混凝土冬期施工質(zhì)量控制的研究

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(太原市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，山西 太原 030009)

引言

冬期進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，由于混凝土中的水泥水化反應(yīng)生成大量的熱量，使得混凝土的溫度驟增，但由于混凝土內(nèi)外溫差較大，使混凝土不能得到正常養(yǎng)護(hù)，并且溫差的變化使得混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較多的裂縫，嚴(yán)重影響了混凝土的強(qiáng)度和耐久性。因此，在北方寒冷地區(qū)一般不采用冬期施工，除非一些工程需要趕工期時(shí)，才采用冬期施工方法進(jìn)行施工。

1 冬期施工存在的問題

當(dāng)混凝土拌合物的溫度低于0 ℃時(shí)，混凝土內(nèi)部的水分就會(huì)結(jié)冰，導(dǎo)致混凝土的水化反應(yīng)減慢，混凝土體積膨脹，最終得到的混凝土水化反應(yīng)不完全，混凝土強(qiáng)度低，混凝土內(nèi)部裂縫多。因此，低溫下進(jìn)行混凝土拌制和澆筑時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的質(zhì)量，使得所建混凝土結(jié)構(gòu)存在較大的安全隱患，影響了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。所以，在進(jìn)行冬期施工時(shí)，應(yīng)采用一定的措施避免混凝土凍害。

2 混凝土質(zhì)量控制

冬期進(jìn)行混凝土施工時(shí)，應(yīng)采取通風(fēng)、保溫、加熱等措施將混凝土保持在正溫狀態(tài)，使混凝土的水化反應(yīng)更加充分，使混凝土強(qiáng)度能持續(xù)穩(wěn)定地增長。我國的相關(guān)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)室外溫度低于5 ℃時(shí)即按照冬期施工進(jìn)行處理。

2.1 原材料

(1)水泥：冬期施工時(shí)，混凝土所用水泥應(yīng)采用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間短的普通硅酸鹽水泥，水泥的存放應(yīng)置于暖棚內(nèi)并進(jìn)行加熱處理，但不能對(duì)水泥進(jìn)行直接加熱。

(2)外摻料：選用外摻料時(shí)，應(yīng)選用與普通硅酸鹽水泥工作性良好的材料。由于外摻料的粒徑較小，摻入到混凝土中時(shí)，可以填充混凝土內(nèi)部的孔隙，提高混凝土的密實(shí)度，直接提高了混凝土的強(qiáng)度。

(3)骨料：使用骨料時(shí)，應(yīng)對(duì)骨料進(jìn)行篩分處理，剔除骨料中的冰塊和雜質(zhì)。

(4)水：拌和用水應(yīng)檢驗(yàn)合格后方可使用。進(jìn)行攪拌時(shí)，提前對(duì)拌和用水進(jìn)行加熱處理，但水溫不宜超過80 ℃，最低溫度不得低于20 ℃。

(5)外加劑：外加劑選用冬期專用防凍劑，外加劑的使用量根據(jù)具體天氣情況而定。

(6)引氣劑：選用發(fā)泡大小均勻、泡沫穩(wěn)定的引氣劑。在混凝土中加入引氣劑不僅可以改變混凝土的和易性，還能改善混凝土的冬期強(qiáng)度，因此選用合理的引氣劑極為重要。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

冬期進(jìn)行混凝土施工時(shí)，應(yīng)降低混凝土的水灰比。混凝土中的水分越多，混凝土被凍害的可能性越大，因?yàn)榛炷林械乃衷蕉啵Y(jié)冰量越多，影響混凝土中水泥的水化反應(yīng)，并且水分在混凝土中結(jié)冰后產(chǎn)生膨脹，致使混凝土膨脹產(chǎn)生裂縫，影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性。在混凝土的后期使用過程中發(fā)生的凍融破壞，同樣也是因?yàn)榛炷林械乃譀]有完全散失，在凍融循環(huán)時(shí)發(fā)生膨脹和收縮致使混凝土破壞。因此，為了減小混凝土因凍融破壞而產(chǎn)生的危害，在配制混凝土?xí)r應(yīng)減小混凝土中的連通孔隙量，減少混凝土中的自由水的存在，適宜的引氣劑可以增加混凝土中的微小閉合氣孔量。在設(shè)計(jì)冬期混凝土配合比時(shí)，應(yīng)控制引氣劑的用量，水灰比控制在0.45以下，粉煤灰等外摻料的用量控制在25%～30%之內(nèi)。增加混凝土中外摻料的用量，可以有效降低混凝土用水量，提高混凝土的抗凍性能，但隨著粉煤灰等外摻料用量的增加會(huì)導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度降低。

2.3 冬期施工材料的保溫

2.3.1 粗細(xì)骨料的保溫措施

混凝土攪拌前，應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行加熱處理。對(duì)原材料的加熱采用間接加熱法，即將砂石等骨料放進(jìn)臨時(shí)搭設(shè)的暖棚內(nèi)，布置暖氣管道對(duì)暖棚內(nèi)進(jìn)行加熱，提高砂石骨料的溫度。也可以將砂石用塑料布覆蓋，內(nèi)通蒸汽進(jìn)行加熱處理，去除砂石中的冰雪，保證原材料在使用時(shí)滿足要求。

2.3.2 外加劑的保溫措施

混凝土外加劑與砂石骨料的保溫一樣，應(yīng)放入常溫倉庫中進(jìn)行保溫處理。外加劑中常用的減水劑為有機(jī)材料，當(dāng)減水劑結(jié)冰解凍后會(huì)失去原有的功效，失去減水作用。因此，在進(jìn)行冬期施工時(shí)，不僅應(yīng)保證減水劑存放和使用時(shí)不被結(jié)冰，而且在運(yùn)輸過程中也要采取保溫措施，以免失效。

2.4 攪拌溫度

進(jìn)行混凝土攪拌時(shí)，如果原材料溫度不能滿足規(guī)定的溫度時(shí)，可以適當(dāng)提高拌和用水的溫度。當(dāng)選用高溫水進(jìn)行攪拌時(shí)，應(yīng)先將拌合料與水進(jìn)行攪拌，攪拌均勻后再將水泥置入攪拌機(jī)中攪拌均勻。如果所有骨料和水泥等膠凝材料、水均進(jìn)行了加熱處理，溫度達(dá)到指定要求時(shí)，則采用普通混凝土配制方法進(jìn)行攪拌。同時(shí)，攪拌室也應(yīng)采用暖氣管道加熱室內(nèi)空氣，使室內(nèi)溫度達(dá)到使用要求。

2.5 減少運(yùn)輸過程中熱量的散失

在混凝土運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)在運(yùn)輸罐車外表面增設(shè)保溫材料如草墊或保暖篷布進(jìn)行保溫，以免在運(yùn)輸途中混凝土中的水結(jié)冰，對(duì)混凝土造成凍害?；炷淋囋谶\(yùn)輸途中要時(shí)時(shí)保持旋轉(zhuǎn)，以免混凝土在攪拌車中結(jié)塊凝固，影響混凝土的使用。

2.6 養(yǎng)護(hù)措施

在混凝土澆筑前，清除鋼筋和模板上的雜質(zhì)和冰雪，使用熱水潤濕所澆筑的模板，然后進(jìn)行澆筑。澆筑完畢，可以使用通暖氣的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，即在混凝土表面鋪設(shè)暖氣管道進(jìn)行加熱處理，也可以在施工前采用暖棚法進(jìn)行加熱養(yǎng)護(hù)，使用暖棚法時(shí)應(yīng)在暖棚上部預(yù)留澆筑口。當(dāng)養(yǎng)護(hù)結(jié)束、混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定要求時(shí)方可進(jìn)行拆模。當(dāng)混凝土表面溫度與室外溫度的溫差超過20 ℃時(shí)，拆模后應(yīng)在混凝土表面鋪設(shè)保溫材料，降低混凝土散熱速率，以免受凍發(fā)生凍害。

2.7 溫度監(jiān)測(cè)

(1)在冬期施工前，應(yīng)收集當(dāng)?shù)貧v年的氣象資料，并且布置好待測(cè)點(diǎn)的位置，為冬期施工做好充分準(zhǔn)備。

(2)冬期施工時(shí)，對(duì)混凝土表面和室外溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中室外監(jiān)測(cè)要有最低氣溫和最高氣溫兩項(xiàng)數(shù)據(jù)。

(3)混凝土攪拌時(shí)，時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)砂石骨料、水泥、水、外摻料及外加劑的溫度、攪拌時(shí)的攪拌溫度、攪拌后的出機(jī)溫度、澆筑時(shí)的入模溫度、最終成型后的成型溫度。

2.8 其他注意事項(xiàng)

(1)混凝土攪拌時(shí)注意投料順序，避免熱水與水泥直接接觸而對(duì)水泥造成損害。投料時(shí)，應(yīng)先投入骨料和水，待拌和均勻后，再投入水泥進(jìn)行攪拌。

(2)在混凝土攪拌前，先使用熱水對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行潤濕處理，提高攪拌機(jī)的溫度，并且剔除攪拌機(jī)中的冰塊和殘?jiān)?/p>

(3)攪拌時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行投料。

(4)混凝土原材料投料時(shí)，應(yīng)控制原材料的入機(jī)溫度基本一致，以免因使用不同溫度的原材料而造成拌制出的混凝土強(qiáng)度不同。

3 結(jié)語

在進(jìn)行冬期施工時(shí)，從混凝土拌制到拆模，均應(yīng)對(duì)混凝土采取加熱保溫措施。由于混凝土內(nèi)部的水分容易結(jié)冰，導(dǎo)致混凝土中水泥的水化反應(yīng)速度降低，致使水泥水化反應(yīng)不完全，影響混凝土的強(qiáng)度；同時(shí)混凝土中的水分結(jié)冰后體積膨脹，容易使混凝土內(nèi)部形成裂縫，影響混凝土的耐久性和強(qiáng)度。因此，在進(jìn)行冬期施工時(shí)，應(yīng)對(duì)混凝土原材料進(jìn)行加熱，時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土的出機(jī)溫度和入模溫度，并且進(jìn)行控制。同時(shí)應(yīng)時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室外氣溫，分別測(cè)出最低氣溫和最高氣溫，以免混凝土在養(yǎng)護(hù)時(shí)發(fā)生凍害。在混凝土養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)注意對(duì)混凝土四周邊角處的保溫，以免這些薄弱部位發(fā)生凍害。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊建國，王明明，李忠雨，等.復(fù)合型聚羧酸外加劑在冬期施工應(yīng)用中的試驗(yàn)研究[J].施工技術(shù)，2011，40(2)：88-90.

[2] 馮曉明.預(yù)拌混凝土冬期施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施[J].混凝土，2005(11)：75-78.

[3] 劉斌，呼妍.混凝土建筑冬期施工及其經(jīng)濟(jì)分析[J].混凝土，2007(2)：90-93.

[4] 崔靜忠.混凝土冬期施工技術(shù)理論與方法綜述[J].建筑技術(shù)，1984(10)：1-6.