成熟度在混凝土结构冬施过程中的应用

　　摘要： 以国家规范为基础，进一步阐述了冬期施工的概念及要点，并通过工程实例，简述了成熟度在混凝土结构冬施过程中控制混凝土早期强度的实际应用过程。

　　关键词 成熟度 混凝土 冬施

　　Abstract: With the national standard as the foundation, further expounds the construction of the winter of concept and main points, and through engineering examples, this paper expounds the concrete structure; winter maturity in the process control early strength of concrete application process.

　　Key words: maturity concrete winter give

　　中图分类号：TV331 文献标识码：A 文章编号：

　　随着我市“转型发展、绿色崛起”科学决策的制定，城市建设大规模展开，为了在短时间内改变城市面貌，各项工程工期的紧张性就尤为突出。但我市地处高寒地区，每年有效施工时间仅在4~10月之间，施工时间短与施工工期紧的矛盾就特别突出，为了有郊解决这一矛盾，冬期施工在所难免，解决冬期施工过程中技术措施、技术解题、保证冬期施工质量的问题就成了工程技术人员在冬期施工时必须完成的工作。

　　按《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)的规定：根据当地多年气象资料统计，当室外平均气温连续5d稳定低于5℃即进入冬期施工;当室外日平均气温连续5d高于5℃即解除冬期施工。《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)同时规定，综合蓄热法是指掺化学外加剂的混凝土浇筑后，利用原材料加热及水泥水化热的热量，通过适当保温，延缓混凝土冷却，使混凝土温度降到0℃或设计规定温度前达到预期要求强度的施工方法。根据规范规定，如果无特殊要求，不投入热源、只采取适当保温措施、掺加外加剂，混凝土结构即可采用综合蓄热法进行冬期施工，一方面成本不会大幅增加，另一方面可增加混凝土结构的有郊施工时间，从而保证工期要求，所以混凝土结构综合蓄热法成为我市混凝土结构工程冬期施工的主要方法。

　　按综合蓄热法的要求，在混凝土温度降到0℃前应该达到一定的强度，《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)明确要求，掺用防冻剂的混凝土，当室外最低气温不低于-15℃时，受冻临界强度不得小于4.0 N/mm2，因此冬期施工过程中质量控制的重点是混凝土早期不受冻，即混凝土温度降到0℃以下时强度必须达到4.0N/mm2的受冻临界强度。对于顶板，只有强度达到受冻临界强度才可以撤去顶部的保温覆盖层，进行测量放线等下道工序施工;对于墙体，只有强度达到受冻临界强度才可以进行侧模的拆除。所以混凝土早期强度控制是整个混凝土结构冬期施工过程中的一项重要工作，必须保证混凝土不受冻，确实保证混凝土质量，同时，在保证混凝土不受冻的前提必须加快施工进度。

　　在冬期期间混凝土早期强度增长较慢，如果采用立方体抗压强度试块进行试验来确定早期强度，因强度较低试验难度较大，准确度也较难保证，而且因无法把握混凝土强度的增长情况，只能靠增加混凝土立方体抗压试块的试验频率来逐组进行试验，不但时间无法把握，而且浪费大量的人力物力，影响工程进度。在实际混凝土冬期施工过程中，按《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)推荐的《用成熟度法计算混凝土早期强度》的方法，很好的解决了确定混凝土早期强度的问题，不仅保证的冬期施工混凝土质量，而且保证了混凝土结构工程施工进度。

　　某工程为我市重点工程，建筑面积4.2万㎡，11层框架结构(六层以上板、柱混凝土强度设计值均为C30)，2010年5月1日开工，截止2010年10月底，结构施工到九层，但按工期要求，2010年必须完成结构工程施工，因此必须进行混凝土结构冬期施工。根据实际情况本项目选择综合蓄热法进行冬施，在整个冬期施工过程中，混凝土掺防冻剂，顶板采用双层棉被保温，墙、柱采用在模板外侧双层棉被保温，设专门的测温组按《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)的要求测量混凝土内部养护温度，利用成熟度法控制混凝土早期强度，确定混凝土达到受冻临界强度的时间，控制混凝土结构工程施工进度，取得了较好的效果，确保了混凝土结构的质量，而且于2010年11月底按期完成了结构工程的施工任务。

　　以十层顶板为例，简要介绍用成熟度法控制混凝土早期强度的具体实施过程。

　　1、在冬期施工技术准备阶段，与商品混凝土供应单位联系，要求商品混凝土供应单位提供冬期施工部位混凝土强度标准养护的数值，以便利用《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)推荐的公式合成成熟度-强度曲线方程，并计算与受冻临界强度对应的成熟度值。
  标准养护混凝土强度                         表1
 

　　f=a·e-b/M

　　f：混凝土抗压强度(N/mm2);

　　a、b:参数

　　M：混凝土养护的成熟度(℃·h)，

　　M=Σ(T+15)t，其中T为在时间段t内混凝土平均温度(℃)，t为温度为T的持续时间( h)。

　　把商品混凝土供应单位提供的冬期施工部位混凝土强度标准养护的数值(表1中的数值)代入成熟度-强度曲线方程，并经回归分析，合成适用本项目的成熟度-强度曲线方程为：(计算过程略)

　　f=29.935·e-2019/M

　　按《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)的要求，受冻临界强度不得小于4.0 N/mm2，并按规范要求取强度f综合蓄热法调整系数0.8，得f=5 N/mm2 ，代入本项目成熟度-强度曲线方程，解得M=1128℃·h，即通过测温并计算成熟度，成熟度不小于M=1128℃·h，说明强度已达到了规范要求的受冻临界强度，从而达到了用测温计算成熟度的手段来控制混凝土强度的目的。

　　2、设专门的测温人员，按《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)的要求对混凝土内部养护温度进行测量，并由技术人员根据测温记录计算混凝土成熟度，确定与受冻临界强度对应的成熟度值的达到时间。
十层顶板混凝土养护测温纪录（测温孔编号：B-20^#）           表2
 

　　由上表测温记录及成熟度值计算显示，冬期施工混凝土经过40小时的养护，成熟度值达到1140℃·h，已超过了受冻临界强度对应的1128℃·h，表明混凝土强度已超过了4 N/mm2，同时测温记录显示混凝土内部养护温度仍为8℃，远远大于0℃，混凝土未受冻。说明本项目混凝土结构工程冬期施工措施得当，能够保证施工质量，符合《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)综合蓄热法的要求。

　　3、根据计算结果由技术人员书面通知现场施工人员可进行下道工序施工。

　　经过2011年复工前质量监督部门现场对冬施期间混凝土强度的回弹抽查，强度全部符合设计要求。因此，通过本工程实践证明，用成熟度法控制混凝土早期强度不仅简便易行，而且能够保证混凝土冬期施工质量，值得同行工程技术人员借鉴。

　　参考文献：《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104-97)【从2011年12月1日起改版为JGJ104-2011】

　　注：

　　1、受冻临界强度：冬期浇筑的混凝土在受冻以前必须达到的最低强度。

　　2、成熟度：混凝土在养护期间养护温度和养护时间的乘积。