冬期施工中混凝土的澆筑和養(yǎng)護研究

周君

【摘要】冬期施工面臨很多困難，在負溫條件下，由于砂漿、混凝土中所含的水分會出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，建筑材料容易發(fā)生脆裂，會給混凝土的澆筑和養(yǎng)護帶來諸多困難。本文基于混凝土凍結(jié)原理，簡單介紹了冬期施工的一般規(guī)定以及混凝土工程的一般情況，對冬期施工中混凝土的澆筑和養(yǎng)護等施工工藝進行了分析和研究，以期能夠?qū)Χ谑┕ぬ峁┮欢ǖ闹笇А?/p>

【關(guān)鍵詞】冬期施工；混凝土；澆筑；養(yǎng)護

混凝土是由水泥、砂石和水按照一定比例攪拌而成的混合材料，從理化角度來看，混凝土是在水泥水化作用下形成的膠合體，影響水泥水化速度的因素主要有組成材料、配合比與溫度，在組成材料和配合比固定的情況下，溫度直接影響水泥水化速度，進而影響到混凝土的強度，在負溫條件下，水會由液相變?yōu)楣滔?，水化不能正常進行，混凝土的整體結(jié)構(gòu)也會遭到破壞，為了保證工程質(zhì)量，多避免冬期施工，對于不得不在冬期施工的項目，必須制定冬期施工措施。

一、冬期施工的一般規(guī)定和混凝土工程的一般情況

（一）冬期施工的一般規(guī)定

通常在連續(xù)5天室外日平均溫度穩(wěn)定低于5℃的條件下進行施工，就進入到冬期施工，由于是在負溫條件下開展施工，需要采取一定的保溫覆蓋措施，這不僅會增加工程造價，也會影響到工程質(zhì)量。就冬期施工中混凝土工程而言，由于砂漿、混凝土中所含的水分會出現(xiàn)凍結(jié)現(xiàn)象，建筑材料容易發(fā)生脆裂，會給混凝土的澆筑和養(yǎng)護帶來諸多困難。混凝土工程項目施工和驗收規(guī)范中做出明確規(guī)定，當室外平均溫度連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃時，混凝土工程應制定冬期施工措施，及時掌握溫度變化，在溫度驟降時采取防凍措施。正常狀況下，冬期施工中混凝土的澆筑應在受凍前抗壓強度控制在30%以上，如果選用的是礦渣硅酸鹽水泥，混凝土的抗壓強度應控制在40%以上，且不小于5兆帕。目前國內(nèi)冬期施工中混凝土的防凍措施就是以此為基點[1]。

（二）混凝土工程的一般情況

根據(jù)理化分析和試驗驗證，混凝土在凝結(jié)過程中，水泥水化速度會隨著溫度的變化而變化，高溫要比低溫時的水化速度快，強度增長也較快，如果受到負溫侵襲，水泥水化作用就會受到阻礙，混凝土中所含的游離水分會出現(xiàn)凍結(jié)，結(jié)構(gòu)體積增大導致混凝土凍裂，進而影響混凝土質(zhì)量，因此在混凝土澆筑之前，應注意對原料加熱，做好拌制工作。

1.原材料加熱

結(jié)合冬期施工中混凝土養(yǎng)護期的室外溫度，原材料加熱分為兩種情況，即當室外溫度不小于零下10℃時，只需對水進行加熱；當室外溫度小于零下10℃時，除了對水進行加熱外，還要考慮對砂石料進行加熱。原材料加熱應綜合考慮混凝土拌制、運輸和澆筑的損失，通過地熱工計算加以判斷，對水進行加熱多采用鍋爐加熱，或者是小型電加熱；對砂石進行加熱的方法也有很多，如蒸汽直接加熱法、料斗加熱法、紅外線電熱手推車加熱法等。在拌制過程中，要保證混凝土是正常水化而非假凝，不同組成材料，其加熱限制也不同，對于礦渣水泥，原材料加熱的最高溫度限制為80℃；對于礬土水泥，原材料加熱的最高溫度限制為40℃；對于硅酸鹽水泥，425號硅酸鹽水泥原材料加熱的最高溫度限制為70℃，525號硅酸鹽水泥原材料加熱的最高溫度限制為60℃。冬期施工的混凝土最好選擇硅酸鹽水泥，而且水泥標號不應低于425號[2]。

2.混凝土拌制

冬期施工中混凝土拌制所用的骨料應保持清潔，不應含有冰雪、易凍裂的物質(zhì)，防凍劑的加入不應再使用活性骨料。對于摻入外加劑的混凝土，如果是粉劑，可按照摻量散入水泥中，如果是液體，則應按照配置要求制成施工溶液。冬期施工中混凝土的澆筑最好選用無氯鹽類防凍劑，對于抗凍性要求較高的混凝土，適宜選用引氣劑，摻入氯鹽類防凍劑，其摻量應依據(jù)熱工狀態(tài)計算，不應超過水泥重量的1%，拌制必須攪拌均勻，不適宜采用蒸汽養(yǎng)護，混凝土的入模溫度不應低于5℃，出機溫度不應低于10℃[3]。

二、冬期施工中混凝土的澆筑和養(yǎng)護

（一）冬期施工中混凝土的澆筑工藝

冬期施工中混凝土的澆筑，其溫度應達到熱工計算的要求，如果不能達到熱工計算的要求，則應調(diào)整保溫措施，直至溫度與熱工計算要求相適應為止；在澆筑前應先清理模板和鋼筋上的冰雪和其他污垢，澆筑所用的容器要具備保溫功能，或已經(jīng)采取了保溫措施；對于強凍脹性地基，不應澆筑混凝土，而弱凍脹性地基要保證地基土沒有遭凍的前提下才可以澆筑混凝土；對于大體積結(jié)構(gòu)普遍采用分層澆筑的方法，各分層澆筑的時間間距不應過長，已澆筑層混凝土的溫度只有在不小于2℃，且不低于熱工計算時，才可以進行下一層的覆蓋澆筑；根據(jù)現(xiàn)行國家規(guī)范要求，冬期混凝土工程施工現(xiàn)場留置試塊要保持在2組以上，也就是6塊，采取同條件的養(yǎng)護方法，對混凝土受凍前和轉(zhuǎn)入常溫養(yǎng)護28天的結(jié)構(gòu)強度進行檢驗[4]。

（二）冬期施工中混凝土的養(yǎng)護方法

冬期施工中混凝土的養(yǎng)護，通常采用蓄熱法，即在室外最低氣溫高于零下15℃時，選用快硬早強水泥，并對原材料進行短時加熱，可在混凝土拌制中摻入早強型外加劑，同時還可以采用棚罩加強維護或者是利用未凍土熱量等措施來延長正溫養(yǎng)護齡期。在一定齡期內(nèi)，如果采用蓄熱法養(yǎng)護達不到預定要求時，還可以考慮選擇暖棚法、蒸汽法、電加熱法等養(yǎng)護方法。

1.暖棚法

冬期施工中混凝土養(yǎng)護采用暖棚法時，棚內(nèi)溫度應保持在5℃以上，并要保持混凝土表面濕潤，模板和保溫層的拆除應在混凝土冷卻到5℃后，在混凝土表面與外界溫差不小于20℃的情況下，如果要拆除模板，應對混凝土采取緩慢冷卻的臨時性保溫覆蓋措施[5]。

2.蒸汽法

采用蒸汽法養(yǎng)護，在進行蒸汽均勻加熱時應排除冷凝水，避免出現(xiàn)游離水分結(jié)冰的現(xiàn)象，如果選擇的是普通的硅酸鹽水泥，養(yǎng)護溫度應控制在80℃以下；如果是礦渣硅酸鹽水泥，養(yǎng)護溫度可以超過80℃。在排出冷凝水時，要防止其滲入到地基土中。

3.電氣熱法

采用電氣熱法養(yǎng)護，電極布置要確?；炷聊軌蚓鶆蚴軣?，加熱到混凝土強度標準值的50%，這些措施要在混凝土表面被覆蓋后進行，在養(yǎng)護過程中，應注意觀察外表面的濕度，混凝土表面開始干燥時，應先停電，用溫水潤濕混凝土表面，然后再行加熱[6]。

結(jié)論：

通過對冬期施工中混凝土工程水化作用的分析，在負溫條件下，混凝土的澆筑和養(yǎng)護面臨著諸多困難，澆筑工藝和養(yǎng)護方法的選擇和合理利用，能夠有效保證混凝土質(zhì)量，進而保證項目工程的質(zhì)量。

參考文獻：

[1]劉宇.負溫混凝土抗凍臨界強度與微觀結(jié)構(gòu)的研究[D].沈陽建筑大學，2011.

[2]劉琪.箱涵結(jié)構(gòu)大體積混凝土冬期施工技術(shù)及質(zhì)量控制研究[D].鄭州大學，2013.

[3]劉衛(wèi)星，歐立新，周維英，田輝.冬期施工鉆孔灌注樁混凝土溫度測試研究[J].城市軌道交通研究，2010，13（4）：36-41.

[4]馬明波，喬雄，柳之森.綜合蓄熱法在地鐵車站混凝土冬期養(yǎng)護中的應用研究[J].科學技術(shù)與工程，2011，32（11）：7952-7956.

[5]魏成明，朱衛(wèi)中，趙可等.關(guān)于混凝土受凍臨界強度問題的探討[J].低溫建筑技術(shù)，2011，12（5）：113-114.

[6]翟玉峰.冬期混凝土工程施工方法的研究與應用[D].東北大學，2008.