CN108843023B - 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

本发明公开了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，旨在解决现有技术中施工方法过于复杂、不适于小规模混凝土施工的问题。其技术方案要点是，包括支模、连通管安装、混凝土浇注和养护等步骤，支模采用特别设计的内置加热装置的模板；优选方案中，浇注用的混凝土包括按重量份计的，硅酸盐水泥380‑420份、骨料1500‑1900份、粉煤灰90‑110份、防冻剂1‑1.5份、早强剂1‑1.5份、引气剂0.05‑0.09份、高效减水剂5‑9份、水185‑210份，且所用骨料经过喷涂有机硅乳液‑烘烤处理。本发明的施工方法具有工序简单、适于小规模施工、成本可控，能有效减少冻融损害的优势。

Description

高寒地区低温季节混凝土施工方法
技术领域
本发明属于混凝土施工技术领域，更具体地说，它涉及一种高寒地区低温季节混凝土施工方法。
背景技术
混凝土的质量是建筑工程质量的重要组成部分。混凝土的耐久性，是混凝土工程结构寿命的重要决定因素。受冻融破坏作用的混凝土表面会涨缩、崩解、风化剥蚀，长时间后，整体混凝土结构就可能被严重破坏。有些工程就是因为混凝土机构受冻融破坏而导致无法正常运行。
现有技术中申请公开号为CN101319494A的中国专利公开了一种高寒地区低温季节混凝土施工方法，它从原材料的选用、混凝土配比设计、混凝土仓位、运输过程中的保温，混凝土拌合、浇注，温度监控、混凝土的浇注后的养护等方面制定了整套施工规范、规格。但是，该种施工方法复杂，适用于对大型工程的施工，对于一些小规模的施工采用该种方法则显得过于庸杂，会严重延长工期、增加施工成本。因而，如何针对高寒地区低温季节小规模混凝土施工工法进行改进，以减少冻融损害、同时保证成本可控，是业内有待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，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，其具有工序简单、适于小规模施工、成本可控，能有效减少冻融损害的优势。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种高寒地区低温季节混凝土施工方法，其特征在于：
步骤一、通过固定装置对具有加热功能的模板进行固定，使模板首尾相接形成用于浇灌混凝土的仓位；
所述模板内沿其长度方向埋设有若干根加热管，所述加热管的两端均设置有同时连通各加热管的引管，所述引管的一端连接有伸出模板外且垂直于模板平面的连接管；所述固定装置包括底板和垂直于底板设置的立柱，所述立柱上沿其长度方向开有横截面形状为梯形的卡槽，所述模板上连接管伸出的一侧沿模板的宽度方向设置有若干与卡槽卡嵌配合的卡条，所述底板上开口固定孔；
步骤二、在构成仓位的相邻模板的连接管的端部之间安装连通管，使相邻模板内的加热管彼此连通，并预留一根连接管作为热水或者蒸气的进口、一根连接管作为热水或者蒸气的出口；
步骤三、在模板所围区域内铺设钢筋骨网；
步骤四、借助预留的连接管向模板内的加热管通入热水或者蒸气作为热源，同时向仓位内灌注混凝土；
步骤五、混凝土浇灌完成后进行收光，收光后进行养护，养护过程中利用连接管往模板内循环通热水或蒸气。
通过采用上述技术方案，至少具有如下优点：1、利用加热管、引管和连接管可以向构成仓位的各模板内循环通热水或者蒸气以进行加热，使得浇注混凝土时，不会因低温而造成混凝土中水分快速冻结进而引起冻融损害。不易出现混凝土从浇注设备落入仓位过程中，暴露于低温空气中水分被快速冻结的情况。2、养护过程中可以根据实际环境温度和对通入的热水或者蒸气的量进行调整，维持最佳的养护温度，使得混凝土能够充分发生水化反应，固化，获得良好的强度。同时，利于缩短施工周期。3、固定装置由立柱和底板构成，借助固定螺栓等可以快速将固定装置固定在需要的支模的位置，然后使模板上的卡条卡入立柱上的卡槽，能够快速进行支模，提高了施工效率，避免了工人长时间在低温环境作业。4、本发明的施工方法工序简单，利于控制施工成本，适于低温环境下进行道路、房屋等小规模混凝土施工。
进一步地，所述模板为中空结构，且模板的内腔填充有保温隔热材料。
通过采用上述技术方案，使得模板的保温隔热效果佳，混凝土与模板接触时，不易因温度差异大造成与模板接触区域的混凝土被快速冻结的情况。
进一步地，所述保温隔热材料为石棉纤维或者岩棉纤维。
通过采用上述技术方案，石棉纤维或者岩棉纤维均是优质的保温隔热材料，且质量轻。采用石棉纤维或者岩棉纤维作为填充材料，不仅具有优异的保温隔热效果，还能减轻模板的重量，利于快速支模。
进一步地，每一所述连接管上均安装有控制阀。
通过采用上述技术方案，利用控制阀可以控制模板内热水或者蒸气的进出，使用时可以根据实际情况进行调整。非极端低温、无需考虑冻融损害时，可以在加热管内灌入热水，然后关闭连接管上的控制阀，利用热水缓慢放热可以到达促进水泥水化的效果。
进一步地，同一块所述模板上设置有若干根卡条。
通过采用上述技术方案，增加了对模板的安装稳定性，支模稳定。
进一步地，步骤四中灌注的混凝土包括按重量份计的如下组分，
硅酸盐水泥 380-420份
骨料 1500-1900份
粉煤灰 90-110份
防冻剂 1-1.5份
早强剂 1-1.5份
引气剂 0.05-0.09份
高效减水剂 5-9份
水 185-210份。
通过采用上述技术方案，上述具体物质配比的混凝土早期强度好、抗冻融性能佳，适用于在低温环境施工。
进一步地，所用骨料的最大粒径为15-25mm。
通过采用上述技术方案，骨料粒径过大受冻后容易破坏，因而最大粒径在15-25mm的骨料抗冻性能最佳。
进一步地，所述防冻剂为亚硝酸钠和碳酸钾的混合物，且亚硝酸钠和碳酸钾的质量比为1:1。
通过采用上述技术方案，上述具体位置配比的防冻剂能使混凝土在负温环境下固化，在一定的养护条件下，能够使混凝土固化获得预期的性能。
进一步地，所述早强剂由硫酸钠、氯化钙和甲酸钙按照质量比1:1:2的比例混配而成。
通过采用上述技术方案，上述具体物质配比的早强剂可以增加混凝土的早期强度，使得混凝土浇筑后后快速发生水化凝固，产生强度，减少自由水的含量，适于在低温环境中施工。
进一步地，所述骨料经过如下工艺处理，
P1、向骨料的表面均匀喷涂有机硅乳液，所述有机硅乳液的喷涂量与骨料的质量比为0.3：1；
P2、于100-150℃条件下对经P1步骤处理的骨料进行烘烤，烘烤时间为25-35min；
P3、冷却降温，得到经过处理的骨料备用。
通过采用上述技术方案，经由上述工艺处理的骨料吸水率低，降低了因骨料吸水后反复冻融破坏的发生，提高了混凝土的强度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、利用加热管、引管和连接管可以向构成仓位的各模板内循环通热水或者蒸气以进行加热，使得浇注混凝土时，不会因低温而造成混凝土中水分快速冻结进而引起冻融损害；不易出现混凝土从浇注设备落入仓位过程中，暴露于低温空气中水分被快速冻结的情况；
2、养护过程中可以根据实际环境温度和对通入的热水或者蒸气的量进行调整，维持最佳的养护温度，使得混凝土能够充分发生水化反应，固化，获得良好的强度，缩短了施工周期；
3、固定装置由立柱和底板构成，借助固定螺栓等可以快速将固定装置固定在需要支模的位置，然后使模板上的卡条卡入立柱上的卡槽，能够快速进行支模，提高了施工效率，避免了工人长时间在低温环境作业；
4、对骨料进行喷涂有机硅乳液-烘烤处理，提高了骨料的憎水性，不易出现因骨料吸水、反复冻融破坏的情况；
5、本发明的施工方法具有工序简单，利于控制施工成本，适于低温环境下进行道路、房屋等小规模混凝土施工。
附图说明
图1为实施例中模板的剖视图；
图2为实施例中固定装置的结构示意图；
图3为实施例中由模板支模后形成的仓位的结构示意图；
图4为图3中A部分的放大图。
图中：1、模板；11、卡条；12、保温隔热材料；2、加热管；3、引管；4、连接管；41、控制阀；5、立柱；51、通槽；6、底板； 61、固定孔；7、连通管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
一种高寒地区低温季节混凝土施工方法，其包括如下步骤，
支模：采用本发明特别设计的内置加热结构的模板1进行支模，通过固定装置将模板1固定，使模板1首尾相接形成用于浇灌混凝土的仓位。
所用的模板1如图1所示。模板1内部为中空结构，且模板1的内腔沿模板1的长度放平行设置有三根加热管2。模板的内腔填充有保温隔热材料12，保温隔热材料12可以使石棉纤维或者岩棉纤维，本实施例中选用石棉纤维。加热管2的两端均沿模板1的宽度方向设置有引管3，加热管2的端部均与引管3连通。引管3的一端连接有垂直于模板1平面的连接管4，连接管4从模板1的一侧侧面伸出。连接管4伸出模板1的一端设置有控制阀41，以控制连接管4的启闭。连接管4的端部设置有外螺纹，以方便在连接管4的端部安装管路是彼此连通。加热管2、引管3和连接管4均可采用钢管制成。
如图1所示，模板1上连接管4伸出的一侧还设置有横截面形状为梯形的卡条11。卡条11沿模板1的宽度方向设置，且长度约等于模板1宽度的二分之一。
参照图2，用于固定模板1的固定装置包括底板6和垂直于底板6固定设置的立柱5。立柱5的一侧开有供卡条11（如图1所示）卡入的横截面形状为梯形的通槽51。底板6呈半圆型，且底板6上分布有三处固定孔 61。用固定螺栓或者锚固钉等穿过固定孔 61并插入土层，可以将固定装置牢固固定在地面上。
参照图3和图4，每一块模板1上均设置有两根卡条11，借助卡条11与立柱5上通槽51的配合可以将模板1竖立固定。根据实际施工要求，采用多块模板1首尾相接可以构成用于浇注混凝土的仓位。
安装连通管7：支模完成后，在构成仓位的相邻模板1的连接管4的端部之间安装连通管7，使相邻模板1内的加热管2彼此连通。预留一块模板1的一根连接管4作为热水或者蒸气的进口、相邻模板1上的一根连接管4作为热水或者蒸气的出口。借助预留的连接管4可以循环通热水或者蒸气进行加热，冷却后的热水或者蒸气经由预留的另一连接管4排出。
铺设钢筋骨网：连通管7安装到位后，在模板1所围区域内铺设钢筋骨网。
混凝土拌制及浇注：
A、混凝土拌制，利用带有保温加热装置的搅拌设备进行混凝土的拌制。拌制混凝土的各原料的用量具体如下：
硅酸盐水泥 400份
骨料 1700份
粉煤灰 100份
防冻剂 1.3份
早强剂 1.2份
引气剂 0.07份
高效减水剂 7份
水 195份。
其中，高效减水剂选用市售常见的聚羧酸系减水剂；防冻剂由亚硝酸钠和碳酸钾的按质量比1:1的比例混合而成；早强剂由硫酸钠、氯化钙和甲酸钙按照质量比1:1:2的比例混配而成。
所用骨料的最大粒径为15-25mm，且使用前均经过憎水处理：
用浓度为3%的有机硅乳液均匀喷涂在骨料的表面，然后在100-150℃条件对喷涂有机硅乳液的骨料进行烘烤25-35min，自然冷却降温后得到经过处理的骨料，再用于混凝土的拌制。
按照重量份称取上述配比的原料，充分搅拌混合均匀即得混凝土。拌制过程中注意加热保温，以防止拌制过程中水分因低温发生冻结。
B、借助预留的连接管4向模板1内的加热管2内连续通入热水或者蒸气作为热源，进行加热，同时向仓位内灌注拌制好的混凝土。热水温度以及蒸气通入量可以根据实际施工环境的温度和施工要求进行调整。
养护：混凝土浇筑后，对混凝土进行收光，表面覆盖塑料薄膜进行保温。养护过程中可以利用连接管4往模板1内循环通热水，维持一定的温度以促进水泥水化反应的进行，避免低温环境下混凝土的固化速度下降，造成冻融损害。
采用本实施例的混凝土施工方法，工序简单，适于小规模施工，利于控制施工成且劳动强度低，具有能有效减少冻融损害的优势。
实施例2-5
一种高寒地区低温季节混凝土施工方法，其与实施例1的区别在于：拌制混凝土的各组分用量不同，具体如下表所示，
表1.实施例2-5中混凝土各组分含量表（按重量份计）
组分 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
硅酸盐水泥 380 390 410 420
骨料 1500 1600 1800 1900
粉煤灰 90 95 105 110
防冻剂 1.0 1.2 1.4 1.5
早强剂 1.0 1.1 1.5 1.3
引气剂 0.05 0.06 0.08 0.09
高效减水剂 5 6 8 9
水 185 190 200 210
其中，高效减水剂选用市售常见的聚羧酸系减水剂；防冻剂有亚硝酸钠和碳酸钾的按质量比1:1的比例混合而成；早强剂由硫酸钠、氯化钙和甲酸钙按照质量比1:1:2的比例混配而成。
所用骨料的最大粒径为15-25mm，且使用前均经过憎水处理：
用浓度为3%的有机硅乳液均匀喷涂在骨料的表面，然后在100-150℃条件对喷涂有机硅乳液的骨料进行烘烤25-35min，自然冷却降温后得到经过处理的骨料，在用于混凝土的拌制。
上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种高寒地区低温季节混凝土施工方法，其特征在于：
步骤一、通过固定装置对具有加热功能的模板进行固定，使模板首尾相接形成用于浇灌混凝土的仓位；
所述模板内沿其长度方向埋设有若干根加热管，所述加热管的两端均设置有同时连通各加热管的引管，所述引管的一端连接有伸出模板外且垂直于模板平面的连接管；所述固定装置包括底板和垂直于底板设置的立柱，所述立柱上沿其长度方向开有横截面形状为梯形的卡槽，所述模板上连接管伸出的一侧沿模板的宽度方向设置有若干与卡槽卡嵌配合的卡条，所述底板上开口固定孔；所述模板为中空结构，且模板的内腔填充有保温隔热材料,所述保温隔热材料为石棉纤维或者岩棉纤维；
步骤二、在构成仓位的相邻模板的连接管的端部之间安装连通管，使相邻模板内的加热管彼此连通，并预留一根连接管作为加热用的热水或者蒸气的进口、一根连接管作为热水或者蒸气的出口；
步骤三、在模板所围区域内铺设钢筋骨网；
步骤四、借助预留的连接管向模板内的加热管通入热水或者蒸气作为热源，同时向仓位内灌注混凝土；
步骤四中灌注的混凝土包括按重量份计的如下组分，
Figure FDA0002405272900000011
所述骨料经过如下工艺处理，
P1、向骨料的表面均匀喷涂有机硅乳液，所述有机硅乳液的喷涂量与骨料的质量比为0.3：1；
P2、于100-150℃条件下对经P1步骤处理的骨料进行烘烤，烘烤时间为25-35min；
P3、冷却降温，得到经过处理的骨料备用；
步骤五、混凝土浇灌完成后进行收光，收光后进行养护，养护过程中利用连接管往模板内循环通热水或蒸气。
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：每一所述连接管上均安装有控制阀。
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：同一块所述模板上设置有若干根卡条。
4.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：所用骨料的最大粒径为15-25mm。
5.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：所述防冻剂为亚硝酸钠和碳酸钾的混合物，且亚硝酸钠和碳酸钾的质量比为1:1。
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：所述早强剂由硫酸钠、氯化钙和甲酸钙按照质量比1:1:2的比例混配而成。
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