淺議混凝土工程冬季施工技術(shù)

李青春++徐漢彬

摘 要：分析了混凝土工程冬季施工的一般原理，闡述了混凝土工程冬季施工各項(xiàng)技術(shù)措施，強(qiáng)調(diào)了混凝土冬季施工應(yīng)提前做好的各項(xiàng)組織工作，以最大限度地避免冬季混凝土施工質(zhì)量事故的發(fā)生：

關(guān)鍵詞：混凝土工程；冬季施工；施工技術(shù)；措施

所謂混凝土的冬季施工，是指連續(xù)五天氣溫低于5攝氏度或一天氣溫在攝氏零度以下，則混凝土的施工進(jìn)入冬季施工期。這樣的天氣在我國北方大部分地區(qū)，甚至南方一些地區(qū)冬季十分常見。由于混凝土工程的事故出現(xiàn)具有一定的隱蔽性和滯后性，若施工工藝不利，將嚴(yán)重影響工程的質(zhì)量和使用年限?；炷恋膹?qiáng)度發(fā)展基于水泥的水化反應(yīng)，冬季施工，水結(jié)冰，水化反應(yīng)停止，而且混凝土中的水分結(jié)冰同樣會造成混凝土內(nèi)部產(chǎn)生膨脹，對混凝土的承載力和變形要求都會有巨大的不利影響。

一、混凝土冬季施工的一般原理

混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結(jié)和硬化，直至獲得最終強(qiáng)度，是由水泥水化作用的結(jié)果。而水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關(guān)外，主要是隨著溫度的高低而變化的。當(dāng)溫度升高時，水化作用加快，強(qiáng)度增長也較快；而當(dāng)溫度降低到零度時，存在于混凝土中的水有一部分開始結(jié)冰，逐漸由液相（水）變?yōu)楣滔啵ㄋ?。這時摻與水泥水化作用的水減少。因此，水化作用減慢，強(qiáng)度增長相應(yīng)較慢。溫度繼續(xù)下降，當(dāng)存在于混凝土中的水完全變成冰，也就是完全由液相變?yōu)楣滔鄷r，水泥水化作用基本停止，此時強(qiáng)度就不再增長。

水變成冰后，體積約增大8%～9%，同時產(chǎn)生冰脹應(yīng)力。這個應(yīng)力值常常大于水泥石內(nèi)部形成的初期強(qiáng)度值，使混凝土受到不同程度的破壞（即早期受凍破壞）而降低強(qiáng)度。此外，當(dāng)水變成冰后，還會在骨料和鋼筋表面上產(chǎn)生顆粒較大的冰凌，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的黏結(jié)力，從而影響混凝土的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)冰凌融化后，又會在混凝土內(nèi)部形成各種各樣的空隙，而降低混凝土的密實(shí)性及耐久性。

由此可見，混凝土凍結(jié)前，要使其在正常溫度下有一段預(yù)養(yǎng)期，以加速水泥的水化作用，使混凝土獲得不遭受凍害的最低強(qiáng)度，一般稱臨界強(qiáng)度，即可達(dá)到預(yù)期效果。對于臨界強(qiáng)度，各國規(guī)定取值不等。我國規(guī)定為不低于設(shè)計(jì)標(biāo)號的30%。

從上述分析可以知道，在冬季混凝土施工中.主要解決3個問題：一是如何確定混凝土最短的養(yǎng)護(hù)齡期；二是如何防止混凝土早期凍害；三是如何保證混凝土后期強(qiáng)度和耐久性滿足要求。

二、混凝土冬季施工的準(zhǔn)備工作

1.制訂施工計(jì)劃和防治措施。施工計(jì)劃的制訂應(yīng)充分考慮混凝土冬季施工的特點(diǎn)，如混凝土強(qiáng)度發(fā)展的速度、不同工序間的施工間歇、機(jī)械的調(diào)配和原材料的供應(yīng)等。

2.機(jī)械設(shè)備的調(diào)運(yùn)和原料供給。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行機(jī)械設(shè)備進(jìn)場安排，同時做好材料供應(yīng)計(jì)劃，以保證工程施工過程平穩(wěn)順利進(jìn)行：

三、混凝土工程冬季施工技術(shù)措施

1.蓄熱法。蓄熱法是采用保溫措施，利用原材料加熱和水泥水化熱的熱量，以保證混凝土強(qiáng)度正常增長的施工方法。冬季混凝土施工中，蓄熱法的適應(yīng)范圍是在外界溫度為一15℃左右，結(jié)構(gòu)比較厚大的工程中。在施工中，要做好以下幾個方面的工作：（1）對原材料進(jìn)行加熱。在施工過程中，要適當(dāng)對原材料（水、砂、石）進(jìn)行加熱，使得混凝土在攪拌、運(yùn)輸和澆灌之后，還儲備有相當(dāng)?shù)臒崃?，以達(dá)到加快水泥水化放熱的速度。（2）加強(qiáng)保溫。在冬季混凝土施工中，要加強(qiáng)對混凝土的保溫，以保證在溫度降到0℃以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力，避免內(nèi)部與外露表面受凍，且要延長養(yǎng)護(hù)齡期。

在冬季混凝土施工中，蓄熱法最簡單，且成本較低，是較為理想的施工方法。

2.外部加熱法。外部加熱法是通過加熱混凝土構(gòu)件周圍的空氣，將熱量傳給混凝土，或者直接對混凝土進(jìn)行加熱，從而讓混凝土處于正溫條件下，能夠正常硬化。外部加熱法的適用范圍是一10℃以上，且結(jié)構(gòu)并不厚大的工程中。在冬季混凝土施工中，外部加熱法主要有以下幾種：（1）火爐加熱?；馉t加熱法是指在冬季施工中，使用火爐來提高溫度，使混凝土硬化。如果施工的工地比較小，可以選擇火爐加熱法?；馉t加熱法的優(yōu)點(diǎn)是方法簡單。它的缺點(diǎn)是不能較大幅度地提高溫度，而且比較干燥，同時爐子里面的明火和聚集煙釋放出來的二氧化碳會使新澆混凝土表面碳化，影響工程的質(zhì)量。（2）蒸汽加熱。蒸汽加熱是讓蒸汽的溫度和濕度讓混凝土硬化。蒸汽加熱法的優(yōu)點(diǎn)是比較容易控制，而且加熱溫度均勻。它的缺點(diǎn)是這種方法需要專門的鍋爐設(shè)備，費(fèi)用較高，一般廣泛應(yīng)用于大型預(yù)制構(gòu)件廠，小型的工地施工很難辦到。另外，此種方法熱量損失很大，勞動者的工作環(huán)境也不理想。（3）電加熱。電加熱是指在施工中，用鋼筋作為電極，或者將電熱器貼在混凝土表面，把電能轉(zhuǎn)化為熱能，從而提高混凝土的溫度。電加熱法的優(yōu)點(diǎn)是方法簡單，熱損失較小，容易控制，比蒸汽加熱法要更加方便靈活。它的缺點(diǎn)是電能消耗量大，費(fèi)用高，而且施工中有一定的危險性。（4）暖棚法。暖棚法是指冬季氣溫過低，不利于施工時，可以在工地上搭建暖棚，暖棚為混凝土施工提供一定的溫度和濕度環(huán)境。暖棚法的優(yōu)點(diǎn)是能夠?yàn)槭┕?chuàng)造較好的環(huán)境條件，缺點(diǎn)是費(fèi)用很高，占用時間較多。（5）紅外線加熱法。以高溫電加熱器或者氣體紅外線發(fā)生器，對混凝土進(jìn)行密封輻射加熱。

3.調(diào)整配合比方法。在冬季混凝土施工中，調(diào)整配合比法適用于施工溫度為0℃的環(huán)境。在施工過程中，主要做到以下幾點(diǎn)：（1）選擇適當(dāng)品種的水泥。選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍能力的重要手段。試驗(yàn)結(jié)果表明，使用早強(qiáng)硅酸鹽水泥較為合適。（2）合理降低水灰比。合理地降低水灰比，就是要減少游離水，適量增加水泥用量，從而增加水化熱量，以縮短達(dá)到齡期強(qiáng)度的時間。（3）摻入引氣劑。在冬季混凝土施工中，保持混凝土的配合比不變，同時加入引氣劑。加入的引氣劑能夠生成小空氣泡，這樣就能夠增加水泥漿的體積，同時能夠提高拌合物的流動性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。（4）摻入早強(qiáng)外加劑?；炷猎鐝?qiáng)劑是指能夠提高混凝土早期強(qiáng)度，并且對后期強(qiáng)度無顯著影響的外加劑。其主要作用是能夠加速水泥水化速度，縮短混凝土的凝結(jié)時間，促進(jìn)混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展。應(yīng)用較為普遍的有硫酸鈉（摻用水泥用量的2%）和復(fù)合早強(qiáng)試水劑（摻水泥用量的5%）。（5）選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹系數(shù)相近。

四、混凝土工程冬季施工的組織措施

1.加強(qiáng)計(jì)劃安排，提前考慮冬季施工的具體施工方案。

2.抓好施工準(zhǔn)備，其中包括材料、專用設(shè)備、能源、暫設(shè)工程等。

3.編制好技術(shù)設(shè)施。

4.制定好分項(xiàng)工程施工方案，在冬期施工技術(shù)措施等文件指導(dǎo)下，根據(jù)國家規(guī)范、規(guī)程的規(guī)定，針對分項(xiàng)工程特點(diǎn)編制施工方案，主要內(nèi)容包括工程進(jìn)度、施工方法、勞動組織、操作要求、質(zhì)量要求等：

五、結(jié)語

混凝土冬季施工面臨的主要問題是低溫，混凝土中水分因凍結(jié)而無法使水泥充分水化，混凝土的強(qiáng)度和耐久性出現(xiàn)問題。因此在混凝土冬季施工時，從準(zhǔn)備工作到材料供應(yīng)、拌制、溫度控制、模板工程、養(yǎng)護(hù).每個環(huán)節(jié)都不能疏忽。同時應(yīng)充分結(jié)合工程現(xiàn)場所處的具體環(huán)境，做到具體問題有針對性的分析解決。只有這樣，才能滿足工程的相關(guān)設(shè)計(jì)要求，達(dá)到預(yù)期目的。

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