混凝土冬季施工常見凍害及預防

丁飛

摘要：隨著我國建筑市場的不斷發(fā)展，為縮短建設(shè)周期，增加經(jīng)濟效率，在冬季進行混凝土施工已經(jīng)成為當前我國建筑市場的普遍現(xiàn)象。由于冬季的氣溫比較低，混凝土施工很容易出現(xiàn)各種凍害，本文結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗，從混凝土冬季施工常見凍害入手，通過研究混凝土冬季凍害發(fā)生的機理，提出預防混凝土冬季施工發(fā)生凍害的具體措施。

關(guān)鍵詞：混凝土 冬季施工 凍害 預防

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑業(yè)已經(jīng)成為推動國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，在我國大力構(gòu)建城鎮(zhèn)化的時代背景下，為滿足建筑工程的建設(shè)周期，提高建筑工程成本的經(jīng)濟效益，需要在冬季進行混凝土施工。由于冬季施工的環(huán)境不利于混凝土的凝固，因此在冬季進行混凝土施工時很容易出現(xiàn)各種凍害現(xiàn)象，所以為提高混凝土的施工質(zhì)量，節(jié)約建筑工程的投資成本，我們有必要對混凝土冬季施工的病害和施工要點進行深入的分析，并且針對冬季混凝土施工所出現(xiàn)的各種凍害采取相應(yīng)的解決措施。

1 混凝土冬季施工常見的凍害

1.1 混凝土表面脫皮 混凝土的形成主要是依靠水泥的水化作用，由于冬季混凝土施工受到低氣溫的影響，導致混凝土的強度增長速度變慢，而此時如果不采取相應(yīng)的保溫措施，就會造成混凝土的表面因為受到溫度的集聚變化而在混凝土的表面形成麻面，進而出現(xiàn)混凝土表面脫皮的現(xiàn)象。同時如果混凝土的攪拌強度沒有達到規(guī)定的硬度也會出現(xiàn)表面脫皮的現(xiàn)象。

1.2 混凝土裂縫 在冬季進行混凝土施工最容易出現(xiàn)裂縫凍害，根據(jù)實踐經(jīng)驗：冬季混凝土施工所出現(xiàn)的裂縫主要有表面裂縫、深層裂縫以及貫穿性裂縫。它們的危害性依次變大，尤其是貫穿性裂縫容易導致混凝土整體構(gòu)造破損，嚴重影響混凝土建設(shè)的質(zhì)量。導致混凝土出現(xiàn)裂縫的原因是：一是水泥的安定性不合格而導致混凝土出現(xiàn)龜裂。水泥是混凝土的主要構(gòu)成部分，水泥的質(zhì)量直接影響混凝土的性能，如果水泥的安定性不高，就會導致其形成的混凝土容易出現(xiàn)龜裂；二是混凝土的內(nèi)部水化熱與混凝土的表面溫度形成巨大反差，而產(chǎn)生混凝土表面抗拉應(yīng)力大于混凝土極限抗拉強度，而導致的裂縫。此種現(xiàn)象是冬季施工的最顯著現(xiàn)象，也是最容易出現(xiàn)的現(xiàn)象，因為冬季的氣溫比較低，受到熱脹冷縮的影響比較大；三是混凝土中的各種原料構(gòu)成比例不合理而導致混凝土出現(xiàn)收縮以及干收縮裂縫。

1.3 混凝土受凍 在冬季進行混凝土施工，尤其氣溫比較低，混凝土內(nèi)的水分很容易出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象，一旦水分出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象就會影響混凝土的水泥水化作用，進而導致混凝土內(nèi)的水分出現(xiàn)凝固而體積變大，最終在混凝土內(nèi)部形成膨脹裂縫。

2 冬季混凝土凍害形成的機制

2.1 冬季混凝土施工的原理 混凝土在完成攪拌之后能夠最終形成足夠的強度的根本原因是因為受到水泥水化作業(yè)的影響。水泥的水化速度除了與混凝土本身的組成原料配比有關(guān)之外，還與混凝土施工的溫度有直接關(guān)系，比如混凝土施工的環(huán)境溫度比較高，那么混凝土的水化速度也就非常快，相應(yīng)的混凝土的強度也就逐漸增加，而當溫度低于0°C時，存在混凝土中的水分就會結(jié)冰，這時混凝土的水泥水化作業(yè)就會減慢，混凝土的強度也就會降低，直至混凝土的強度不再變化，因此在冬季混凝土施工中，水的形態(tài)變化是影響混凝土強度增長的關(guān)鍵。

2.2 混凝土冬季凍害的形成機理 如前所述，混凝土的強度與混凝土中的水分形態(tài)有著直接的關(guān)系，一般來說混凝土中的水分主要包括兩部分：一是依附在混凝土組成材料中的表面以及毛細管中的水，這些水能夠促進水泥顆粒的水化作用；二是存附于組成原料顆粒內(nèi)部間隙中的水，我們稱其為“游離水”，它在混凝土澆筑時發(fā)揮著和易性的作用。因此水的形態(tài)變化是混凝土冬季施工出現(xiàn)凍害的主要機理。當氣溫低至混凝土冰點溫度時，混凝土中的“游離水”開始出現(xiàn)結(jié)凍，當氣溫低至4°C時，混凝土內(nèi)的水化水也開始出現(xiàn)結(jié)凍，進而導致混凝土的水化作業(yè)停止，而一旦混凝土內(nèi)的水分出現(xiàn)結(jié)凍，就會增加混凝土內(nèi)水分的體積，進而導致出現(xiàn)各種裂縫、強度以及耐久性降低的現(xiàn)象。

3 混凝土冬季施工凍害的防止對策

基于建筑技術(shù)的不斷完善，冬季進行混凝土施工的現(xiàn)象越來越普遍，由于混凝土冬季施工容易出現(xiàn)各種凍害，因此為提高建筑工程的質(zhì)量，提高混凝土的強度與耐用性，需要加強對混凝土冬季施工的管理，防止其出現(xiàn)各種病害。

3.1 做好冬季混凝土施工的前期準備工作 首先，在進行混凝土施工前一定要認真分析施工的環(huán)境，尤其是關(guān)注施工前后幾天的天氣和氣溫變化情況，及時根據(jù)相應(yīng)的氣候變化采取相應(yīng)的保溫措施。比如在工程施工即將進入冬季之前，要先做好各種防御措施，盡可能將各種不利因素消除在萌芽狀態(tài)；其次，施工單位要組織冬季混凝土施工設(shè)計編制。施工單位要專門針對冬季施工編制相應(yīng)的施工方案，根據(jù)具體的施工任務(wù)選擇相應(yīng)的施工設(shè)備、材料以及人員，并且科學地按照施工流程規(guī)范施工工序，合理安排各種施工材料的存放地點等。最后，施工單位編制的冬季混凝土施工方案要報建設(shè)單位、監(jiān)理單位審批之后才可以實施。

3.2 加強混凝土冬季施工的技術(shù)與管理工作 一是在混凝土冬季施工之前一定要在基坑的主風向采用搭設(shè)擋風墻，當然擋風墻的搭設(shè)一定要注意擋風墻與基坑之間的距離，給混凝土澆筑施工留出足夠的距離；二是混凝土的組成材料一定要注重經(jīng)過加溫處理，一般需要將混凝土的穩(wěn)定控制在35°C以內(nèi)，并且保證砂礫中不得含有直徑大于1cm的凍塊，并且要使用熱水加熱的方法進行混凝土的攪拌，如果使用熱水仍然不能達到混凝土施工所要求的穩(wěn)定，就要考慮對砂石進行加熱，以此實現(xiàn)混凝土施工所要求的溫度。具體而言，冬季施工對混凝土原材料的加熱溫度應(yīng)該給予控制，具體標準見表1；三是嚴格規(guī)范混凝土的攪拌、運輸以及澆筑工藝技術(shù)。在混凝土進行攪拌時要先投入砂石和水拌合，然后再投入水泥拌合，不得將水泥與熱水直接攪拌，以免產(chǎn)生假凝。攪拌時間比常溫季節(jié)延長50%，嚴禁將帶有凍團和冰雪的砂石裝入攪拌機內(nèi)。商品混凝土攪拌站對混凝土攪拌運輸冬施要求按照規(guī)范規(guī)定來控制。同時也要對混凝土的運輸機械進行保溫處理，以此減少因為運輸機出現(xiàn)熱量損失，而導致混凝土的溫度降低。施工單位也要科學地規(guī)劃混凝土運輸路線，盡可能減低混凝土運輸?shù)木嚯x，實現(xiàn)快運快澆筑的目的。

表1 原材料溫度控制表

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3.3 做好混凝土的養(yǎng)護 如前所述，冬季混凝土施工需要采取科學的養(yǎng)護手段，如果采取科學的養(yǎng)護手段可以增強混凝土的強度，因此在冬季施工需要根據(jù)不同的氣候變化、溫度高度等采取不同的養(yǎng)護措施。目前對于冬季混凝土施工的養(yǎng)護主要分為以下三個方面：一是正溫養(yǎng)護。正溫養(yǎng)護就是雖然施工的氣溫低于0℃，但是通過一定的手段可以保證混凝土在澆筑之后保持一段時間的正溫，以此滿足混凝土對抗早期凍害的能力?；炷琳郎仞B(yǎng)護工藝的基本做法是：對混凝土的原料進行加熱處理、保證各種混凝土設(shè)備的保溫、對混凝土澆筑所使用的模板等進行保溫處理；二是負溫養(yǎng)護。負溫養(yǎng)護主要是對混凝土強度要求不高的施工建筑而言的，負溫保養(yǎng)比較適用于溫度不低于0℃的氣候條件下。負溫養(yǎng)護主要是在混凝土澆筑時對原材料進行加熱，以便實現(xiàn)混凝土澆筑時達到其規(guī)定的要求，負溫養(yǎng)護最大的特點就是養(yǎng)護工序比較簡單，能夠有效地防止混凝土的早期冰凍；三是綜合養(yǎng)護。綜合養(yǎng)護是平時冬季混凝土施工中經(jīng)常使用的一種養(yǎng)護方式，綜合養(yǎng)護不僅能夠降低能耗、提高混凝土的硬度時間，而且還可以降低防凍劑的添加，為施工單位節(jié)省大量的成本。綜合養(yǎng)護的主要做法是：在混凝土中添加少量的防凍劑，并且采取各種加熱措施，實現(xiàn)混凝土在完成澆筑以后其溫度達到10℃以上。通常綜合養(yǎng)護工藝適用于自澆筑起6個小時內(nèi)氣溫不低于10℃的天氣情況下。

4 結(jié)束語

總之混凝土冬季施工受到凍害的影響比較大，因此加強混凝土凍害的防治工作是當前混凝土冬季施工的重點與難點，作為施工人員一定要充分意識到混凝土冬季施工的重要性，精心規(guī)劃施工程序，提高對混凝土冬季施工的管理。

參考文獻：

[1]白海林，馬躍.試論混凝土冬季施工常見凍害與防治[J].科技向?qū)В?013（02）.

[2]宋海濤，馬春艷，于蘊萍.冬季混凝土施工預防凍害方法[J].黑龍江水利科技，2011（02）.

[3]趙文霞，張英.論冬季建筑工程施工技術(shù)及質(zhì)量管理[J].科技信息，2010（09）.