1、河北曲港高速公路有限公司曲港高速冬期混凝土施工方案编制人：审核人：编制日期：河北省高速公路曲港临时筹建处冬期施工方案1冬期施工的确定当室外昼夜日平均气温连续5d稳定低于5 C时，当室外日平均气温连续5d 高于5C即解除冬期施工。注释：依据标准：JTG/TF52011公路桥涵施工技术规范，规范界定5“C主要是考 虑北方地区气象资料统计，当平均气温为5C时，最低气温在O-3C之间居多，根据试验， 混凝土中的水冰点也在-l-2to即混凝土开始结冰。定州一带年平均气温为12.4t ,冬季寒冷，少雪，最冷一般出现在1月份，平 原为-4C,山区为-12Co据统计数据推算，定州地区一般每年的11月15日进入2、冬 期施工，但以实际天气测量为准。测温记录表日期大气温度(C)记录人天气情况02:0008:0014:0020:00最高最低平均温度累计2016-10-252016-10-262016-10-27注释：依据河北省历年天气统计，测温宜从每年的10月25日开始，其平均温度=2:00+8:00+14:00+20:00+最高+最低一6,当温度低于-20C ,不建议施工，成本代价昂贵。2冬期施工的特点2.1冬期施工质量安全隐患大天气寒冷、场地结冰、升温取暖等方面易引发安全事故。防寒保温稍有疏漏会产生混凝土冻胀、裂缝(纹)、结构疏散、表面泛霜等问题。2.2冬期施工生产投入成本高从混凝土原材料开始至压浆完成3、后3天的全过程实施防寒保温，这些措施需 投入大量的保温材料、设施、设备和能源。2.3冬期施工生产效率较低防寒保温消耗工时多，工序间工艺和组织间隙时间多，混凝土强度增长慢等 因素造成生产效率低下。2.4冬期施工工艺及方法特殊冬期施工，常温施工方法就不适应了，无论在材料、设备选择、施工方法确 定等方面都需要一些特殊的措施。3冬期混凝土的特点3.1低温或者负温混凝土强度发展缓慢，温度下降，水泥的水化速率减慢， 甚至停止水化，极限抗拉降低，抗冰胀能力下降。研究表明：C2C混凝土开始冻结(游离水)；2C4C混凝土全部 冻结(吸附水)。3.2冰点温度以下时，混凝土中的游离水开始冻结，体积膨胀9%,在解冻后4、 孔径保留下来，混凝土受冻后孔隙率增加，(受冻越早则裂纹越多、越大)特别 界面薄弱区形成冰膜而影响粘结力，强度降低。研究表明早期混凝土受冻，转常温混凝土强度严重下降；浇筑后立刻受冻, 强度将损失20%o因此，冻结越早、水灰比越大，则强度损失越多。冬期施工 需要关注：(1) 如何防止混凝土早期受冻害；(2) 如何确定混凝土最短养护龄期；(3) 如何保证混凝土强度和耐久性;技术措施：材料预热、蓄热保温、蒸汽养护、早强抗冻、降低冰点等技术手段。注释：混凝土受冻临界强度：混凝土在受冻以前必须达到的最低强度值。当混凝土达允 许受冻临界强度后再受冻，则解冻后标养至28d,其最终强度损失A5%。采用硅酸盐水5、泥 或普通硅酸盐水泥，受冻临界强度40% (设计值)；采用矿渣硅酸盐水泥，受冻临界强度 50% (设计值)。经筹建处工程科及总监办现场调查了解(详情见附录1),曲港高速公路2016 至2017冬期施工，大部分标段的预制梁场有冬施，采取蒸汽养护法；有部分标段 现场有结构物，主要采取综合蓄热法。4预制梁冬期施工措施4.1施工准备(1) 成立冬期施工组织机构，明确各部门岗位职责和权限，制定考核奖惩 办法，确保冬期施工顺利实施。(2) 对相关人员进行冬季施工技术培训和交底。(3) 落实相关工程材料、防寒保温物资、能源和机具设备，对冬期施工的 计量系统、机械、设备、管线进行全面检修，更换老化元器件，备用6、一定的易损 零配件。(4) 选择好适应冬期施工的原材料，如水泥、外加剂等，选定合适的配合 比。提前储备好一定量的砂石料，以保证冬季施工使用。(5) 收集当地气象台(站)历年气象资料，做好工地气温监测，及时掌握 气象变化情况。并及时记录在晴雨表上，晴雨表必须上墙。4.2施工用水管道改造为防止冬季供水管道冻胀破坏，保证拌和用水及蒸汽养护用水的需求，拌和站及箱梁场供水管道需进行保温改造。4.3原材料(1) 水泥：在低温环境下进行混凝土工程施工，宜选用硅酸盐水泥或普通 硅酸盐水泥，水泥的强度等级不宜低于42.5级，蒸汽养护可选矿渣、火山灰水 泥；掺防冻剂严禁用高铝水泥；(2) 配合比：水灰比不宜大于(7、).5;(3) 骨料：集料宜堆放在棚房内或采取保温覆盖措施，防止出现冻块或冰 雪，严格控制混凝土的配合比和坍落度，由骨料带入的水分以及外加剂溶液中的 水分均应从拌合水中扣除；(4) 外加剂：针对现场结构物的高性能混凝土，其外加剂不宜使用氯盐防 冻剂，对于有抗冻性要求混凝土，宜使用复合引气型防冻剂。(5) 水：搅拌前应经热工计算，并经试拌确定水和骨料需预热的最高温度。 先考虑对拌和用水加热，加热温度通常控制在60C80Co4.4混凝土拌和机搅拌机的储料斗(砂仓)均采取保温措施，先用凡布包裹，再铺军用棉被，外 包凡布处理，每次浇筑完成后，料斗必须清空，防止冻结。4.5混凝土拌制为了不使水化热过早损8、失，采取先进骨料及水的方法，搅拌均匀后，待温度 降至60C时，加入水泥进行拌和，严禁将水泥与80C以上的水直接接触，骨料中 不得有冰雪和冻块。加料顺序应先为集料、水，稍加搅拌之后再加入水泥，且搅 拌时间应比常温施工时延长50%。4.6混凝土运输拌和站的混凝土运输采用混凝土运输车，为保证运输过程中温度尽量减少损 失，采取将罐车的罐体用岩棉被进行包裹，保证运输过程不得超过30分钟。4.7混凝土浇筑混凝土浇筑前对模板加热，使得模板温度不低于10C,对模板加热采用蒸汽 加热。箱梁混凝土浇筑采用吊车进行，混凝土入模温度不低于10oC,在浇筑过程 中为防止混凝土温度下降过快，在梁场设挡风墙，并在浇筑过程中9、边浇筑边覆盖 的方式进行。保证拌合物出机温度10oC,入模温度5Co4.8冬期混凝土养护方法蓄热法主要针对冬期现场结构物混凝土的养护方法，通过原材料的保温及预加热， 使混凝土入模具有一定正温(不低于5C),利用水泥水化放热，再采取一定外 保温与掺入防冻剂的综合蓄热措施，使混凝土在受冻前正温条件下达到受冻临界 强度。(1) 气温在15+5C条件下，基础工程或大体积混凝土，适于采用此种方 法。(2) 早期(02d),有较高入模温度和较好保温措施，减少降温梯度至关重要。（3）后期（2d28d），混凝土中掺入早强剂或防冻型复合外加剂（减水、引气组分、早强组分、防冻组分）。（3）对其裸露部位进行保温覆盖10、，蓄热养护。注释：（1）蓄热法应根据环境温度，经过计算在确定结构物不受冻条件下采用；（2） 应该采用加速混凝土硬化和降低混凝土冻结冰点的措施（预热、保温、早强、防冻）；（3） 混凝土宜采用较小水胶比；（4）对于薄结构物、容易受冻部位，应特别保温；（5）浇筑后 不应往混凝土表面或者覆盖物上晒水。蒸汽法在北方冬季预制梁采用蒸汽养护，质量稳定，养护龄期短，模板周转快，相 比蓄热养护成本高，蒸汽暖棚采用钢管和棚布加工制作而成。（1）蒸汽养护制度混凝土灌注完毕采用养护罩封闭梁体，并输入蒸汽控制梁体周围的湿度和温 度。气温较低时输入蒸汽升温，混凝土初凝后桥面和箱内均蓄水保湿。混凝土的 蒸汽养护可分静停、升11、温、恒温、降温四个阶段，混凝土的蒸汽养护应分别符合 下列规定。（a）静停期间为4-6小时（从梁体混凝土全部灌注完毕时算起），静停时间 的养护温度为20C至25C,静停以增强混凝土对升温阶段结构破坏作用的抵抗 力，避免蒸汽养护时在构件表面出现裂缝和疏松现象。（b）升温，通入蒸汽，使混凝土原始温度上升到恒温温度，升温速度不宜太 快，以免混凝土内外温差过大产生裂缝，升温时间为2.5小时左右，升温速度不 宜超过10C/h。（c）恒温阶段，恒温温度保持在50C以下，恒温时间最短不小于16小时，若混凝土强度达不到8（）%设计强度，则应延续恒温时间，直到混凝土强度达到80% 设计强度为止，才能结束恒温时间，12、允许降温，恒温养护时间应根据构件脱模强 度要求、混凝土配合比情况以及环境条件等通过试验确定。(d) 降温速度不宜大于10C/h,拆模时梁体表面温度与自然环境温度之差 不得大于15C,否则箱梁应带模让其自然延时降温，直至梁体表面温度与环境温 度之差等于或小于15C,才允许托模。(2) 结构物及试件养生蒸汽养护结束后，要立即进行洒淡水养护，时间不得少于7天。对于冬季施 工浇注的混凝土要采取覆盖养护，当平均气温低于5C时，要按冬季施工方法进 行养护，蒸汽养护结束，箱梁表面立刻覆盖保温布，进行保湿保温养护。每片梁每次浇筑的混凝土在暖棚内制7组试件，底肋板混凝土的试件放在底 肋上，顶板混凝土试件放大顶板13、上，基本保持全部位养护。7组试件中：4组做 3天、7天、28天强度用，其余3组作张拉强度试验用。(3) 温度测试(a) 外界气温和棚内气温均使用自动温度仪观测，混凝土入模温度用普通 温度计测定，梁体各观察点温度用多头温度仪测定。(b) 在浇筑后的混凝土上设测温孔，按每6m左右在梁底设2个，肋板2个， 顶板及腹板各两个。各部位温度应接近，避免各部位间温度过大。(c) 棚内各测点按混凝土浇筑完成时起，每2小时测一次温度，外界气温 在每天7时、12时、16时和20时等4个时间进行记录；混凝土温度：每工班测4 次；混凝土拌合物出机温度：每2小时测1次。在测温时，将温度计与外界隔绝， 避免冷空气影响，温14、度计在孔内停留时间为3分钟以上，由试验人员专人负责测温工作，若测试变化异常，应及时向工程部和总工汇报，以便及时采取措施，避免发生质量事故。其他测温项目的具体要求如下表。序号测温项目测温次数1室外气温及环境温度每昼夜不少于4次，此外还需要测量最高、最低温度9搅拌机棚温度每工作班不少于4次3水、水泥、砂、石及外加剂温度每工作班不少于4次4混凝土出罐、浇筑、入模温度(4) 冬期拆模注意事项混凝土已达到拆模的强度要求，方可拆模，当设计无具体规定时，应达到设计强度的60%以上；表层混凝土与环境间的温差大于20C (预应力箱梁和载面较为复杂时，温差 大于15C)时不宜拆模；大风或气温急剧变化时不宜拆模；当15、大气温度为0C以下时，应待混凝土冷却至5C以下，且混凝土与环境之间 的温差不大于15C后，方可拆除模板；不得影响或中断混凝土的养护工作。(5) 预应力张拉及孔道压浆预应力张拉时，温度不得低于-15C,预应力孔道压浆应在常温下进行，压浆过 程及压浆后48h内，结构混凝土的温度不低5C,当管道压浆强度达到设计标准 值的70%即可停止养生。5生产操作注意事项(1) 配合比，相比夏季减少用水量，提高外加剂掺量，同时减小粉煤灰用 量，保证冬期施工最低水泥用量不少于280kg/m提高混凝土早期强度增长速率;(2) 外加剂，外加剂性能有疑问时，须补做试验，确认合格后方可使用， 外加剂批检：固含量、减水率、相16、容性试验，每周不少于一次；(3) 开盘前，观察天气及材料是否满足要求；测量砂子含水率及细度模数, 其粗骨料尽量使用干料，有利于水温与混凝土出机温度控制；测量大气、拌合水、 砂子、石子温度；通过热工计算，提前给拌合水加热，使其满足生产要求；(4) 搅拌时，延长搅拌时间，大约120s/每盘，注意投料顺序；(5) 搅拌后，检测拌合物出机温度、坍落度，如果温度低于10C,提高水 温，甚至砂子温度直至满足出机要求；(6) 浇筑时，测量入模温度，并保证符合技术要求，浇筑过程保证连续、 振捣密实、速度迅速；(7) 养护时，混凝土浇筑完毕后采用蒸汽养护，养护期不小于7天，养护棚 内温度不小于5度，但在施工过程17、中为提高混凝土早期强度，缩短养护时间，养 护棚内温度控制在1822度时养护周期可缩短至3天。附录：曲港高速沿线冬施准备情况调查1、2、3标，有冬期施工生产计划，由于环保原因目前还不明确是否可以使 用燃油锅炉，因此锅炉等设施均未到位，冬期准备速度缓慢；4标：基本无冬施结构物，不准备进入冬施；5标：采用电加热式加热蒸汽养生，蒸汽锅炉已到场；6标：只有梁场考虑冬施，蒸汽锅炉已到场，锅炉蒸汽养生，拌合水考虑电 热棒加热；7标：蒸汽锅炉已到场，管道正在安装。准备用加热棒加热拌合水，用聚氨 酯喷涂模板保温。冬施墩柱采用炉子加热保温；8标：蒸汽锅炉已到场，管道正在安装。准备用加热棒加热拌合水，用聚氨 酯喷涂模板保温；归结：1、2、3标：不但冬施的设施没有看到动静，冬施方案也未落实，特 别是2、3标的冬期工程量大、任务繁重，必须切实引起高度重视。以免后期天气 降温，准备不足引起工程质量问题。沿线5、6、7、8标正在积极准备冬施的相关 设施，安装蒸汽锅炉和管道，但是详细的冬施方案还未列出，应加快速度，妥善 布置和安排，以备天气突然降温，冬施立刻开展的需要。另外，有两个小的问题需要各方面综合考虑，首先因为环保要求，部分标段 采用电加热，但是要充分考虑电加热的功率问题是否满足施工结构物的养生温 度；其次水洗碎石工艺在冬期开展存在的隐患，特别是低温下，水洗碎石会不会 速冻，需要考虑采取怎样的措施。