某铁路工程混凝土冬季施工培训讲义

某铁路工程混凝土冬季施工培训讲义

兰新铁路第二双线

混凝土冬季施工培训讲义

工程管理部

2010/11/25

1.冬季施工概念

根据铁路工程施工技术规范规定，冬季施工的概念是：当环境昼夜平均气温（最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时、21时室外气温的平均值）连续3天低于5度或最低气温低于-3度时，此时的施工叫冬季施工。

2.施工原理

混凝土拌和物浇灌后之所以能逐渐凝结和硬化，直至获得最终强度，是由于水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外，主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时，水化作用加快，强度增长也较快；而当温度降低到0℃时，存在于混凝土中的水有一部分开始结冰，逐渐由液相（水）变为固相（水）。这时参与水泥水化作用的水减少了，因此，水化作用减慢，强度增长相应较慢。温度继续下降，当存在于混凝土中的水完全变成冰，也就是完全由液相变为固相时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不再增长。

水变成冰后，体积约增大9%，同时产生约2500千克每平方厘米的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值，使混凝土受到不同程度的破坏（即旱期受冻破坏）而降低强度。此外，当水变成冰后，还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力，从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后，又会在混凝土内部形成

各种各样的空隙，而降低混凝土的密实性及耐久性。

因此，在冬季混凝土施工中，水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键。国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研究结果表明，新浇混凝土在冻结前有一段预养期，可以增加其内部液相，减少固相，加速水泥的水化作用。试验研究还表明，混凝土受冻前预养期愈长，强度损失愈小。

混凝土化冻后（即处在正常温度条件下）继续养护，其强度还会增长，不过增长的幅度大小不一。对于预养期长，获得初期强度较高（如达到R28的35%）的混凝土受冻后，后期强度几乎没有损失。而对于安全预养期短，获得初期强度比较低的混凝土受冻后，后期强度都有不同程度的损失。

由此可见，混凝土冻结前，要使其在正常温度下有一段预养期，以加速水泥的水化作用，使混凝土获得不遭受冻害的最低强度。

3.施工工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

3.2 操作要点

3.2.1 冬施方法选择

从上述原理可以知道，在冬季混凝土施工中，主要解决三个问题：

一是如何确定混凝土最短的养护龄期。

二是如何防止混凝土早期冻害。

三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。

在施工中，我们根据施工时的气温情况，工程结构状况（工程量、结构厚大程度与外露情况），工期紧迫程度，水泥的品种及价格，早强剂、减少剂、抗冻剂的性能及价格，保温材料的性能及价格，热源的条件等，来选择施工方法。最后确定由调整配合比法、蓄热法、外部加热法三种方法相结合来保证冬季混凝土施工的质量。

3.2.2配合比选择（只是方法介绍，我标段配合比不能调整，不能填加

防冻剂）

①、选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。根据施工技术规范要求在配制混凝土时,宜优先选择硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥的强度等级不宜低于42.5,水灰比不宜大于0.5。因此根据现场实际情况在选择水泥时选择了42.5#普通硅酸盐水泥用于现场施工，并尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从而增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。

②、掺用减水剂。加入减水剂后减少了用水量，可以有效减少混凝土中的冰含量并使冰晶粒度细小且均匀易散减轻对混凝土的破坏应力。

③掺加抗冻剂，降低水的冰点使水泥在负温下仍能继续水化，提高混凝土的抗冻性。

④选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。

3.2.3施工准备

①.加强对搅拌站的保温防护。

②.加强锅炉房等供暖设备的维修保养工作，确保正常供暖，各供暖管沟要进行一次彻底的检查，排除隐患。另外，要注意供暖燃料的储备。

③.提早准备冬季施工用原材料，尤其要提早备足三个月的砼用砂，以防冬季购砂困难或临时进砂因含水过大而结成冰块，无法使用。冬季用外加剂要及早与生产厂家联系，安排试验，确保冬季施工外加剂的数量和质量。

3.2.4混凝土拌和

①砂、石料场保温措施：砂、石料场冬季均需采取措施保温防水，防止砂石料冻结影响混凝土质量，砂、石料仓封闭或半封闭，另外将骨料堆存至少在6～8m或更高，可防止底部骨料受冻。当温度出现极低情况时，在仓内生火炉（每料仓内2-4个）提高砂石料温度。

②、砼拌制过程保温措施：为保证冬季施工砼温度，优先采用加热水的方法，采用将蒸气管道伸入到拌合站水池中对水进行加热的方法。根据经验，每方混凝土中掺入总水含量60％的热水（热水温度在50～60℃之间）拌和，可提高混凝土温度达到15℃左右。当加热水仍不能满足要求时，再对骨料

进行加热。

水、骨料加热的最高温度应不高于60℃。当水、骨料达到规定温度仍不满足热工计算要求时，可提高水温到100℃，但应改变投料顺序，水泥不得与80℃以上的水直接接触。拌制砼时搅拌机投料顺序为先下砂、石、水搅拌后再下水泥搅拌，搅拌时间比正常季节延长50%。砼出机温度不应低于20℃，砼入模温度不应低于10℃。搅拌站进料斗需搭设暖棚，暖棚主体采用钢管或碗扣脚手架搭设，外部围护采用帆布进行保温和防雨雪，暖棚内部生火炉，用以提高暖棚内的温度。为方便上料铲运车进出，在暖棚前需预留活动门，门前悬挂保暖帘子。

3.2.5砼运输

为防止加温混凝土在运输过程中散热过快，主要从运输车辆、运输路况及施工生产方面下功夫。

①运输车辆保温

对混凝土运输搅拌车车罐周身包裹泡沫塑料保温被，并用铁丝固定。

②确保运输路况

为减少混凝土在运输过程中散热，路面状况的好坏至关重要，首先要保持路线畅通，无堵塞，再者就是保证路面无坑坑洼洼，三是修筑路线无急弯，拉直，缩短混凝土运输距离。

③合理安排生产，保证拖运到现场的混凝土料及时入仓

在生产中，随时有各种突发事件，以致耽误混凝土料的入仓时间，使本已加温的混凝土料在空气中逐渐冷却，致使达不到混凝土浇筑中的温度要求。因此在运输过程中，合理调配运输车辆，缩短运输时间，尽量减少转运次数，降低混凝土运输等过程中的温度损失，有效保证混凝土料入仓浇筑温度。

3.2.6混凝土浇注

混凝土浇筑过程中的温度控制是整个温控过程中的关键，主要从以下几个方面着手：一是基岩面或老混凝土面浇筑前的温度，二是模板内升温。

①基岩面或老混凝土面的升温