CN108951637A - 高寒地区低温季节混凝土施工方法 - Google Patents

高寒地区低温季节混凝土施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高寒地区低温季节混凝土施工方法，属于混凝土施工技术领域，解决了现有技术中高寒地区低温季节混凝土施工困难的技术问题，包括保温模板和钢筋的安装、加热钢杆的安装、复合外加剂改良混凝土的制备、混凝土的浇筑、混凝土的保温养护、混凝土的自然养护。本发明的高寒地区低温季节混凝土施工方法，通过加热钢杆和复合外加剂改良混凝土之间的相互配合，不仅在高寒地区低温季节的情况下保持混凝土的正常施工，提高了混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和防冻性能，同时提高了混凝土的施工效率。

Description

高寒地区低温季节混凝土施工方法
技术领域
本发明涉及混凝土施工技术领域，更具体的说，它涉及一种高寒地区低温季节混凝土施工方法。
背景技术
混凝土应用于工程建设中已有170多年的历史，随着混凝土原材料品种不断增多，混凝土制作工艺不断丰富、发展，以及高效外加剂、活性掺加料应用，混凝土得到复合化、高强化、高性能化的发展，特种混凝土的应用越来越广泛，其在工程建设中的地位越来越重要，因此混凝土的耐久性，是混凝土工程结构寿命的重要决定因素。
高寒地区低温季节由于气温较低，水泥水化作用减弱，混凝土硬化很慢，从而影响混凝土强度。如果混凝土温度降到冰点以下，由于结冻的水不能与水泥化合，混凝土内化学反应所产生的新复合物就大为减少，会造成混凝土强度和耐久性的损失。如果混凝土构件本身的温差很大，还会出现温度裂缝。因此在高寒地区低温季节施工，这些问题如果没有得到妥善的解决，不仅会延误工期，浪费人力物力，严重时造成质量事故。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高寒地区低温季节混凝土施工方法，采用该施工方法，不仅在高寒地区低温季节的情况下保持混凝土的正常施工，提高了混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和防冻性能，同时提高了施工效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
高寒地区低温季节混凝土施工方法，包括如下步骤：
(1)保温模板和钢筋的安装：准备保温模板和钢筋，并根据实际情况完成对保温模板和钢筋的安装；
(2)加热钢杆的安装：在混凝土浇筑区域间隔设置多个相互垂直的加热钢杆，且多个加热钢杆将混凝土浇筑区域划分为多块小区域，加热钢杆的两端分别位于混凝土浇筑区域外，且加热钢杆不和钢筋相抵触；
(3)复合外加剂改良混凝土的制备：复合外加剂改良混凝土由水、水泥、粗集料、细集料、粉煤灰、无机矿物掺合料、复合外加剂混合而成；
(4)混凝土的浇筑：加热钢杆的两端通入电流并对加热钢杆进行预热，预热时间为1h，并控制混凝土浇筑区域的温度为10-20℃，之后对制备完成的复合外加剂改良混凝土进行连续浇筑作业，在浇筑期间，混凝土浇筑区域的温度控制在10-20℃；
(5)混凝土的保温养护：复合外加剂改良混凝土浇筑完成后，在复合外加剂改良混凝土表面设置暖棚，暖棚内设置火炉，复合外加剂改良混凝土的内部温度控制在10-15℃，复合外加剂改良混凝土外部的湿度控制在80-90％，养护7-10天，之后复合外加剂改良混凝土的内部温度控制在8-12℃，复合外加剂改良混凝土外部的湿度控制在50-60％，养护21-25天；
(6)混凝土的自然养护：复合外加剂改良混凝土终凝后，拆模，同时拆除暖棚，并在复合外加剂改良混凝土表面铺设两层塑料膜，同时加盖两层草帘子，进入复合外加剂改良混凝土的自然养护，完成高寒地区低温季节混凝土施工。
通过采用上述技术方案，加热钢杆对待浇筑区域进行预热，同时多个加热钢杆将待浇筑区域划分为多块小区域，提高了待浇筑区域受热均匀性，加热钢杆不和钢筋相抵触，减少热量损失，加热钢杆和复合外加剂改良混凝土之间的相互配合，不仅在高寒地区低温季节的情况下保持混凝土的正常施工，提高了混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和防冻性能，同时提高了施工效率。
较优选地，所述复合外加剂改良混凝土，采用如下方法制备：将水、水泥、细集料、粉煤灰投入到搅拌釜中，搅拌20-30min，控制温度在20-25℃，之后投入无机矿物掺合料、复合外加剂，继续搅拌10-15min，然后投入粗集料，继续搅拌15-20min，得到复合外加剂改良混凝土。
通过采用上述技术方案，分批次的将混凝土各原料进行混合，不仅提高了混凝土的均匀性，同时提高了混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和防冻性能。
较优选地，所述复合外加剂包括碳酸钙、硝酸钠、甲酸钙、双乙酸钠。
通过采用上述技术方案，对复合外加剂进行优化，通过碳酸钙、硝酸钠、甲酸钙、双乙酸钠之间的相互配合，提高了混凝土的防冻性能。
较优选地，所述复合外加剂改良混凝土，按重量份数计，其原料包括水130-158份、水泥386-436份、粗集料981-1040份、细集料650-735份、粉煤灰62-72份、无机矿物掺合料261-318份、复合外加剂7.9-9.2份，所述复合外加剂包括碳酸钙3.7-4.5份、硝酸钠3.2-3.9份、甲酸钙10-13份、双乙酸钠1.4-1.7份。
较优选地，所述复合外加剂改良混凝土，其原料包括水143份、水泥411份、粗集料1020份、细集料687份、粉煤灰66份、无机矿物掺合料287份、复合外加剂8.5份，所述复合外加剂包括碳酸钙4.1份、硝酸钠3.6份、甲酸钙12份、双乙酸钠1.5份。
通过采用上述技术方案，对混凝土的各原料配比进行优化，增加了混凝土的实用性。
较优选地，所述水泥选自普硅水泥、硅酸盐水泥、KS-矿渣水泥。
通过采用上述技术方案，对水泥进行优化，可以根据实际情况进行选择，在保证混凝土性能满足要求的情况下，降低了生产成本。
较优选地，所述粗集料为5-25mm连续级配石子，含泥量不大于0.5wt％，针片状含量不大于5wt％，紧密孔隙率不大于40wt％，吸水率小于2wt％；所述细集料为II级中砂，细度模数2.6-2.8，含泥量不大于2wt％，含粉含量不大于5.0wt％，吸水率不大于2wt％。
通过采用上述技术方案，对粗集料、细集料进行优化，提高混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度。
较优选地，所述无机矿物掺合料为二氧化硅、三氧化铝、氧化钙中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，对无机矿物掺合料进行优化，可以根据实际情况进行选择，在保证混凝土性能满足要求的情况下，降低生产成本。
较优选地，所述粉煤灰为F类II级粉煤灰，细度20-25μm，需水量比95-105wt％，烧失量5-8wt％，含水量不大于1wt％。
通过采用上述技术方案，对粉煤灰进行优化，提高混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度。
较优选地，所述加热钢杆设置为钢筋。
通过采用上述技术方案，在施工完成且不需要对加热钢杆进行加热时，不需要将加热钢杆拆除，此时加热钢杆留在复合外加剂改良混凝土内，进一步增加了其抗压强度和劈裂抗拉强度，提高了其实用性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、本发明的高寒地区低温季节混凝土施工方法，采用该施工方法，通过加热钢杆和复合外加剂改良混凝土之间的相互配合，不仅在高寒地区低温季节的情况下保持混凝土的正常施工，提高了混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和防冻性能，同时提高了施工效率。
第二、通过加热钢杆对待浇筑区域进行预热，同时多个加热钢杆将待浇筑区域划分为多块小区域，提高了待浇筑区域受热均匀性，加热钢杆不和钢筋相抵触，减少热量损失。同时在施工完成且不需要对加热钢杆进行加热时，不需要将加热钢杆拆除，此时加热钢杆留在复合外加剂改良混凝土内，进一步增加了其抗压强度和劈裂抗拉强度，提高了其实用性。
第三、通过在混凝土中添加复合外加剂，明显提高了混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度，同时通过碳酸钙、硝酸钠、甲酸钙、双乙酸钠之间的相互配合，提高了混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度，提高了混凝土的防冻性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。应该理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。
表1实施例中复合外加剂的各原料含量(单位：Kg)
复合外加剂 一 二 三
碳酸钙 3.7 4.1 4.5
硝酸钠 3.9 3.6 3.2
甲酸钙 13 12 10
双乙酸钠 1.4 1.5 1.7
表2实施例中复合外加剂改良混凝土的各原料含量(单位：Kg)
实施例 1 2 3 4 5
水 158 158 158 143 130
水泥 436 436 436 411 386
粗集料 981 981 981 1020 1040
细集料 735 735 735 687 650
粉煤灰 62 62 62 66 72
无机矿物掺合料 318 318 318 287 261
复合外加剂一 9.2 - - - -
复合外加剂二 - 9.2 - 8.5 7.9
复合外加剂三 - - 9.2 - -
实施例1
(1)保温模板和钢筋的安装：准备保温模板和钢筋，并根据实际情况完成对保温模板和钢筋的安装；
(2)加热钢杆的安装：在混凝土浇筑区域间隔设置多个相互垂直且用于加热的加热钢杆，且多个加热钢杆将混凝土浇筑区域划分为多块小区域，加热钢杆的两端分别位于混凝土浇筑区域外，且加热钢杆不和钢筋相抵触；
(3)复合外加剂改良混凝土的制备：复合外加剂改良混凝土由水、普硅水泥、5-25mm连续级配石子、II级中砂、F类II级粉煤灰、氧化钙、复合外加剂混合而成；
(4)混凝土的浇筑：加热钢杆的两端通入电流并对加热钢杆进行预热，预热时间为1h，并控制混凝土浇筑区域的温度为10℃，之后对制备完成的复合外加剂改良混凝土进行连续浇筑作业，在浇筑期间，混凝土浇筑区域的温度控制在10℃；
(5)混凝土的保温养护：复合外加剂改良混凝土浇筑完成后，在复合外加剂改良混凝土表面设置暖棚，暖棚内设置火炉，复合外加剂改良混凝土的内部温度控制在15℃，复合外加剂改良混凝土外部的湿度控制在80％，养护7天，之后复合外加剂改良混凝土的内部温度控制在8℃，复合外加剂改良混凝土外部的湿度控制在50％，养护25天；
(6)混凝土的自然养护：复合外加剂改良混凝土终凝后，拆模，同时拆除暖棚，并在复合外加剂改良混凝土表面铺设两层塑料膜，同时加盖两层草帘子，进入复合外加剂改良混凝土的自然养护，完成高寒地区低温季节混凝土施工。
其中，复合外加剂改良混凝土采用如下方法制备：将水、普硅水泥、II级中砂、F类II级粉煤灰投入到搅拌釜中，搅拌20min，控制温度在20℃，之后投入氧化钙、复合外加剂，继续搅拌15min，然后投入5-25mm连续级配石子，继续搅拌20min，得到复合外加剂改良混凝土。
实施例2-3
实施例2-3和实施例1的区别之处在于，制备复合外加剂改良混凝土的原料配比不同，如表1和表2所示。
实施例4
(1)保温模板和钢筋的安装：准备保温模板和钢筋，并根据实际情况完成对保温模板和钢筋的安装；
(2)加热钢杆的安装：在混凝土浇筑区域间隔设置多个相互垂直且用于加热的加热钢杆，且多个加热钢杆将混凝土浇筑区域划分为多块小区域，加热钢杆的两端分别位于混凝土浇筑区域外，且加热钢杆不和钢筋相抵触；
(3)复合外加剂改良混凝土的制备：复合外加剂改良混凝土由水、KS-矿渣水泥、5-25mm连续级配石子、II级中砂、F类II级粉煤灰、三氧化铝、复合外加剂混合而成；
(4)混凝土的浇筑：加热钢杆的两端通入电流并对加热钢杆进行预热，预热时间为1h，并控制混凝土浇筑区域的温度为15℃，之后对制备完成的复合外加剂改良混凝土进行连续浇筑作业，在浇筑期间，混凝土浇筑区域的温度控制在15℃；
(5)混凝土的保温养护：复合外加剂改良混凝土浇筑完成后，在复合外加剂改良混凝土表面设置暖棚，暖棚内设置火炉，复合外加剂改良混凝土的内部温度控制在13℃，复合外加剂改良混凝土外部的湿度控制在85％，养护9天，之后复合外加剂改良混凝土的内部温度控制在10℃，复合外加剂改良混凝土外部的湿度控制在55％，养护22天；
(6)混凝土的自然养护：复合外加剂改良混凝土终凝后，拆模，同时拆除暖棚，并在复合外加剂改良混凝土表面铺设两层塑料膜，同时加盖两层草帘子，进入复合外加剂改良混凝土的自然养护，完成高寒地区低温季节混凝土施工。
其中，复合外加剂改良混凝土采用如下方法制备：将水、KS-矿渣水泥、II级中砂、F类II级粉煤灰投入到搅拌釜中，搅拌25min，控制温度在22℃，之后投入三氧化铝、复合外加剂，继续搅拌13min，然后投入5-25mm连续级配石子，继续搅拌18min，得到复合外加剂改良混凝土。
实施例5
(1)保温模板和钢筋的安装：准备保温模板和钢筋，并根据实际情况完成对保温模板和钢筋的安装；
(2)加热钢杆的安装：在混凝土浇筑区域间隔设置多个相互垂直且用于加热的加热钢杆，且多个加热钢杆将混凝土浇筑区域划分为多块小区域，加热钢杆的两端分别位于混凝土浇筑区域外，且加热钢杆不和钢筋相抵触；
(3)复合外加剂改良混凝土的制备：复合外加剂改良混凝土由水、硅酸盐水泥、5-25mm连续级配石子、II级中砂、F类II级粉煤灰、二氧化硅、复合外加剂混合而成；
(4)混凝土的浇筑：加热钢杆的两端通入电流并对加热钢杆进行预热，预热时间为1h，并控制混凝土浇筑区域的温度为20℃，之后对制备完成的复合外加剂改良混凝土进行连续浇筑作业，在浇筑期间，混凝土浇筑区域的温度控制在20℃；
(5)混凝土的保温养护：复合外加剂改良混凝土浇筑完成后，在复合外加剂改良混凝土表面设置暖棚，暖棚内设置火炉，复合外加剂改良混凝土的内部温度控制在10℃，复合外加剂改良混凝土外部的湿度控制在90％，养护10天，之后复合外加剂改良混凝土的内部温度控制在12℃，复合外加剂改良混凝土外部的湿度控制在60％，养护21天；
(6)混凝土的自然养护：复合外加剂改良混凝土终凝后，拆模，同时拆除暖棚，并在复合外加剂改良混凝土表面铺设两层塑料膜，同时加盖两层草帘子，进入复合外加剂改良混凝土的自然养护，完成高寒地区低温季节混凝土施工。
其中，复合外加剂改良混凝土采用如下方法制备：将水、硅酸盐水泥、II级中砂、F类II级粉煤灰投入到搅拌釜中，搅拌30min，控制温度在25℃，之后投入二氧化硅、复合外加剂，继续搅拌10min，然后投入5-25mm连续级配石子，继续搅拌15min，得到复合外加剂改良混凝土。
对比例1
对比例1和实施例4的区别在于，混凝土施工方法步骤(4)中没有对加热钢杆进行加热。
对比例2
对比例2和实施例4的区别在于，制备复合外加剂改良混凝土中没有添加复合外加剂。
对比例3
对比例3和实施例4的区别在于，制备复合外加剂改良混凝土中没有添加碳酸钙、硝酸钠。
对比例4
对比例4和实施例4的区别在于，制备复合外加剂改良混凝土中没有添加甲酸钙。
对比例5
对比例5和实施例4的区别在于，制备复合外加剂改良混凝土中没有添加双乙酸钠。
测试例
养护28天后，在-40℃的条件下，对实施例1-5和对比例1-5，进行抗压强度和劈裂抗拉强度的检测，检测结果如表3所示。
表3检测结果
检测项目 抗压强度/MPa 劈裂抗拉强度/MPa
实施例1 55 5.26
实施例2 58 5.29
实施例3 56 5.21
实施例4 64 5.35
实施例5 62 5.32
对比例1 43 3.97
对比例2 21 1.84
对比例3 36 3.14
对比例4 28 2.42
对比例5 34 3.06
从表3可以看出，本发明的高寒地区低温季节混凝土施工方法，不仅保持了混凝土的正常施工，同时提高了混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和防冻性能。
通过对比实施例4和对比例2可以看出，对比例2和实施例4的区别之处在于制备复合外加剂改良混凝土中没有添加复合外加剂；由此可以看出，加入复合外加剂可以明显提高混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度，再通过对比实施例4和对比例3-5可以看出，对比例3和实施例4的区别之处在于制备复合外加剂改良混凝土中没有添加碳酸钙、硝酸钠；对比例4和实施例4的区别之处在于制备复合外加剂改良混凝土中没有添加甲酸钙；对比例5和实施例4的区别之处在于制备复合外加剂改良混凝土中没有添加双乙酸钠，由此可以看出，碳酸钙、硝酸钠、甲酸钙、双乙酸钠之间的相互配合，提高了混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度，提高了混凝土的防冻性能。
通过对比实施例4和对比例1-2可以看出，对比例1和实施例4的区别之处在于没有对加热钢杆进行加热；对比例2和实施例4的区别之处在于制备复合外加剂改良混凝土中没有添加复合外加剂，由此可以看出，通过加热钢杆对待浇筑区域进行预热，同时多个加热钢杆将待浇筑区域划分为多块小区域，提高了待浇筑区域受热均匀性，加热钢杆不和钢筋相抵触，减少热量损失。同时加热钢杆和复合外加剂改良混凝土之间的相互配合，不仅在高寒地区低温季节的情况下保持混凝土的正常施工，提高了混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和防冻性能，同时提高了施工效率。

Claims (10)

1.高寒地区低温季节混凝土施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）保温模板和钢筋的安装：准备保温模板和钢筋，并根据实际情况完成对保温模板和钢筋的安装；
（2）加热钢杆的安装：在混凝土浇筑区域间隔设置多个相互垂直且用于加热的加热钢杆，且多个加热钢杆将混凝土浇筑区域划分为多块小区域，加热钢杆的两端分别位于混凝土浇筑区域外，且加热钢杆不和钢筋相抵触；
（3）复合外加剂改良混凝土的制备：复合外加剂改良混凝土由水、水泥、粗集料、细集料、粉煤灰、无机矿物掺合料、复合外加剂混合而成；
（4）混凝土的浇筑：加热钢杆的两端通入电流并对加热钢杆进行预热，预热时间为1h，并控制混凝土浇筑区域的温度为10-20℃，之后对制备完成的复合外加剂改良混凝土进行连续浇筑作业，在浇筑期间，混凝土浇筑区域的温度控制在10-20℃；
（5）混凝土的保温养护：复合外加剂改良混凝土浇筑完成后，在复合外加剂改良混凝土表面设置暖棚，暖棚内设置火炉，复合外加剂改良混凝土的内部温度控制在10-15℃，复合外加剂改良混凝土外部的湿度控制在80-90%，养护7-10天，之后复合外加剂改良混凝土的内部温度控制在8-12℃，复合外加剂改良混凝土外部的湿度控制在50-60%，养护21-25天；
（6）混凝土的自然养护：复合外加剂改良混凝土终凝后，拆模，同时拆除暖棚，并在复合外加剂改良混凝土表面铺设两层塑料膜，同时加盖两层草帘子，进入复合外加剂改良混凝土的自然养护，完成高寒地区低温季节混凝土施工。
2.根据权利要求1所述的高寒地区低温季节混凝土施工方法，其特征在于：所述复合外加剂改良混凝土，采用如下方法制备：将水、水泥、细集料、粉煤灰投入到搅拌釜中，搅拌20-30min，控制温度在20-25℃，之后投入无机矿物掺合料、复合外加剂，继续搅拌10-15min，然后投入粗集料，继续搅拌15-20min，得到复合外加剂改良混凝土。
3.根据权利要求1所述的高寒地区低温季节混凝土施工方法，其特征在于：所述复合外加剂包括碳酸钙、硝酸钠、甲酸钙、双乙酸钠。
4.根据权利要求3所述的高寒地区低温季节混凝土施工方法，其特征在于：所述复合外加剂改良混凝土，按重量份数计，其原料包括水130-158份、水泥386-436份、粗集料981-1040份、细集料650-735份、粉煤灰62-72份、无机矿物掺合料261-318份、复合外加剂7.9-9.2份，所述复合外加剂包括碳酸钙3.7-4.5份、硝酸钠3.2-3.9份、甲酸钙10-13份、双乙酸钠1.4-1.7份。
5.根据权利要求4所述的高寒地区低温季节混凝土施工方法，其特征在于：所述复合外加剂改良混凝土，其原料包括水143份、水泥411份、粗集料1020份、细集料687份、粉煤灰66份、无机矿物掺合料287份、复合外加剂8.5份，所述复合外加剂包括碳酸钙4.1份、硝酸钠3.6份、甲酸钙12份、双乙酸钠1.5份。
6.根据权利要求1所述的高寒地区低温季节混凝土施工方法，其特征在于：所述水泥选自普硅水泥、硅酸盐水泥、KS-矿渣水泥。
7.根据权利要求1所述的高寒地区低温季节混凝土施工方法，其特征在于：所述粗集料为5-25mm连续级配石子，含泥量不大于0.5wt%，针片状含量不大于5wt%，紧密孔隙率不大于40wt%，吸水率小于2wt%；所述细集料为II级中砂，细度模数2.6-2.8，含泥量不大于2wt%，含粉含量不大于5.0wt%，吸水率不大于2wt%。
8.根据权利要求1所述的高寒地区低温季节混凝土施工方法，其特征在于：所述无机矿物掺合料为二氧化硅、三氧化铝、氧化钙中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的高寒地区低温季节混凝土施工方法，其特征在于：所述粉煤灰为F类II级粉煤灰，细度20-25μm，需水量比95-105 wt %，烧失量5-8 wt %，含水量不大于1wt %。
10.根据权利要求1所述的高寒地区低温季节混凝土施工方法，其特征在于：所述加热钢杆设置为钢筋。
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