CN113738137A - 一种混凝土冬季施工防冻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混凝土施工技术领域，尤其是涉及一种混凝土冬季施工防冻方法，包括以下步骤：采用骨料、水泥、水和外加剂制备混凝土；将钢筋放置在待浇筑区域，在钢筋的外周放置加热板，对钢筋进行预热，用混凝土对预热后的钢筋进行浇筑；采用加热板持续加热，使混凝土的温度升高，并在混凝土的表面覆盖保温材料，混凝土逐渐硬化；将加热板停止加热，待混凝土冷却后，拆除加热板和保温材料，获得浇筑件。本发明的技术方案通过加热板对混凝土进行加热，使混凝土在浇筑和养护期间保持较高的温度，防止混凝土在冬季低温环境下受冻损害，避免因天气寒冷而造成的混凝土质量问题，保证混凝土在低温条件下的施工质量。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土施工技术领域，尤其是涉及一种混凝土冬季施工防冻方法。
背景技术
混凝土是指由凝胶材料、骨料和水按适当比例配置，再经一定时间硬化而成的复合材料，具有易成型、抗压强度高、耐久性好等特点，在基础设施建设中得到广泛的应用。
混凝土硬化过程中容易受周围温度的影响，尤其是在冬季，低温环境下，混凝土中的水有一部分开始结冰，使水泥的水化速率降低，从而导致混凝土的强度增长缓慢，且当水变成冰后，会在骨料和钢筋表面形成颗粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力，影响混凝土的抗压强度，当冰凌融化后，又会在混凝土的内部形成各种空隙，降低混凝土的密实性和耐久性。因此，为保证低温环境下混凝土的施工质量，亟需一种混凝土冬季施工防冻方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混凝土冬季施工防冻方法，该方法能够防止混凝土在冬季低温环境下受冻损害，避免因天气寒冷而造成的混凝土质量问题，保证混凝土在低温条件下的施工质量。
本发明提供的一种混凝土冬季施工防冻方法，包括以下步骤：
S1.将骨料和水泥投入搅拌机干拌后，再加入水和外加剂进行搅拌，获得混凝土；
S2.将钢筋放置在待浇筑区域，在钢筋的外周放置加热板，采用加热板对钢筋进行预热，用步骤S1得到的混凝土对预热后的钢筋进行浇筑，加热板的内部设置加热元件，加热板上设有温度传感器；
S3.采用加热板持续加热，使混凝土的温度升高，并在混凝土的表面覆盖保温材料，混凝土逐渐硬化；
S4.将加热板停止加热，待混凝土冷却后，拆除加热板和保温材料，获得浇筑件。
进一步地，步骤S4中，待混凝土冷却至混凝土表面温度与外界温度的温差小于5℃时，拆除加热板和保温材料。混凝土冷却时，保留覆盖在混凝土表面的保温材料，以防混凝土表面温度骤降，在混凝土表面引起很大的拉应力，当拉应力超出混凝土的抗裂能力时，就会使混凝土产生裂缝，影响混凝土的质量，当混凝土表面温度和外界温差小于5℃时拆除保温材料，能够避免混凝土表面产生拉应力，从而避免混凝土产生裂缝。
进一步地，步骤S1中，外加剂包括以下重量份数的原料：乙二醇30～40份、砂轮灰8～12份、硫代硫酸钠10～15份、和介孔分子筛25～30份。乙二醇作为防冻剂能够降低混凝土的冰点，使混凝土在低温环境下仍可进行水化反应，且不会影响混凝土的强度；介孔分子筛具有微孔结构，能够作为乙二醇的载体，提高乙二醇的分散性，使乙二醇分散到水泥浆中，增加与混凝土的接触面积，进一步发挥乙二醇的防冻性能；砂轮灰的粒径较小，能够填充于混凝土中的孔隙，提高混凝土的密实性，减少后期收缩，和乙二醇共同作用，进一步提高混凝土的抗冻性，同时砂轮灰还能提高混凝土的强度；硫代硫酸钠能够提高混凝土的增强速度，使混凝土早强，缩短混凝土的硬化时间，和砂轮灰、早强硅酸盐水泥共同作用，能够使混凝土在较短时间内达到较高的强度。
进一步地，步骤S3为：采用加热板持续加热，使混凝土的温度升高，混凝土的升温速率为4～6h/℃，并在混凝土的表面覆盖保温材料，使混凝土的温度控制在20～30℃，保温使混凝土逐渐硬化。通过控制混凝土的升温速率，使混凝土的温度缓慢增长，避免混凝土温度骤升在混凝土的内部产生拉应力，从而导致混凝土产生裂缝，混凝土的温度控制在20～30℃之间，既能够避免混凝土中的水分在低温条件下冷冻成冰，也能够防止温度过高导致混凝土内部的水分蒸发，确保水泥的水化作用能够正常或加速进行，使刚浇筑的混凝土得以正常或加速其硬化和强度增长。
进一步地，步骤S3中，保温材料包括塑料薄膜和棉毡，塑料薄膜覆盖在混凝土的表面，棉毡覆盖在塑料薄膜上。将塑料薄膜覆盖在混凝土表面，能够使混凝土内部蒸发的游离水累积在混凝土表面进行保温养护，在塑料薄膜表面覆盖棉毡能够加强对混凝土的保温效果，确保混凝土不会受冻损害。
进一步地，步骤S3中，当0℃﹤外界温度≤5℃时，混凝土表面覆盖一层塑料薄膜和一层棉毡；当-5℃﹤外界温度≤0℃时，混凝土表面覆盖一层塑料薄膜和两层棉毡；当-10℃≤外界温度≤-5℃时，混凝土表面覆盖一层塑料薄膜和三层棉毡。根据施工现场的气温状况，选择棉毡的覆盖层数，使其保温效果更加优异。
进一步地，步骤S2中，钢筋的预热温度为5～8℃。
进一步地，步骤S2中，用步骤S1得到的混凝土对预热后的钢筋进行浇筑后，对混凝土进行振捣、抹面，振捣时间为20～30s，振捣间距为40～50cm，振捣深度为80～100cm。通过对浇筑的混凝土进行振捣，排除混凝土内部的气泡，使混凝土密室结合，进而提高混凝土的强度，振捣后对混凝土进行抹面处理，混凝土初凝前进行第一抹面，初凝后至终凝前进行第二次抹面，将混凝土表面不均匀、不规则的裂缝闭合。
进一步地，步骤S1中，水泥为早强硅酸盐水泥，外加剂的添加量为水泥的1～1.5％。早强硅酸盐水泥的水化热较大，可以缩短混凝土强度增长的时间。
进一步地，步骤S1中，干拌时间为3～5min，搅拌时间为9～12min。
本发明的有益效果：
本发明的技术方案通过加热板对混凝土进行加热，使混凝土在浇筑和养护期间保持较高的温度，防止混凝土在冬季低温环境下受冻损害，避免因天气寒冷而造成的混凝土质量问题，保证混凝土在低温条件下的施工质量。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种混凝土冬季施工防冻方法，包括以下步骤：
S1.采用1.5Kg乙二醇、0.4Kg砂轮灰、0.5Kg硫代硫酸钠和1.25Kg介孔分子筛制备外加剂，将100Kg早强硅酸盐水泥和383Kg骨料投入搅拌机中干拌3min后，再加入38Kg水和1Kg外加剂搅拌9min，获得混凝土；
S2.将钢筋放置在待浇筑区域，在钢筋结构的外周放置加热板，加热板外接电源，在加热板的内部设置电热管，采用电热管对钢筋进行预热，用步骤S1得到的混凝土对预热后的钢筋进行浇筑，加热板上设置防水层，避免混凝土中的水分进入加热板的内部，使电热管故障；
S3.混凝土浇筑完毕后，对浇筑后的混凝土进行多次振捣，每次振捣深度为80cm，以加强混凝土的结合，每次振捣时间为20s，避免砂石与水泥浆分离，石子下沉，在混凝土表面形成砂层，影响混凝土质量，单次振捣前后间距为40cm，防止漏振，振捣完毕后，在混凝土初凝前对混凝土进行第一次抹面，初凝后至终凝期间，多次碾压混凝土表面，使混凝土表面的裂缝闭合，再对混凝土进行第二次抹面；
S4.混凝土经抹面处理后，采用加热板持续加热，使混凝土的温度以4℃/h的速率上升，并在混凝土表面覆盖塑料薄膜和棉毡对混凝土进行养护，混凝土逐渐硬化，根据外界温度选择覆盖棉毡的层数，养护期间，通过设置在加热板上的温度传感器测量混凝土的温度，使混凝土的温度控制在20℃；
S5.混凝土硬化结束后，将加热板停止加热，使混凝土的温度逐渐下降，待混凝土冷却至混凝土表面温度与外界温度的温差小于5℃时，取下混凝土表面的塑料薄膜和棉毡，拆除加热板，获得浇筑件。
实施例2
一种混凝土冬季施工防冻方法，包括以下步骤：
S1.采用1.75Kg乙二醇、0.6Kg砂轮灰、0.65Kg硫代硫酸钠和1.5Kg介孔分子筛制备外加剂，将100Kg早强硅酸盐水泥和383Kg骨料投入搅拌机中干拌4min后，再加入38Kg水和1Kg外加剂搅拌11min，获得混凝土；
S2.将钢筋放置在待浇筑区域，在钢筋结构的外周放置加热板，加热板外接电源，在加热板的内部设置电热管，采用电热管对钢筋进行预热，用步骤S1得到的混凝土对预热后的钢筋进行浇筑，加热板上设置防水层，避免混凝土中的水分进入加热板的内部，使电热管故障；
S3.混凝土浇筑完毕后，对浇筑后的混凝土进行多次振捣，每次振捣深度为90cm，以加强混凝土的结合，每次振捣时间为25s，避免砂石与水泥浆分离，石子下沉，在混凝土表面形成砂层，影响混凝土质量，单次振捣前后间距为45cm，防止漏振，振捣完毕后，在混凝土初凝前对混凝土进行第一次抹面，初凝后至终凝期间，多次碾压混凝土表面，使混凝土表面的裂缝闭合，再对混凝土进行第二次抹面；
S4.混凝土经抹面处理后，采用加热板持续加热，使混凝土的温度以5℃/h的速率上升，并在混凝土表面覆盖塑料薄膜和棉毡对混凝土进行养护，混凝土逐渐硬化，根据外界温度选择覆盖棉毡的层数，养护期间，通过设置在加热板上的温度传感器测量混凝土的温度，使混凝土的温度控制在25℃；
S5.混凝土硬化结束后，将加热板停止加热，使混凝土的温度逐渐下降，待混凝土冷却至混凝土表面温度与外界温度的温差小于3℃时，取下混凝土表面的塑料薄膜和棉毡，拆除加热板，获得浇筑件。
实施例3
一种混凝土冬季施工防冻方法，包括以下步骤：
S1.采用1.9Kg乙二醇、0.6Kg砂轮灰、0.75Kg硫代硫酸钠和1.5Kg介孔分子筛制备外加剂，将100Kg早强硅酸盐水泥和383Kg骨料投入搅拌机中干拌5min后，再加入38Kg水和1Kg外加剂搅拌12min，获得混凝土；
S2.将钢筋放置在待浇筑区域，在钢筋结构的外周放置加热板，加热板外接电源，在加热板的内部设置电热管，采用电热管对钢筋进行预热，用步骤S1得到的混凝土对预热后的钢筋进行浇筑，加热板上设置防水层，避免混凝土中的水分进入加热板的内部，使电热管故障；
S3.混凝土浇筑完毕后，对浇筑后的混凝土进行多次振捣，每次振捣深度为90cm，以加强混凝土的结合，每次振捣时间为30s，避免砂石与水泥浆分离，石子下沉，在混凝土表面形成砂层，影响混凝土质量，单次振捣前后间距为50cm，防止漏振，振捣完毕后，在混凝土初凝前对混凝土进行第一次抹面，初凝后至终凝期间，多次碾压混凝土表面，使混凝土表面的裂缝闭合，再对混凝土进行第二次抹面；
S4.混凝土经抹面处理后，采用加热板持续加热，使混凝土的温度以6℃/h的速率上升，并在混凝土表面覆盖塑料薄膜和棉毡对混凝土进行养护，混凝土逐渐硬化，根据外界温度选择覆盖棉毡的层数，养护期间，通过设置在加热板上的温度传感器测量混凝土的温度，使混凝土的温度控制在30℃；
S5.混凝土硬化结束后，将加热板停止加热，使混凝土的温度逐渐下降，待混凝土冷却至混凝土表面温度与外界温度的温差小于2℃时，取下混凝土表面的塑料薄膜和棉毡，拆除加热板，获得浇筑件。
对比例1
一种混凝土冬季施工防冻方法，与实施例1基本相同，唯一不同之处在于：步骤S1中，不添加外加剂。
对比例2
一种混凝土冬季施工防冻方法，与实施例1基本相同，唯一不同之处在于：步骤S1中，外加剂由尿素、砂轮灰和硫代硫酸钠组成。
对比例3
一种混凝土冬季施工防冻方法，与实施例1基本相同，唯一不同之处在于：步骤S5中，加热板停止加热后，直接将拆除混凝土表面的保温材料。
测试例
分别对实施例1、对比例1～3中获得的浇筑件进行抗压强度检测，检测结果如表1所示。
表1
| 样品 | 抗压强度/MPa |
| 实施例1 | 31 |
| 实施例2 | 34 |
| 实施例3 | 36 |
| 对比例1 | 24 |
| 对比例2 | 28 |
| 对比例3 | 18 |
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种混凝土冬季施工防冻方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将骨料和水泥投入搅拌机干拌后，再加入水和外加剂进行搅拌，获得混凝土；
S2.将钢筋放置在待浇筑区域，在钢筋的外周放置加热板，采用加热板对钢筋进行预热，用步骤S1得到的混凝土对预热后的钢筋进行浇筑，加热板的内部设置加热元件，加热板上设有温度传感器；
S3.采用加热板持续加热，使混凝土的温度升高，并在混凝土的表面覆盖保温材料，混凝土逐渐硬化；
S4.将加热板停止加热，待混凝土冷却后，拆除加热板和保温材料，获得浇筑件。
2.根据权利要求1所述的混凝土冬季施工防冻方法，其特征在于，步骤S4中，待混凝土冷却至混凝土表面温度与外界温度的温差小于5℃时，拆除加热板和保温材料。
3.根据权利要求1所述的混凝土冬季施工防冻方法，其特征在于，步骤S1中，外加剂包括以下重量份数的原料：乙二醇30～40份、砂轮灰8～12份、硫代硫酸钠10～15份和介孔分子筛25～30份。
4.根据权利要求1所述的混凝土冬季施工防冻方法，其特征在于，步骤S3为：采用加热板持续加热，使混凝土的温度升高，混凝土的升温速率为4～6h/℃，并在混凝土的表面覆盖保温材料，使混凝土的温度控制在20～30℃，保温使混凝土逐渐硬化。
5.根据权利要求4所述的混凝土冬季施工防冻方法，其特征在于，步骤S3中，保温材料包括塑料薄膜和棉毡，塑料薄膜覆盖在混凝土的表面，棉毡覆盖在塑料薄膜上。
6.根据权利要求5所述的混凝土冬季施工防冻方法，其特征在于，步骤S3中，当0℃﹤外界温度≤5℃时，混凝土表面覆盖一层塑料薄膜和一层棉毡；当-5℃﹤外界温度≤0℃时，混凝土表面覆盖一层塑料薄膜和两层棉毡；当-10℃≤外界温度≤-5℃时，混凝土表面覆盖一层塑料薄膜和三层棉毡。
7.根据权利要求1所述的混凝土冬季施工防冻方法，其特征在于，步骤S2中，钢筋的预热温度为5～8℃。
8.根据权利要求7所述的混凝土冬季施工防冻方法，其特征在于，步骤S2中，用步骤S1得到的混凝土对预热后的钢筋进行浇筑后，对混凝土进行振捣、抹面，振捣时间为20～30s，振捣间距为40～50cm，振捣深度为80～100cm。
9.根据权利要求3所述的混凝土冬季施工防冻方法，其特征在于，步骤S1中，水泥为早强硅酸盐水泥，外加剂的添加量为水泥的1～1.5％。
10.根据权利要求9所述的混凝土冬季施工防冻方法，其特征在于，步骤S1中，干拌时间为3～5min，搅拌时间为9～12min。
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