混凝土冬季施工方案

新建松开V-37号地块生产及辅助用房

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施

工

方

案

浙江海天建设集团

2014年12月15日

混凝土冬季施工方案

一、工程概况

工程名称：新建松开V-37号地块生产及辅助用房

建设单位：上海华佳企业发展有限公司

设计单位：华优建筑设计院

人防设计单位：上海沪防建筑设计有限公司

围护设计单位：上海广联建设发展有限公司

勘察单位：上海市民防地基勘察院有限公司

监理单位：上海海龙工程技术发展有限公司

施工单位：浙江海天建设集团有限公司

建设地点：工程建设地点位于上海市松江区松开V-37地块，总占地约5公顷。南邻思贤路（文合路），西邻鼎源路，东至现状空地（原为西贤村），北至现状空地。地块南北方向长约300米，东西向长约175米，呈南北向条形规整布置。地块四周水系丰富，三条灌渠环绕，在地块以北有一所变电站，高压线路沿地块东侧通过。

建设规模：项目总占地面积50017.3平方米，由二个组团构成及预留发展用地组成，本工程施工图设计范围为组团一、组团二。其中组团一由一层地下室及上部10幢2-7层钢筋混凝土框架结构的塔楼组合而成，组团二由一层地下室及上部6幢4-7层框架结构的塔楼组合而成。各组团均为多层及高层工业研发厂房（丙类）。

工程特点：本工程基础厚度600，基础承台高度分别为：800、1200、1300mm不等，且面积较大，均属于大体积混凝土施工。因此，本工程地下室基础混凝土浇捣工作概括起来具有以下特点：

⑴基础及基础承台混凝土浇筑量大。

⑵基础及承台厚，混凝土内部温度不易散发。

二、冬季施工的定义

我国现行《建筑工程冬季施工规程》（JGJ104-87）规定：当室外日平均气温连续5天低于50C即进入冬季施工；当室日平均气温高于50C时解除冬季施工。

三、混凝土冬季施工的一般原理

混凝土拌和物浇灌后之所以逐渐凝结和硬化，直至获的最终强度，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。当气温升高时，水化作用加快，强度增长也较快；当温度降低到00C时，存在于混凝土的水有一部份开始结冰，逐渐有液相（水）变为固相（水）。这时参与水泥水化作用的水减少，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成固相时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不再最增长。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。此外，当水变成冰后还会在骨料和钢筋表面产生颗粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘合力，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间，而降低混凝土的密实性和耐久性。

由此可见，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。国内外数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，可以增加其内部的液相，减少固相，加速水泥水化作用。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，后期强度基本没有损失。而对于安全预养短，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，一般称临界强度，即可达到预期效果。对于临界强度，各国规定取值不等，我国规定为不低于设计标号的30%，也不得低于35千克每平方厘米。

四、混凝土冬季施工方法及措施

在冬季施工混凝土中，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受冻，三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。

在实际工程中，要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，水泥的品种及规格，早强剂、减水剂、抗冻剂的性能及价格，保温材料的性能及价格，热源条件等，来选择合理的施工方

法。一般来说，对于同一个工程可以有若干个不同的冬季施工方案。一个理想的方案，应当用最短的工期、最低的施工费用，来获得最优良的工程质量，也就是工期、费用、质量最佳化。目前，基本上采用以下四种方法。

主要适用于在00C左右的混凝土施工。具体做法：①选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明，应使有早强硅酸盐水泥。该水泥水化热大，且在早期放出强度较高，一般3天抗压强度大约相当于普通硅酸盐水泥7天的强度，效果较明显。②尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从而增加水化热量，缩短达到临期强度的时间。③掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的泡沫，相应增加了水泥浆的体积，提高拌合物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性。④掺加早强处加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠（掺用水泥用量的2%）和MSF复合早强试水剂（掺水泥用量的5%）。⑤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系数相近。

五、大体积砼裂缝原因分析

大体积混凝土裂缝产生的原因是水泥水化热发出的热量不能及时散发出去，使混凝土内部温度急剧升高后产生了一系列温度变形行为，如果温度变形受到约束使得局部拉应力大于混凝土抗拉强度，便产生温度裂缝。大体积混凝土温度裂缝控制主要从两个方面采取措施，其一是降低温度应力，二是提高混凝土抗拉强度。

六、降低温度应力的措施

1、减少温升

为了降低混凝土内部温度的升高，大体积混凝土配合比设计中每种基本材料都应满足降低或减少水化热的要求。可与设计协商采取如下措施：

2、利用混凝土的后期强度以R60代替R28，减少水泥用量，降低水化热。

3、采用低热的42.5号矿渣硅酸盐水泥，其水化热为52.5号普通硅酸盐水泥的70％。

4、采用高效减水缓凝剂与粉煤灰优化混凝土级配比，粉煤灰的掺量为水泥用量的21％，大幅度减少了混凝土单位立方米的水泥用量，同时又满足强度要