淺談冬季混凝土施工的防護(hù)措施

明秀梅

摘 要：在我國很多地域有著較長的寒冷季節(jié)。由于常常受到工期的制約，因此許多工程在冬季的混凝土施工是不可避免的。

關(guān)鍵詞：冬季施工；混凝土強(qiáng)度；施工要點(diǎn)

引言

在冬季混凝土施工中，要根據(jù)施工時的氣溫情況，工程結(jié)構(gòu)狀況，工期緊迫程度，水泥的品種及價格，早強(qiáng)劑、減少劑、抗凍劑的性能及價格，保溫材料的性能及價格，熱源的條件等，來選擇合理的施工方法。對于同一個工程，可以有若干個不同的冬季施工方案。一個理想的方案，應(yīng)當(dāng)用最短的工期、最低的施工費(fèi)用，來獲得最優(yōu)良的工程質(zhì)量，也就是工期、費(fèi)用、質(zhì)量最佳化。

1 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，是由于水泥水化作用的結(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0℃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＿@時參與水泥水化作用的水減少了，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9%，同時產(chǎn)生約2500千克每平方厘米的冰脹應(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（即旱期受凍破壞）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粘結(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，在冬季混凝土施工中，水的形態(tài)變化是影響混凝土強(qiáng)度增長的關(guān)鍵。國內(nèi)外許多學(xué)者對水在混凝土中的形態(tài)進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究結(jié)果表明，新澆混凝土在凍結(jié)前有一段預(yù)養(yǎng)期，可以增加其內(nèi)部液相，減少固相，加速水泥的水化作用。試驗(yàn)研究還表明，混凝土受凍前預(yù)養(yǎng)期愈長，強(qiáng)度損失愈小。

2 冬季混凝土施工需注意的問題

2.1 在制定冬季水泥土施工的方案中，需根據(jù)工程所具備的特點(diǎn)及施工現(xiàn)場信息的反饋狀況，提前布置好冬期施工的原則以及實(shí)施的大體方針，結(jié)合自身的實(shí)際情況，制定好冬季施工的方案。主要內(nèi)容為：冬期工程施工生產(chǎn)的任務(wù)特點(diǎn)部署安排，主要的冬期施工方案方法，保溫材料，熱源設(shè)備計劃、施工管理工作、冬期施工項(xiàng)目、外加劑材料計劃、冬期施工人員培訓(xùn)計劃及熱源安排。

2.2 外加劑的準(zhǔn)備應(yīng)根據(jù)材料部門的計劃而采購并訂貨，而其他所需資源的準(zhǔn)備如：覆蓋、保溫材料的設(shè)備，要根據(jù)主要施工方法及工程任務(wù)特點(diǎn)，明確覆蓋、保溫材料的所需量，制定計劃，組織進(jìn)場時的保管和存放。在進(jìn)入冬季施工以前，測溫人員、工地施工管理人員需進(jìn)行必要的培訓(xùn)與考核，測溫人員的培訓(xùn)應(yīng)包括以下幾個方面：全面了解測溫工作的重要性和意義，提高企業(yè)責(zé)任心，掌握各種測溫儀表儀器的使用方法與規(guī)則，了解各分項(xiàng)工程所需要的測溫要求，掌握各種測溫數(shù)據(jù)和填寫表格的常用方法。施工管理人員的主要培訓(xùn)內(nèi)容如下：學(xué)習(xí)冬期施工的安全規(guī)范、規(guī)定；制定冬期施工的主要原則，明確冬期施工的方法與應(yīng)用技術(shù)措施；要學(xué)習(xí)冬期施工中所要采用的新技術(shù)新方法；學(xué)習(xí)日常的安全消防措施和管理工作。

2.3 施工工地的現(xiàn)場準(zhǔn)備工作，必須要在混凝土澆筑以前完成，達(dá)到進(jìn)入冬期施工的標(biāo)準(zhǔn)?；炷翝仓埃_保模板及鋼筋沒有污垢和冰雪殘留。混凝土入模之前，需采用專業(yè)的設(shè)備來測定混凝土的坍落度、溫度、泌水率及含氣量等工作性能。現(xiàn)場準(zhǔn)備所需要求：原料的加熱設(shè)備要符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，保溫圍護(hù)好；外加劑要有豐富的儲備量，保管良好，沒有破裂；供應(yīng)水消防的管線，對模板的保溫措施需提前完成；測溫工作開始運(yùn)行，保證測溫記錄的齊全，施工現(xiàn)場的設(shè)施要提前做好入冬的準(zhǔn)備，要符合國家安全消防的要求，未完成的工序在進(jìn)入冬期施工之前要停放在合理的部位以待解決。

3 混凝土冬季施工方法的選擇

3.1 調(diào)整配合比方法

主要適用于在0℃左右的混凝土施工。具體做法：（1）選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)使用早強(qiáng)硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且在早期放出強(qiáng)度最高，一般3天抗壓強(qiáng)度大約相當(dāng)于普通硅水泥7天的強(qiáng)度，效果較明顯。（2）盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達(dá)到齡期強(qiáng)度的時間。（3）摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑后生成的氣泡，相應(yīng)增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動性，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）摻加早強(qiáng)外加劑，縮短混凝土的凝結(jié)時間，提高早期強(qiáng)度。應(yīng)用較普遍的有硫酸鈉（摻用水泥用量的2%）和MSF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。

3.2 蓄熱法

主要用于氣溫在10℃左右，結(jié)構(gòu)比較厚大的工程。做法是：對原材料（水、砂、石）進(jìn)行加熱，使混凝土在攪拌、運(yùn)輸和澆灌以后，還儲備有相當(dāng)?shù)臒崃?，以使水泥水化放熱較快，并加強(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。此法工藝簡單，施工費(fèi)用不多，但要注意內(nèi)部保溫，避免角部與外露表面受凍，且要延長養(yǎng)護(hù)齡期。

3.3 外部加熱法

主要用于氣溫在10℃以上，而構(gòu)件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構(gòu)件周圍的空氣，將熱量傳給混凝土，或直接對混凝土加熱，使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。

（1）火爐加熱。一般在較小的工地使用，方法簡單，但室內(nèi)溫度不高，比較干燥，且放出的二氧化碳會使新澆混凝土表面碳化，影響質(zhì)量。（2）蒸汽加熱。用蒸汽使混凝土在濕熱條件下硬化。此法較易控制，加熱溫度均勻。但因其需專門的鍋爐設(shè)備，費(fèi)用較高。且熱損失較大，勞動條件亦不理想。（3）電加熱。將鋼筋作為電極，或?qū)㈦姛崞髻N在混凝土表面，便電能變?yōu)闊崮埽蕴岣呋炷恋臏囟?。此法簡單方便，熱損失較少，易控制，不足之處是電能消耗量大。（4）紅外線加熱。以高溫電加熱器或氣體紅外線發(fā)生器，對混凝土進(jìn)行密封輻射加熱。

3.4 抗凍外加劑

在10℃以上的氣溫中，對混凝土拌和物摻加一種能降低水的冰點(diǎn)的化學(xué)劑，使混凝土在負(fù)溫下仍處于液相狀態(tài)，水化作用能繼續(xù)進(jìn)行，從而使混凝土強(qiáng)度繼續(xù)增長。目前常用有氧化鈣、氯化鈉等單抗凍劑及亞硝酸鈉加氯化鈉復(fù)合抗凍劑。

上述4種冬季施工方法都有利有弊，其適用范圍都受一定條件的制約?？筛鶕?jù)工地現(xiàn)有條件，采用一種或兩種以上施工方法結(jié)合作用。

結(jié)束語

根據(jù)相關(guān)規(guī)定與要求，為了確保在冬季中的混凝土正常施工，其各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，確保施工工程的質(zhì)量，使冬季施工生產(chǎn)能夠更好的連續(xù)進(jìn)行，保證工程的順利性及利益最大化，將會嚴(yán)格控制原材料的取用并會針對在施工將要遇到的問題提前做出應(yīng)對。在國內(nèi)外對混凝土冬季施工方法和理論的研究探索中，認(rèn)為當(dāng)周圍的環(huán)境溫度降到4℃時，只需要采取合適的施工方法，有效的避免新澆混凝土在早期會遇到的浸凍，將會使外露混凝土與冬季的寒冷氣溫保持在較小的溫差之內(nèi)，也會取得跟在天氣溫暖時施工一樣的良好效果。

參考文獻(xiàn)

[1]李玉.后澆混凝土抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)研究[M].四川建筑出版社，2006.

[2]王朋.混凝土冬季的施工溫度控制[M].北京清華大學(xué)出版社，2001.

[3]韓延清.混泥土配合比及優(yōu)化結(jié)構(gòu)[M].人民文學(xué)出版社，2009.