预计连续10d内的平均气温低于5℃时,砌体工程的施工,应按照冬期施工技术规定进行。冬期施工期限以外,当日最低气温低于-3℃时,也应按冬期施工技术规定进行。气温可根据当地旬气象预报或历年气象资料估计。
砌体工程的冬期施工应优先选用外加剂法。对保温、绝缘、装饰等方面有特殊要求的工程,可采用冻结法或其他施工方法。
混凝土小型空心砌块不得采用冻结法施工。加气混凝土砌块承重墙体及围护外墙不宜冬期施工。
4.5.1.1 外加剂法
冬期施工时,使用氯盐或亚硝酸盐等盐类外加剂拌制砂浆,采用这种砂浆砌筑的方法称为外加剂法。
1.外加剂法的原理和适用范围
外加剂法就是在砌筑砂浆内掺入一定数量的抗冻化学剂,来降低水溶液的冰点,以保证砂浆中有液态水存在,使水化反应在一定负温下不间断进行,使砂浆在负温下强度能够继续缓慢增长。同时,由于降低了砂浆中水的冰点,砌体的表面不会立即结冰而形成冰膜,故砂浆和砌体能较好的粘结。
外加剂法中的抗冻化学剂,主要是氯化钠和氯化钙。还有亚硝酸钠、碳酸钾和硝酸钙等。
采用外加剂法具有施工简便,施工费用低,材料易于取得等优点,所以我国在冬期施工中普遍采用。但由于掺入氯盐的砂浆吸湿性大,使结构保温性能下降,并有析盐现象等。故下列砌体严禁采用掺用氯盐的砂浆施工:
(1)对装饰有特殊要求的建筑物;
(2)使用湿度大于80%的建筑物;
(4)配筋、钢埋件无可靠的防腐处理措施的砌体;
(5)经常处于地下水位变化范围内,以及在地下未设防水层的结构。
2.外加剂法施工
(1)材料要求
砌体在砌筑前,应清除冰霜;拌制砂浆所用的砂中,不得含有冰块和直径大于10mm的冻结块;石灰膏等应防止受冻,如遭冻结,应经融化后,方可使用;水泥应选用普通硅酸盐水泥;拌制砂浆时,水的温度不得超过80℃;砂的温度不得超过40℃。
(2)砂浆要求
采用外加剂法进行施工,应按不同负温界限控制掺盐量;当砂浆中氯盐掺量过少,砂浆内会出现大量冰结晶体,水化反应极其缓慢,会降低早期强度。如果氯盐掺量大于10%,砂浆的后期强度会显著降低,同时导致砌体析盐量过大,增大吸湿性,降低低温性能。按气温情况规定的掺盐量见表4-10。
表4-10 氯盐外加剂掺量(占用水重量的%)
注:掺量以无水盐计。
盐溶液应由专人配制,先配制成标准浓度,即氯化钠标准溶液为每公斤含纯氯化钠20%,比重为1.15;氯化钙标准溶液比重为1.18;均以波美比重测定,置于专用容器内,然后掺入一定比例的温水,配制成所需的溶液。再按规定加入搅拌机中拌制成所需砂浆。
外加剂法的砂浆使用温度不应低于5℃,当日最低气温等于或低于-15℃时,对砌筑承重砌体的砂浆强度等级应按常温施工时提高一级。拌合砂浆前要对原材料进行加热。应优先加热水。当满足不了温度时,再进行砂的加热。当拌合水的温度超过60℃时,拌制时的投料顺序是:水和砂先拌,然后再投放水泥。氯盐砂浆中掺入微沫剂时,应先加氯盐溶液后加入微沫剂溶液。砂浆应采用机械进行拌合,搅拌的时间应比常温季节增加一倍。拌合后的砂浆应注意保温。
(3)施工准备工作
由于氯盐对钢筋有腐蚀作用,掺氯盐法用于设有构造配筋的砌体时,钢筋可以涂樟丹2~3道或者涂沥青1~2道,以防钢筋锈蚀。
普通砖和空心砖在正温度条件下砌筑时,应采用随浇水随砌筑的办法;负温度条件下,只要有可能应该尽量浇热水。当气温过低,浇水确有困难,则必须适当增大砂浆的稠度。抗震设计裂度为九度的建筑物,普通砖和空心砖无法浇水润湿时,无特殊措施,不得砌筑。
(4)砌筑工艺
外加剂法砌筑砖砌体时,应采用“三一”砌砖法进行操作。使砂浆与砖的接触面能充分结合,提高砌体的抗压、抗剪强度。不得大面积铺灰,以减少砂浆温度的散失。砌筑时要求灰浆饱满,灰缝厚薄均匀,水平缝和垂直缝的厚度和宽度,应控制在8~10mm。当必须留置临时间断处时应砌成斜槎。砌体表面不应铺设砂浆层,宜采用保温材料加以覆盖。继续施工前,应先用扫帚扫净砖表面,然后再施工。
氯盐砂浆砌体施工时,每日砌筑高度不宜超过1.2m,墙体留置的洞口,距交接墙处不应小于50cm。
4.5.1.2 冻结法
冻结法是以不掺化学外加剂的普通水泥砂浆或水泥混合砂浆进行砌筑的一种冬期施工方法。(www.daowen.com)
1.冻结法的原理和适用范围
冻结法在砂浆内不掺任何抗冻化学剂,允许砂浆在铺砌完毕后就受冻。受冻的砂浆可获得较大的冻结强度,而且冻结强度随气温的降低而增高。但当气温升高而砌体解冻时,砂浆强度仍然等于冻结前的强度。当气温转入正温后,水泥水化作用又重新进行,砂浆强度可继续增长。
冻结法允许砂浆先砌筑后遭受冻结,且在解冻后其强度仍可继续增长。所以对有保温、绝缘、装饰等特殊要求的工程和受力配筋砌体以及不受地震区条件限制的其他工程,均可采用冻结法施工。
冻结法施工的砂浆,经冻结、融化和硬化三个阶段后,使砂浆强度、砂浆与砖石砌体间的粘结力都有不同程度的降低。砌体在融化阶段,由于砂浆强度接近于零,将会增加砌体的变形和沉降。所以在下列结构中不宜使用:空斗墙;毛石墙;承受侧压力的砌体;在解冻期间可能受到振动或动力荷载的砌体;在解冻期间不允许发生沉降的砌体(如筒拱支座)。
2.冻结法施工
(1)材料要求
当设计没有提出具体要求,且日最低气温高于或者等于-25℃时,对砌筑承重砌体的砂浆强度等级应按常温施工时提高一级;当日最低气温低于-25℃,则应提高二级。砂浆强度等级不得小于M2.5,重要结构其等级不得小于M5。采用冻结法砌筑时,砂浆使用最低气温应符合表4-11的规定。
表4-11 冻结法砌筑时砂浆最低温度
(2)砌筑工艺
采用冻结法施工时,应按照“三一”砌砖法操作,对于房屋转角处和内外墙交接处的灰缝应特别仔细,砌筑饱满,采用一顺一丁组砌形式。冻结法施工中宜采用水平分段施工,墙体一般应在同一个施工段的范围内,砌筑至一个施工层的高度,不得间断。每天砌筑高度和临时间断处均不宜大于1.2m。
砌体水平灰缝应控制在10mm以内。为了达到灰缝平直、砂浆饱满、墙面垂直及平整的要求,砌筑时要随时目测检查,发现偏差及时纠正,保证墙体砌筑质量。对超过五皮砖的砌体,如发现歪斜,不准敲墙、砸墙,必须拆除重砌。
(3)砌体解冻
砌体解冻时,由于砂浆的强度接近于零,增加了砌体解冻期间的变形和沉降,其下沉量比常温施工增大10%~20%。由于砂浆遭冻结时强度很低,解冻期间,砂浆与砌体之间的粘结力减弱,致使砌体在解冻期间的稳定性较差。故用冻结法砌筑的砌体,在解冻前需进行检查,解冻过程中应组织观测。如发现裂缝、不均匀下沉等情况,应分析原因并立即采取加固措施。
为保证砖砌体在解冻期间能均匀沉降不出现裂缝,应遵守下列要求:
1)解冻前应清除房屋中剩余的建筑材料等临时荷载,并考虑暂停施工;
2)留置在砌体中的洞口和沟槽等,宜在解冻前填砌完毕;
3)跨度大于0.7m的过梁,宜采用预制构件;
4)门窗框上部应留3~5mm的空隙,作为解冻后预留沉降量;
5)在楼板水平面上,墙的拐角处、交接处和交叉处每半砖设置一根φ6钢筋拉结。具体做法如图4-67所示。
图4-67 拉筋的设置
在解冻期进行观测时,应特别注意多层房屋下层的柱和窗间墙、梁端支承处、墙交接处和过梁模板支承处等地方。此外,还必须观测砌体沉降的大小、方向和均匀性,砌体灰缝内砂浆的硬化情况。观测一般需15d左右。
解冻时除对正在施工的工程进行强度验算外,还要对已完工程进行强度验算。
4.5.1.3 其他冬期施工方法
砌体工程的冬期施工除用外加剂法和冻结法外,尚可选用蓄热法、暖棚法、电气加热法、蒸汽加热法、快硬砂浆法等施工方法。
蓄热法是在施工过程中,先将水和砂加热,使拌合后的砂浆在上墙时保持一定正温,以推迟冻结的时间,在一个施工段内的墙体砌筑完毕后,立即用保温材料覆盖其表面,使砌体中的砂浆在正温下达到其砌体强度的20%。蓄热法可用于冬期气温不太低的地区(温度在-5~-10℃),以及寒冷地区的初冬或初春季节。特别适用于地下结构。
暖棚法是利用简易结构和廉价的保温材料,将需要砌筑的工作面临时封闭起来,使砌体在正温条件下砌筑和养护。采用暖棚法要求棚内的温度不得低于+5℃,故经常采用热风装置进行加热。由于搭暖棚需要大量的材料、人工及消耗能源,所以暖棚法成本高、效率低,一般不宜多用。主要适用于地下室墙、挡土墙、局部修复工程的砌筑。
电气加热法是在砂浆内通过低压电流,使电能变为热能,产生热量对砌体进行加热,加速砂浆的硬化。电气加热法的温度不宜超过40℃。电热法要消耗很多电能,并需要一定的设备,故工程的附加费用较高。仅用于修缮工程中局部砌体需立即恢复到使用功能和不能采用冻结法或外加剂法的结构部位。
蒸汽加热法是利用低压蒸汽对砌体进行均匀的加热,使砌体得到适宜的温度和湿度,使砂浆加快凝结与硬化。由于蒸汽加热法在实际施工过程中需要模板或其他有关材料,施工复杂,成本较高,功效较低,工期过长,故一般较少使用。只有当蓄热法或其他方法不能满足施工要求和设计要求时方得以采用。
快硬砂浆法是用快硬硅酸盐水泥(75%.的普通硅酸盐水泥及25%的矾土水泥)和加热的水及砂拌合制成的快硬砂浆,并掺加拌合水重5%的氯盐,在受冻前能比普通砂浆获得较高的强度。适用于热工要求高、湿度大于80%及接触高压输电线路和配筋的砌体。
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