘在横坐标上，再将f1标绘在24h处，做直线相连，在该直线上查到强度达到4MPa时所需的标准养护时间t0（h）。
（4）计算成熟度的公式如下：
M＝
（22-16）
式中M——混凝土成熟度（℃·
h）；
T——混凝土温度（℃）；
Δt——两次测温间隔时间（h）。
（5）将t0作为Δt，T为20℃代入公式（22-16）再除以平均差值系数0.8，所得值即为达到抗冻临界强度的成熟度值。
（6）工地在实际施工时，应做好测温记录，根据混凝土的实际养护温度与养护时间，按公式（22-16）计算成熟度，当达到抗冻临界强度的成熟度时，即可停止保温。
五、蓄热法养护
1．工艺特点
将混凝土的组成材料进行加热然后搅拌，在经过运输、振捣后仍具有一定温度，浇筑后的混凝土周围用保温材料严密覆盖。
利用这种预加的热量和水泥的水化热量，使混凝土缓慢冷却，并在冷却过程中逐渐硬化，当混凝土温度降至0℃时可达到抗冻临界强度或预期的强度要求。
蓄热法具有经济、简便、节能等优点，混凝土在较低温度下硬化，其最终强度损失小，耐久性较高，可获得较优质量的制品。
但用蓄热法施工，强度增长较慢，因此宜选用强度等级较高、水化热较大的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或快硬硅酸盐水泥。
同时选用导热系数小、价廉耐用的保温材料。
保温层敷设后要注意防潮和防止透风，对于构件的边棱、端部和凸角要特别加强保温，新浇混凝土与已硬化混凝土连接处，为避免热量的传导损失，必要时应采取局部加热措施。
2．适用范围
当结构表面系数较小或气温不太低时，应优先采用蓄热法施工。
蓄热法的适用范围大致如表22-35所示。
蓄热法适用范围表22-35
室外平均气温
结构表面系数
5～7.5
7.5～10
10～12.5
12.5～15
蓄热法
综合蓄热法
注：
综合蓄热法即在蓄热法工艺的基础上，在混凝土中掺入防冻剂，以延长硬化时间和提高抗冻害能力。
3．热工计算
蓄热法热工计算的依据是热量平衡原理，即每立方米混凝土从浇筑完毕时的温度下降到0℃的过程中，透过模板和保温层所放出的热量，等于混凝土预加热量和水泥在此期间所放出的水化热之和。
当施工条件（结构尺寸、材料配比、浇筑后的温度和养护期间的预测气温）确定以后，先初步选定保温材料的种类、厚度和构造，然后计算出混凝土冷却到0℃的延续时间和混凝土在此期间的平均温度。
据此再用成熟度方法估算出混凝土可能获得的强度。
如所得结果达不到抗冻临界强度值或预期的强度要求，则需调整某些施工条件或修改保温层设计，再进行计算，直至符合要求为止。
蓄热法的热工计算按以下方法进行：
（1）混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的温度，可按下式计算：
（22-17）
（2）混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的平均温度，可按下式计算：
（22-18）
其中θ、φ、η，为综合参数，按下式计算：
式中T——混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的温度（℃）；
Tm——混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的平均温度（℃）；
t——混凝土蓄热养护开始到任一时刻的时间（h）；
Tm，a——混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的平均气温（℃）；
ρc——混凝土的质量密度（kg/m3）；
mce——每立方米混凝土水泥用量（kg/m3）；
Qce——水泥水化累积最终放热量（kJ/kg）；
vce——水泥水化速度系数（h-1）；
ω——透风系数；
M——结构表面系数（m-1）；
K——结构围护层的总传热系数[kJ/（m2·
h·
K）]；
e——自然对数底，可取e=2.72。
①结构表面系数M值可按下式计算：
M＝A/V
式中A——混凝土结构表面积（m2）；
v——混凝土结构的体积（m3）。
②结构围护层总传热系数可按下式计算：
di——第i层围护层厚度（m）；
λi——第i层围护层的导热系数[W/（m·
K）]。
③平均气温Tm,a取法，可采用蓄热养护开始至t时气象预报的平均气温，亦可按每时或每日平均气温计算。
④水泥水化累积最终放热量Qce、水泥水化速度系数vce及透风系数ω取值见表22-36和表22-37。
水泥水化累积最终放热量Qce和水化速度系数vce表22-36
水泥品种及强度等级
Qce（kJ/kg）
vce（h-1）
52.5号硅酸盐水泥
400
52.5号普通硅酸盐水泥
360
42.5号普通硅酸盐水泥
330
0.013
42.5号矿渣、火山灰、粉煤灰硅酸盐水泥
240
透风系数ω表22-37
围护层种类
透风系数
小风
中风
大风
围护层由易透风材料组成
2.0
2.5
3.0
易透风保温材料外包不易透风材料
1.5
1.8
围护层由不易透风材料组成
1.3
1.6
小风—风速vw＜3m/s；
中风—风速3≤vw≤5m/s；
大风—风速vw＞5m/s。
（3）当需要计算混凝土蓄热养护冷却至0℃的时间时，、可根据公式（22-17）采用逐次逼近的方法进行计算。
如果蓄热养护条件满足
，且KM≥50时，也可按下式直接计算：
（22-19）
式中t0——混凝土蓄热养护冷却至0℃的时间（h）。
混凝土冷却至0℃的时间内，其平均温度可根据公式（22-18）取t＝t0进行计算。
（4）混凝土蓄热养护的有关参数，也可用图22-29和表22-38查得。
各种保温模板的传热系数表22-38
保温模板构造
传热系数K[W/（m2·
K）]
钢模板，区格间填以聚苯乙烯板50mm厚
钢模板，区格间填以聚苯乙烯板50mm厚，外包岩棉毡30mm厚
0.9
钢模板，外包毛毡三层20mm厚
3.5
木模板25mm厚，外包岩棉毡30mm厚
1.1
木模板25mm厚，外包草帘50mm厚
1.0
图22-29用普通42.5级水泥拌制的混凝土蓄热计算图
（入模温度：
20℃）
【例】一批钢筋混凝土柱，断面为300mm×
400mm，用普通42.5号水泥拌制，混凝土浇筑后的温度为20℃，预计养护期间室外平均气温为-10℃，要求混凝土温度降至0℃时达到50%的
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