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喷射混凝土的冬季施工方法及注意事项
云氟2021-11-11 247

在冬季施工过程中,喷射混凝土因为低温导致的水温低,会影响喷射混凝土的施工效果,影响工程质量与进度。为确保工程进度与质量,根据《建筑工程冬期施工规程》(JGJ/T104-2011)规定,“当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即应进入冬期施工;当室外日平均气温连续5d稳定高于5℃可解除冬期施工措施”;或者是在一两天之内最低气温突然降至0℃以下,寒流过后气温又恢复正常,为防止短期内的寒流袭击造成工程质量损坏,特规定当气温骤降至0℃以下时,也应按冬期施工要求采取应急防护措施。

冬季喷射混凝土施工难度尤其大,为了保证工程质量必须严格把控各项操作流程。喷射混凝土拌合物喷筑后之所以逐渐凝结和硬化,直至获得最终强度,是由于速凝剂和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配合比和速凝剂有关外,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,逐渐由液态(水)变成固态(冰)。

这时参与水泥水化作用的速凝剂减少了。因此,水化作用减慢,强度增加速度相应较慢。温度继续下降,当存在于混凝土中的水份完全变成冰,也就是完全液态变为固态时,水泥水化作用基本停止,此时强度就不再增长。
在冬季喷射混凝土施工中,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,喷射混凝土在冻结前有一段预养期,可以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。接下来分享一些冬季喷射混凝土的施工方法。一、冬季喷射混凝土施工方法选择


在冬季喷射混凝土施工中,主要解决四个问题:


1)如何解决低温造成的喷射混凝土回弹;


2)如何防止喷射混凝土早期冻害和缩短养护龄期;


3)如何保证喷射混凝土后期强度和耐久性满足要求;


4)如何选择喷射速凝剂和冬季使用速凝剂的注意事项;


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、结构复杂程度与外露情况),工期紧迫程度,水泥的品种及价格,速凝剂、减水剂、抗冻剂的性能及价格,保温材料的性能及价格,热源的条件等,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4种方法。


1)调整配合比方法


主要适用于在0℃左右的喷射混凝土施工。具体做法:

①选择适当品种的水泥是提高喷射混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明,应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大,且在早期放出强度最高,一般3天抗压强度大约相当于普通硅酸盐水泥的7天强度,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,缩短达到龄期强度的时间。

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气泡,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掺加无碱液体速凝剂,缩短喷射混凝土的凝结时间,有效降低回弹量,提高早期强度。

⑤选择颗粒硬度和缝隙少的集料,使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相同。


2)蓄热法


主要用于气温-10℃左右,结构比较厚大复杂的工程。做法是:对原材料(水、砂、石)进行加热,使混凝土在搅拌、运输和喷射以后,还储备相当的热量,以使水泥水化放热较快,并加强对混凝土的保温,以保证在温度降到0℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。此法工艺简单,施工费用不多,但要注意内部保温,避免角部与外露表面受冻,且要延长养护龄期。


3)抗冻外加剂


-10℃以上的气温中,对混凝土拌合物掺加一种能降低水的冰点的化学剂,使混凝土在负温下仍处于液相状态,水化作用能继续进行,从而使混凝土强度继续增长。目前常用有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠符合抗冻剂。


4)外部加热法


主要用于气温-10℃以下,而构件并不厚大,结构相对简单的工程。通过加热混凝土构件周围的空气,将热量传给混凝土,或直接对混凝土加热,使混凝土处于正温条件下正常硬化。

①火炉加热,一般在较小的工地使用,方法简单,但室内温度不高,比较干燥,且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化,影响质量。

②蒸汽加热。用蒸汽使混凝土在湿热条件下硬化。此法较易控制,加热温度均匀。但因其需要专门的锅炉设备,费用较高。且热损失较大,劳动条件亦不理想。

③电加热。将钢筋作为电极,或将电热器贴在混凝土表面,变电能为热能,以提高混凝土的温度。此方法简单方便,热损失较少,易控制,不足之处是电能消耗大。

④红外线加热,以高温电加热或气体红外线发生器,对混凝土进行密封辐射加热。

施工方对工程的冬期施工应十分重视,从原材料进厂、无碱液体速凝剂的使用注意事项、配合比的设计及控制、混凝土喷射过程的技术的控制,严格相关规范要求组织生产,但混凝土质量在交付及使用过程受到各种因素的影响比较多,若施工、配比、技术把控、养护过程不采取有效措施,均有可能造成混凝土质量问题。为此,对工程施工方面提出以下建议:


施工方要在开工前详细准确地提供如下信息:混凝土施工部位、速凝剂掺量计算和使用注意事项、强度等级、计划用量、喷枪手的操作规范、混凝土施工方法及有无特殊要求等。



施工现场须准备好混凝土覆盖用保温材料,如塑料薄膜、彩条布和草帘等。



搞好挡风外封闭,以提高保温效果。



浇筑前,应清除冰雪和污垢,但不得用水冲洗。



不得在冻土层上进行混凝土浇筑,浇筑前,必须设法升温使冻土消融。



混凝土接茬时,应预热旧茬,浇筑后加强保温,防止接茬受冻。



严禁私自往搅拌好的混凝土内加水。如果施工时混凝土的坍落度过小或过大,不符合设计要求,可在我公司技术人员的指导下,适量添加随车带的无碱液体速凝剂,搅拌均匀后仍可继续使用。如果混凝土的坍落度、回弹量过大导致不能使用,施工单位有权做退货处理。



冬季施工初期泵送的清水应用水温不低于40℃热水,以防在管内结冰,初期泵送润管用的砂浆也不得直接喷射到施工表面,可先放到其他容器内或均匀散开。



喷筑后,对混凝土结构易冻部位,必须加强保温,以防 冻害。



冬季喷射混凝土初凝时间一般为440秒,终凝时间为1150秒。因此应适当把握喷射时机,并在初凝前(用手轻按表面可留下指痕)进行二次喷射,可以减少表面回弹。



喷筑并进行相关施工工艺处理后,须及时覆盖塑料薄膜并加盖草帘养护,以保证混凝土初凝前不受冻,根据施工部位及气温情况,一般可参照如下数据覆盖:气温在0℃~5℃时盖一层草帘和一层塑料薄膜,气温在-10℃~0℃时盖三层草帘和一层塑料薄膜,低于-10℃盖四层草帘和一层塑料薄膜;低于-15℃时应采用加温和其他材料(如岩棉、苯板等)进行保温。



由于混凝土中掺有速凝剂,混凝土终凝后,应立即进行覆盖保温养护,按国家标准要求,混凝土的养护时间不得少于14天,若早期养护不到位,其28天强度将受很大影响。



派专人负责测温并详细记录整个养护期的温度变化,发现问题及时采取措施补救。



适当延长养护时间。



垂直面喷射混凝土的喷筑与保温措施


喷射混凝土施工前必须将接触面的积雪等杂物清理干净,采用分层连续喷筑法,每层喷筑高度不超过500mm

喷射混凝土测温孔的留置:测温孔与喷射面成30°倾斜角,孔深1/2切面长。每个测温孔直径均为Φ15mm。喷射混凝土的保温与养护:喷射混凝土喷筑施工前操作防护架防护栏杆要用彩条布围挡作为挡风、防冻措施。喷射混凝土保温采用外侧挂设双层阻燃岩棉被进行保温,要求填塞严密,防止混凝土受冻。


拱顶横梁喷射混凝土的喷筑与保温措施


拱顶横梁混凝土的喷筑:施工前必须将混凝土接触面的杂物和积雪清理干净。拱顶横梁混凝土喷筑时,先将混凝土分层喷射成阶梯状向前推进,当喷筑高度达到顶底标高时,再与顶的混凝土一起喷筑。

拱顶、横梁混凝土测温孔的留设:每个测温孔直径均为Φ15mm;梁内测温孔垂直于梁轴设置,孔深为梁高的1213;顶内测温孔垂直于顶面设置,孔深为顶厚的1213,且不小于5cm,顶上测温孔布置在大开间的顶板中间位置。

拱顶、横梁混凝土的保温与养护:在覆盖塑料薄膜时要求将塑料薄膜充分展开,以防混凝土受冻开裂。在拱顶喷筑前在施工区域周围采取围挡进行挡风、防冻措施,具体办法是采用彩条布进行围挡,围挡高度要超过操作面1.5m以上。水平结构混凝土喷筑完毕后,先覆盖一层塑料布,再覆盖一层阻燃岩棉被;进入严冬时期后,塑料薄膜和保温岩棉被之间搭接不少于100mm,并固定好住搭接部位,防止大风吹开保温材料。拱顶上端中间位置保温是薄弱部位,其保温厚度应增大到面部位的23倍,用木条和铁钉钉住,减少透风量。进入严冬时期后,拱顶喷射混凝土喷筑时间尽量选在夜间进行,以便利用白天气温较高时进行养护。


拱顶喷射混凝土强度保存


冬季喷射混凝土强度应满足以下要求:满足混凝土正常温度下强度的要求,并同时满足抗冻要求的规定正常温度下混凝土强度:混凝土强度达到11MPa以上方可。喷射混凝土与环境的温差不得大于15℃,当温度差在10℃以上,但低于15℃,混凝土表面采取覆盖措施,如覆盖草袋及彩胶布,拱顶处需要铁钉固定。

水泥与速凝剂的匹配程度决定着喷射混凝土凝结硬化速度,混凝土配合比设计水平关系着喷射混凝土质量,施工环境温度影响着混凝土的初凝和终凝时间及强度,三者是影响喷射混凝土回弹率高低的关键材料参数。因此,在实际施工中,为了降低喷射混凝土回弹率,提高其喷射质量,应关注材料性能,提高水泥与速凝剂的匹配程度,同时应加强对施工过程中施工环境温度的检测,做好应对措施,以免延误工期。

最后,衷心的感谢使用我公司无碱液体速凝剂的朋友,今后有意向购买速凝剂的、有混凝土速凝剂技术难题的朋友欢迎联系我们,我们将竭诚为您服务。



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