淺談冬期負(fù)溫混凝土的施工

申 龍

（河北電力建設(shè)第一工程公司，河北石家莊050000）

1 負(fù)溫混凝土施工定義和防凍劑作用機(jī)理

1、定義：所謂負(fù)溫混凝土施工是指當(dāng)室外氣溫較低（－5℃～－20℃）的情況下，在混凝土中摻加防凍劑（復(fù)合防凍劑）與經(jīng)加熱的混凝土原材料一起攪拌而成的混凝土澆筑成型后，在裸露的混凝土表面做簡單的保溫覆蓋，使混凝土在負(fù)溫養(yǎng)護(hù)期硬化，并在規(guī)定的時間內(nèi)達(dá)到一定強(qiáng)度的混凝土施工方法.

2、防凍劑的作用機(jī)理：混凝土中摻加的防凍劑（復(fù)合防凍劑）其主要功能是使混凝土內(nèi)的水泥在負(fù)溫下不斷進(jìn)行水化反應(yīng)，使混凝土達(dá)到早期強(qiáng)度并在負(fù)溫下免遭凍害，其作用機(jī)理為：

1）防凍組分：在負(fù)溫養(yǎng)護(hù)期間，降低水的冰點，使混凝土內(nèi)保有液相，為混凝土中的水泥有較長時間進(jìn)行水化反應(yīng)提供條件；

2）早強(qiáng)組分：在混凝土內(nèi)有液相存在的條件下，促使水泥盡快水化，使混凝土盡早獲得強(qiáng)度；

3）減水組分：降低混凝土的單位用水量，以減少混凝土內(nèi)的游離水含量，從而減少或避免混凝土早期凍害；

4）引氣組分：在混凝土中產(chǎn)生一定量的微細(xì)泡孔，以減輕或消除混凝土中游離水或液相溶液因凍脹引起的凍害.

2 負(fù)溫混凝土的技術(shù)要求

（1）防凍劑（復(fù)合防凍劑）的選擇：其品種應(yīng)根據(jù)工程情況、混凝土性質(zhì)、水泥品種、氣溫條件、保溫措施、工期要求綜合考慮，其質(zhì)量應(yīng)符合《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》和國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土防凍劑》的相關(guān)規(guī)定；出廠有產(chǎn)品合格證和質(zhì)量檢驗報告；進(jìn)場應(yīng)檢查有無沉淀結(jié)晶（溶液）或受潮結(jié)塊（粉狀），并按規(guī)定取樣委托有資質(zhì)的檢測部門復(fù)驗合格才能使用.當(dāng)用于與水接觸（水池側(cè)壁）或潮濕環(huán)境的地下防水混凝土?xí)r，每立方混凝土內(nèi)防凍劑帶入的堿含量不得超過1㎏；現(xiàn)場儲存時，溶液型產(chǎn)品要有保溫措施，粉狀產(chǎn)品在氣溫低于－10℃時應(yīng)放入暖棚存放.

（2）水泥：應(yīng)與防凍劑（復(fù)合防凍劑）相容，優(yōu)先使用硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級不低于32.5級，不宜選用火山灰硅酸鹽水泥，禁止使用高鋁水泥；水泥進(jìn)場有出廠合格證和性能檢測報告（7天），并按規(guī)定取樣復(fù)驗合格使用；出廠時間或儲存時間超過3個月時，必須重新取樣復(fù)驗合格才能使用；當(dāng)室外氣溫低于－10℃時應(yīng)放入暖棚存放.

（3）粗細(xì)骨料：應(yīng)清潔，不得含冰雪等凍塊和易凍裂物；進(jìn)場有合格證，并按規(guī)定取樣復(fù)驗合格使用；當(dāng)室外氣溫低于－10℃時，宜放入暖棚內(nèi)存放或覆蓋苫布保溫，防止冰雪進(jìn)入.

（4）拌合水：使用經(jīng)加熱至一定溫度的自來水或潔凈天然水，使用天然水應(yīng)取樣復(fù)驗合格.

（5）配合比設(shè)計：應(yīng)按《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》（JGJ55－2011）的要求進(jìn)行，防凍劑以水泥重量的百分率表示；當(dāng)摻有引氣組分時，砂率可降低2～3%；最大水灰比和水泥最小用量應(yīng)根據(jù)混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級確定并符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》、《地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范》、《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，通常水灰比不大于0.6（普通混凝土）或0.55（地下防水混凝土），水泥最小用量不少于300kg／m3（普通混凝土）或280kg／m3（摻粉煤灰等活性摻合料的大體積混凝土或地下防水混凝土），對重要的承重結(jié)構(gòu)或薄壁（板）結(jié)構(gòu)，最小水泥用量宜增加10%.

使用預(yù)拌混凝土?xí)r，其配合比設(shè)計和試配由廠方負(fù)責(zé)，現(xiàn)場攪拌應(yīng)按結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級和預(yù)期可能出現(xiàn)的最低氣溫提前委托有資質(zhì)的試驗室進(jìn)行試配并提供配合比通知單.

3 負(fù)溫混凝土的施工

（1）原材料的加熱：應(yīng)根據(jù)不同的環(huán)境溫度進(jìn)行處理.當(dāng)氣溫低于－5℃時，主要通過加熱拌和水解決，預(yù)先根據(jù)出罐（預(yù)拌混凝土）、出機(jī)（現(xiàn)場拌制混凝土）溫度經(jīng)熱工計算確定拌和水的加熱溫度，但不得高于80℃；當(dāng)氣溫低于－10℃時，在加熱水的同時，對骨料進(jìn)行加熱，但加熱溫度不得高于65℃且不得燒灼骨料；也可用蒸汽直接加熱骨料；水泥及粉狀防凍劑不得加熱.拌和水和骨料的加熱最高溫度符合表1的要求：

（2）防凍劑（復(fù)合防凍劑）的摻加：成品防凍劑（復(fù)合防凍劑）有溶液和粉狀兩種產(chǎn)品，宜優(yōu)先使用粉狀產(chǎn)品，如有受潮應(yīng)先將結(jié)塊破碎過篩，并按配合比計量準(zhǔn)確后摻在水泥面上再與骨料攪拌均勻；如使用溶液產(chǎn)品，應(yīng)事先按溶液濃度和施工配合比的要求經(jīng)計算確定用量后摻入拌和水中再與混凝土混合物攪拌均勻.

（3）混凝土攪拌：

1）防凍劑（復(fù)合防凍劑）的品種應(yīng)根據(jù)混凝土澆注后五天內(nèi)預(yù)報出現(xiàn)的最低氣溫確定；當(dāng)最低氣溫分別為－5～－10℃，－10～－15℃，－15～－20℃時，應(yīng)分別選用規(guī)定為－5℃、－10℃、－15℃的防凍劑（復(fù)合防凍劑）.

2）防凍劑的摻量通過試驗確定，攪拌時嚴(yán)格計量，當(dāng)為自動計量時，事先對計量設(shè)備校驗準(zhǔn)確，當(dāng)為非自動計量時，事先應(yīng)按配合比用量提前稱量，攪拌時由專人負(fù)責(zé)摻加，確保摻量準(zhǔn)確.

3）嚴(yán)格控制混凝土的水灰比，凡由骨料帶入的水（包括蒸汽加熱帶入的水分）及防凍劑溶液帶入的水分，事先均應(yīng)計算清楚，并從拌和水中扣除.

4）混凝土攪拌前，應(yīng)用熱水或蒸汽沖洗攪拌機(jī)，混凝土攪拌的時間應(yīng)較常溫時延長50%；攪拌時，如拌和水溫度超過65℃，應(yīng)先放入骨料和熱水，待攪拌水溫降至40℃左右時，再加入水泥和防凍劑（復(fù)合防凍劑）攪拌至規(guī)定時間，以確保水泥不“假凝”并保證混凝土有良好的和易性及拌和物溫度均勻，以利澆注成型后混凝土強(qiáng)度的發(fā)展和增長.

5）混凝土出罐（機(jī)）溫度不得低于15℃（嚴(yán)寒地區(qū)）或10℃（寒冷地區(qū)），混凝土的入模溫度不得低于10℃（嚴(yán)寒地區(qū)）或5℃（寒冷地區(qū)），以保證混凝土澆注成型后有一段正溫養(yǎng)護(hù)期，以利于混凝土早期強(qiáng)度的增長和及早達(dá)到抗凍臨界強(qiáng)度，避免遭受低溫凍害.

表1

4 混凝土的運輸

現(xiàn)場采用泵送澆筑混凝土?xí)r，泵送管距離宜短，外側(cè)綁扎保溫材料（干草袋、麻袋等），混凝土輸送泵宜搭設(shè)暖棚并提前維修好，確保性能良好、泵送正常；采用預(yù)拌混凝土?xí)r，運輸罐車應(yīng)進(jìn)行保溫，運輸速度宜快，運距宜短，倒運次數(shù)要少，特別在城市內(nèi)施工時，事先應(yīng)對運輸線路進(jìn)行實地考察，選擇最短運距并盡可能避開城市上下班交通擁擠高峰，以盡可能減少混凝土運輸、等候中的熱損失.

5 混凝土的澆注與振搗

（1）混凝土澆注前應(yīng)清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢，清除宜用熱風(fēng)而不得用蒸汽直接融化，防止再度結(jié)冰，有條件時可用熱風(fēng)對模板、鋼筋進(jìn)行預(yù)加熱.（2）混凝土運至現(xiàn)場后應(yīng)立即入模澆注，并隨澆隨振連續(xù)作業(yè)，銜接時間不得超過15min，并確?；炷琳駬v密實；混凝土澆注時分層厚度應(yīng)按使用振搗器而定，對用插入式振搗的梁、墻、柱及厚板（≥200mm），澆注厚度不得大于振搗器作用長度的1.25倍，振搗時不得碰撞模板、鋼筋、預(yù)埋件，插點的間距不得大于振搗器作用半徑的1.5倍，延續(xù)振搗的時間應(yīng)使混凝土表面呈浮漿和不再沉降，通常為20～30s；對厚度≤200mm的平臺樓板宜采用平板式振動器振搗，移動的間距應(yīng)保證振動平板能覆蓋振實部分的邊緣不小于50mm，延續(xù)振搗時間為30～40s.

6 混凝土的養(yǎng)護(hù)

（1）混凝土澆注振搗平倉成型后，應(yīng)立即對裸露的混凝土表面用一層塑料薄膜（保濕）和二層保溫材料（保溫）覆蓋，嚴(yán)禁澆水養(yǎng)護(hù).遇有大風(fēng)應(yīng)提前安排人員對保溫覆蓋進(jìn)行壓實加固，大風(fēng)過后應(yīng)及時檢查維護(hù)，防止混凝土表面因風(fēng)干失水引起干縮裂縫；對墻、柱、板等邊角易受凍部位，保溫覆蓋應(yīng)嚴(yán)實.

本研究表明基礎(chǔ)肝臟疾病不同的HBV-ACLF患者臨床特征和預(yù)后有所不同，WGO推薦的分類適用于中國HBV-ACLF患者。ACLF概念需要強(qiáng)調(diào)識別基礎(chǔ)肝病，這有利于臨床患者的管理和治療。本研究屬于單中心、回顧性研究，具有一定局限性；另外，WGO認(rèn)為ACLF中急性打擊導(dǎo)致的器官衰竭應(yīng)涵蓋肝內(nèi)及肝外臟器，而本研究納入患者均以肝臟功能衰竭為主要表現(xiàn)，未納入單純肝外臟器衰竭者。中國ACLF的概念將來是否要完全或者部分采用WGO-ACLF概念，還需要進(jìn)一步深入研究。

（2）混凝土初期養(yǎng)護(hù)的日平均氣溫不得比選用防凍劑（復(fù)合防凍劑）的規(guī)定溫度低5℃，否則應(yīng)加厚保溫層數(shù).

（3）當(dāng)混凝土溫度降至選用防凍劑（復(fù)合防凍劑）的規(guī)定溫度時，混凝土的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度，即當(dāng)最低氣溫分別不低于－10℃、－15℃、－20℃時，混凝土的臨界抗壓強(qiáng)度應(yīng)不得小于3.5、4.0、5.0Mpa，此后混凝土的保溫可不考慮.

（4）負(fù)溫混凝土養(yǎng)護(hù)的最短時間應(yīng)根據(jù)混凝土設(shè)計溫度（或防凍劑規(guī)定溫度）確定，并符合表2的要求：

（5）拆模后混凝土的表面溫度如與周圍環(huán)境溫度之差大于20℃時，應(yīng)對裸露的混凝土表面進(jìn)行保溫覆蓋.

表2

7 混凝土的測溫

（1）混凝土的測溫包括環(huán)境氣溫、原材料、混凝土出機(jī)（罐）、入模、澆筑、養(yǎng)護(hù)等溫度的測試：

1）環(huán)境氣溫測量：每晝夜按8、12、14、20點分4次測量；

2）拌合材料（含溶液防凍劑）溫度測量：每工作班不少于3次；

3）混凝土出機(jī)（罐）溫度：每2h測量一次；

5）混凝土養(yǎng)護(hù)期測溫：在混凝土達(dá)受凍監(jiān)界強(qiáng)度前，每隔2h測一次，達(dá)受凍臨

界強(qiáng)度后每隔6h測一次；超過養(yǎng)護(hù)期，在氣溫發(fā)生變化時抽測.混凝土養(yǎng)護(hù)溫度測量的同時應(yīng)測定環(huán)境溫度.

對使用預(yù)拌混凝土?xí)r，1）～3）項由廠方負(fù)責(zé)測量，4）～5）項由施工現(xiàn)場測量，測溫應(yīng)由專人負(fù)責(zé)，并按要求格式詳細(xì)記錄清楚.

（2）測溫點的布置：混凝土澆注前，選定有代表性的部位或易受凍部位設(shè)置測溫點，混凝土澆注時在該部位埋設(shè)測溫頭或測溫管，測溫管用直徑10mm的白鐵管制做（一端封口），內(nèi)盛廢機(jī)油，管口用保溫材料塞住，埋入混凝土內(nèi)深度100～200mm，或墻、板厚度的1／2（墻、柱向下斜插），并做好編號，繪制平面布置示意圖.

（3）測溫時，將溫度計或測溫元件插入管中，并加以覆蓋.溫度計在管中保留不少于5min，取出后迅速讀數(shù)記錄，也可用自動式測溫計放入管中后記錄其顯示的穩(wěn)定溫度.

（4）測溫結(jié)束后，負(fù)責(zé)測溫的人員整理好測溫記錄，連同原始記錄經(jīng)項目技術(shù)負(fù)責(zé)人審核后交項目資料員歸檔.

（5）試塊留置：負(fù)溫混凝土施工時，除按規(guī)定留置強(qiáng)度（抗?jié)B）標(biāo)養(yǎng)試塊和同條件養(yǎng)護(hù)拆模試塊外，尚應(yīng)在澆注地點每次增留二組同條件養(yǎng)護(hù)試塊和一組同條件養(yǎng)護(hù)抗?jié)B試塊（防水混凝土），一組在環(huán)境溫度達(dá)防凍劑規(guī)定溫度時檢測，檢測結(jié)果作為檢驗混凝土強(qiáng)度是否達(dá)抗凍監(jiān)界強(qiáng)度的依據(jù)，另一組（含抗?jié)B試塊）與結(jié)構(gòu)同條件養(yǎng)護(hù)28天再轉(zhuǎn)入標(biāo)養(yǎng)28天后檢測，以檢驗混凝土的實際抗凍（抗?jié)B）強(qiáng)度等級.

8 負(fù)溫混凝土的適用范圍

根據(jù)《建筑工程冬期施工規(guī)程》的規(guī)定，負(fù)溫混凝土適用于不易加熱保溫且對強(qiáng)度增長無特殊要求的結(jié)構(gòu)工程，“如圈梁、過梁、挑檐、地面、梁柱接頭以及高空中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的現(xiàn)澆混凝土和鋼筋混凝土工程”（冬期施工手冊，1998年9月中國建筑工業(yè)出版社二版），由于各類混凝土外加劑和復(fù)合防凍劑的廣泛應(yīng)用，冬期混凝土施工越來越廣泛，負(fù)溫混凝土已突破了規(guī)程和冬期施工手冊的范圍，擴(kuò)展到高強(qiáng)混凝土、抗?jié)B混凝土等范圍，因此在《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119－2003中明確：“有機(jī)化合物及無機(jī)鹽復(fù)合防凍劑及復(fù)合型防凍劑可用于素混凝土、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土工程”，同時強(qiáng)調(diào)，防凍劑與其它品種的外加劑（如高效減水劑、防水劑、泵送劑等）共同使用時，應(yīng)先進(jìn)行試驗，滿足要求方可使用.

9 負(fù)溫混凝土施工應(yīng)注意事項

（1）負(fù)溫混凝土施工，關(guān)鍵是選好防凍劑品種，應(yīng)根據(jù)混凝土性質(zhì)和澆注后5天內(nèi)可能出現(xiàn)的最低氣溫優(yōu)先選用與之相適應(yīng)溫度的成品復(fù)合防凍劑.為施工方便，復(fù)合防凍劑宜為粉狀成品，使用前必須按規(guī)定取樣復(fù)檢合格，摻量經(jīng)試驗確定并嚴(yán)格計量，與其它外加劑復(fù)合使用必須事先進(jìn)行相容性試驗合格.

（2）水泥應(yīng)優(yōu)先使用強(qiáng)度等級不低于32.5級的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥，為混凝土提供較大的水化熱和較高的早期強(qiáng)度，并對混凝土后期強(qiáng)度增長有利.

（3）使用的粗細(xì)骨料和拌合水應(yīng)預(yù)先加熱，加熱溫度應(yīng)通過熱工計算確定.當(dāng)室外氣溫低于－5℃時，主要通過加熱拌合水解決，當(dāng)水溫高于65℃時應(yīng)先與骨料拌和使水溫降至40℃，再與水泥和防凍劑攪拌；當(dāng)室外氣溫低于－10℃時，在加熱水的同時對骨料進(jìn)行加熱，骨料加熱不得高于65℃且不得燒灼；水泥和粉狀防凍劑應(yīng)放在暖棚內(nèi)保溫，而不得通過加熱提高溫度.

（4）混凝土攪拌應(yīng)根據(jù)拌和水、骨料的加熱情況控制好投料程序，攪拌時間不得少于常溫時間的1.5倍；由骨料、溶液防凍劑帶入的水量應(yīng)從拌合水中扣除，確?；炷了冶炔蛔?

（5）嚴(yán)格控制好混凝土出罐（預(yù)拌混凝土）、出機(jī)（現(xiàn)場拌制混凝土）溫度和混凝土入模溫度符合規(guī)范規(guī)定，為減少混凝土運輸、澆注中的熱損失，混凝土運至現(xiàn)場后應(yīng)立即澆注，做到隨澆隨振連續(xù)作業(yè).

（6）重視混凝土澆注成型后的保溫養(yǎng)護(hù)，在混凝土澆注成型后應(yīng)立即覆蓋一層塑料薄膜和二層保溫材料進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，防止混凝土水化熱的散失，確?；炷猎缙趶?qiáng)度增長和免遭天氣降溫的凍害影響；對使用大模板的墻、柱混凝土，拆模后應(yīng)立即用塑料薄膜捆纏和掛干草簾（麻袋、棉氈）被等保溫材料，對轉(zhuǎn)角等易受凍部位更應(yīng)覆蓋嚴(yán)實.此外，由于負(fù)溫混凝土強(qiáng)度增長較常溫為慢，故在樓層平臺樓板混凝土施工時，應(yīng)增加模板及支撐系統(tǒng)的投入量，延長樓層混凝土的養(yǎng)護(hù)時間，樓層混凝土模板及支撐的拆除不宜只按同條件養(yǎng)護(hù)拆模試塊的檢測值控制，而宜通過驗算施工荷載下樓板混凝土的承載力能否足以承擔(dān)其上樓層傳遞下來的荷載來確定，防止拆模后因樓層混凝土承載力不足造成樓板裂縫.

（7）重視負(fù)溫混凝土的測溫檢查，確保當(dāng)室外氣溫降至防凍劑規(guī)定溫度前檢驗留置的混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度滿足抗凍臨界強(qiáng)度的要求.

（8）負(fù)溫混凝土施工時結(jié)構(gòu)實體強(qiáng)度檢驗試塊的留置問題，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的要求，結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度評定除留置相應(yīng)的標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度試塊外，尚應(yīng)按結(jié)構(gòu)構(gòu)件、部位、混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級留置必要的結(jié)構(gòu)實體強(qiáng)度檢驗同條件養(yǎng)護(hù)試塊，齡期不得少于14天，不大于60天，累計溫度不大于600℃，平均溫度低于0℃時不計，但冬期負(fù)溫混凝土施工時，平均氣溫均較低，滿足規(guī)范條件有一定困難.建議其結(jié)構(gòu)實體強(qiáng)度同條件養(yǎng)護(hù)試塊宜按《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》有關(guān)防凍劑中質(zhì)量控制的規(guī)定留置“與工程同條件養(yǎng)護(hù)28天再標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28天”的抗凍試塊來代替，到期后檢驗混凝土的抗凍強(qiáng)度代替相應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實體檢驗強(qiáng)度.