冬期施工对混凝土拌制要求:
1.原材料加热
(1)混凝土原材料加热宜采用加热水的方法。当加热水仍然不能满足要求时,可对骨料进行加热。水、骨料加热的最高温度应符合表6-3的规定。
当加热水和骨料的温度仍不能满足热工计算要求时,可提高水温到100℃,但水泥不得与80℃以上的水直接接触。
表6-3 拌合水及骨料加热最高温度
(2)水加热应当采用蒸汽加热、电加热、汽水热交换罐或其他加热方法。水箱或水池容积及水温应能够满足连续施工的要求。
(3)砂加热应在开盘前进行,加热应均匀。当采用保温加热料斗时,应配备两个,交替加热使用。每个料斗的容积可根据机械可装高度和侧壁厚度等要求进行设计,每一个斗的容量不得小于3.5m3。
砂应提前备足,并且要进行保温覆盖。
(4)水泥不宜直接加热,袋装水泥应采取保暖措施。
2.加热方法
(1)水加热方法
水加热的方法分为直接和间接加热两种。
直接加热就是用铁桶、大锅或热水锅炉直接用燃料提高水的温度。该方法在施工场地狭窄零星分散的工程中,或者没有汽源的情况下是很实用的,也是常用的简便加热方法。
间接加热又分为两种:一种是直接向贮水箱内灌通蒸汽,利用蒸汽提高水的温度;另一种是水内装置蒸汽加热器、电加热器或汽水热交换罐来提高水的温度。间接加热比直接加热安全,节省人力,但需要设置相应设备。
水加热的最高允许温度是以水与水泥接触后不会引起水泥假凝为依据的。在砂、石不加热时,可以采取适当的投料顺序,使水在搅拌机内先与骨料接触,将热量传递给骨料,在混凝土温度不超过40℃的条件下可以将水温加热到100℃。
对拌合水加热的要求是水温准确,供应及时,保持先后用水温度均衡一致。为此,应有足够的热水量,以免拌合物前后的温度有过大差异,甚至造成混凝土坍落度不一致,导致影响混凝土的施工质量。
(2)骨料加热方法
当自然气温较低时,只加热拌合水尚且无法满足拌合物出机温度的要求时,对于骨料,首先是砂,其次是石子也需要加热。
骨料加热以加热砂比较方便,砂子加热的方法分为烘烤法、直接加热法和间接加热法三种形式。烘烤法是用砖砌成火道,顶面覆盖钢板,在其上面烘炒砂子。此法设备简单,但加热不易均匀,还易造成因砂子局部灼热而造成石质破坏或引起拌合物温度失调。烘烤亦可在砂堆周围巧妙安置红外线灯,该方法对除去砂堆表面上的冻结层最有效。
直接加热法是在砂堆内插入蒸汽花管,直接向砂堆排放蒸汽,来提高砂的温度。此法也称湿热法,该方法设备简单、加热迅速有效,但需要注意勤移动蒸汽管,使各处均匀受热。湿热法往往使砂子的含水率变化较大,因此应及时测定含水率,并将由骨料带入的水分从拌合水中排除,避免因水胶比和坍落度发生变化而影响混凝土的浇筑和强度的增长。
间接加热法是在砂堆中安设蒸汽排管或使用保温加燃料斗。此法也称干热法,该方法砂子含水率变化小,但加热时间长,投资大,费用高。当采用保温加热料斗时,应配备两个以上,以便交替使用,每个料斗容积可根据机械可装高度和侧壁斜度等进行设计,每个料斗容量一般不得小于3.5m3。
无论采用直接加热还是间接加热,砂堆均应用帆布覆盖,有条件时可将热空气吹入帆布内,或者将带有低压电加热器的柔性隔热垫或将电热器埋入堆置砂子的混凝土地坪中,从而使砂堆内的含水率和温度均匀,并能够避免表面形成冰冻壳。
石子在通常情况下尽量不加热,但当气温较低时,为提高拌合物的温度,可根据情况,按砂的加热方法加热。
3.混凝土搅拌
(1)搅拌机的选择
冬期施工,应考虑到水胶比的减少、外加剂的掺入等因素。为了加强搅拌效果,应选择强制式搅拌机。
混凝土搅拌机的规格常用“装料容积”表示,装料容积通常只为搅拌机几何容积的1/2~1/3。一次搅拌好的混凝土体积称为“出料容积”,约为装料容积的55%~75%。
为确保混凝土的质量,冬期施工时除了合理选择搅拌机型号外,还必须确定搅拌制度,例如搅拌筒转数、搅拌时间、装料容积以及投料顺序等。一般自由坠落式搅拌机转筒的最佳圆周速度为60m/min左右;强制式搅拌机鼓筒的转速为6~7r/min,叶片转心力的作用,也会影响混凝土拌合物的均匀性。因此,绝对不能用增大转速的方法来缩短搅拌时间。
混凝土搅拌前需要对搅拌机保温或用蒸汽进行预热。
(2)投料顺序
合理的投料顺序,既能够使混凝土获得良好的和易性,又能使拌合物的温度均匀,既有利于强度发展,又可提高搅拌机的效率。冬期搅拌混凝土的合理投料顺序应与材料加热条件相匹配。一般是先投入骨料和加热的水,待搅拌一段时间后、水温降低到40℃左右时,再投入水泥继续搅拌到规定的时间。注意避免水泥和含引气组分外加剂与60℃水直接接触。要绝对避免水泥假凝。
投料量要与搅拌机的规格、容量相匹配,在任何情况下均不可超载。如果装料超过容积的10%,会影响拌合物的均匀性;若装料过少,又不能充分发挥搅拌机的效能。
对于搅拌好的混凝土,应经常检查其温度及和易性。若有较大变化,应检查材料加热温度、投料顺序或骨料含水率是否有误,以便及时调整。
投料时应当注意不要把冰雪或冻团骨料装入搅拌机内,因为这会给拌合物温度带来很大的损失,而且大于8cm的冻块也很难通过搅拌被粉碎和融化,热量尚未平衡的冻团骨料除了给成型带来困难外,更重要的是会影响混凝土的质量。另外,防冻剂使用前应搅拌均匀,防冻剂带人的水分应从拌合水中排除。
(3)搅拌时间
搅拌时间是影响混凝土质量和搅拌机生产效率的重要因素之一。如果搅拌时间短,则拌合不均匀,混凝土的和易性和施工性能差,强度会降低;反之如果搅拌时间过长,不仅会影响搅拌机的生产效率,还会使混凝土的和易性又重新降低或产生不利于施工的分层离析现象。搅拌时间和搅拌机的类型、容量、骨料的品种、粒径、干湿度、外加剂的品种、原材料的温度以及混凝土的坍落度等有关。为了满足各组成材料间的热平衡,冬期混凝土搅拌的最短时间应符合表6-4的规定。
表6-4 混凝土搅拌的最短时间
注:采用自落式搅拌机时,应比上表搅拌时间延长30s~60s;采用预拌混凝土时,应比常温下预拌混凝土搅拌时间延长15s~30s。
(4)混凝土拌合物
①拌合物的和易性
在目前的施工技术中,和易性既反映着拌合物的流动性、可塑性、稳定性和易密实性等施工性能,又关系到混凝土硬化后的强度、变形和耐久性能。所以在施工中应当严格控制。测定和易性的方法,一是坍落度试验方法;二是维勃稠度法。现场通常采用坍落度试验方法。
混凝土浇筑时的坍落度要求,见表6-5。
表6-5 混凝土浇筑时的坍落度要求
注:1.本表系指采用机械振捣的坍落度,采用人工捣实时可适当增大。
2.需要配大坍落度混凝土时,应掺用外加剂。
②拌合物的温度
混凝土拌合物的温度主要由出机温度控制。而出机温度则应根据气温和施工的热损失,满足入模温度的要求。一般混凝土拌合物的温度应通过热工计算进行确定。出机温度不宜低于15℃,入模温度不低于5℃,对于预拌混凝土或需要远距离输送的混凝土,混凝土拌合物的出机温度不宜低于15℃,具体可根据运输和输送距离经热_丁计算确定。大体积混凝土的入模温度可以不受上述限制。