建筑工程技術(shù)中混凝土冬季施工技術(shù)分析

焦俊霞

（太原建工集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

在建筑工程中新澆混凝土的主要應(yīng)用原理是利用水泥和液態(tài)水之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生堅(jiān)硬復(fù)合物，用于鋼材和砂石的原料的緊密結(jié)合，進(jìn)而成為牢固的整體建筑結(jié)構(gòu)。而建筑工程技術(shù)中混凝土冬季施工技術(shù)的主要困難，在于寒冷干燥的施工環(huán)境不僅會(huì)使水凍結(jié)，導(dǎo)致水泥化學(xué)反應(yīng)提前停止，還會(huì)導(dǎo)致混凝土物理性質(zhì)發(fā)生改變，出現(xiàn)干裂、分化等現(xiàn)象，對水泥結(jié)構(gòu)造成持續(xù)損害。同時(shí)冬季環(huán)境對與施工人員的技術(shù)要求也較高，因此一定要根據(jù)實(shí)際情況采用最科學(xué)高效的方式進(jìn)行混凝土冬季施工，保障工程施工質(zhì)量，確?；炷猎诠こ探ㄔO(shè)中能夠得到有效應(yīng)用。

1 混凝土冬季施工的困難

在冬季寒冷的室外環(huán)境下進(jìn)行混凝土施工時(shí)，如果沒有事先采取防護(hù)措施，那么低溫會(huì)讓混凝土中的液態(tài)水凝固成冰，通常情況下這些因低溫形成的固體冰能夠占據(jù)正常混凝土含水體積的10%左右。在進(jìn)行混凝土施工時(shí)，水凝固成冰的過程會(huì)產(chǎn)生大量膨脹應(yīng)力，混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)受到這股膨脹應(yīng)力的影響遭到破壞，導(dǎo)致混凝土硬度和強(qiáng)度下降。除此之外，當(dāng)天氣漸漸回暖溫度上升時(shí)混凝土施工期間凝結(jié)成的冰也會(huì)隨之融化，由于固體冰占據(jù)了10%的體積，其融化蒸發(fā)后混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)大量縫隙，導(dǎo)致混凝土干裂，密實(shí)程度和強(qiáng)度嚴(yán)重下降，開裂情況見圖1。

圖1 混凝土開裂

根本無法保障工程建設(shè)質(zhì)量。這些都是建筑工程混凝土冬季施工需要注意的地方，因此我們?yōu)榱吮Ｕ瞎こ探ㄔO(shè)質(zhì)量，確?；炷猎诠こ探ㄔO(shè)中能夠得到有效應(yīng)用，我們在進(jìn)行混凝土冬季施工時(shí)要采取有效防護(hù)措施，并針對建筑工程技術(shù)中混凝土冬季施工技術(shù)進(jìn)行深入研究。

2 建筑工程技術(shù)中混凝土冬季施工技術(shù)應(yīng)用分析

2.1 確定原材料配比

在建筑工程中混凝土冬季施工過程中，混凝土最重要的性質(zhì)就是抗凍性，因此為了有效保障混凝土抗凍性，首先要在原材料的選擇上有針對性地選取具有良好抗凍性的材料，同時(shí)還要事先制定科學(xué)合理的原材料配比方案。通常情況下在冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí)選擇硅酸鹽水泥作為混凝土施工原材料，硅酸鹽水泥發(fā)熱量較高，具有良好的抗壓能力，且能夠?yàn)榛炷翉?qiáng)化過程加速，是十分理想的混凝土拌制原材料。為了盡可能提升水化熱量縮短硬化時(shí)間，我們可以在混凝土拌制過程中適當(dāng)增加水泥材料的用量，大概增加30kg/m為最佳用量，以此降低水灰比例。此外為了使泥漿具有良好的黏聚性，有效提升混凝土的抗凍性，我們可以在進(jìn)行混凝土材料配比時(shí)在其中添加適當(dāng)?shù)囊龤鈩鋺?yīng)用原理是通過讓水泥產(chǎn)生大量氣泡以及泥漿體積的增大來提升泥漿的黏聚性，這樣一來混凝土的抗凍性也就得到有效保障。在使用引氣劑是需要特別注意的是，不能讓引氣劑影響混凝土原材料配比，以此避免其影響混凝土強(qiáng)度。此外，我們還可以在混凝土拌制過程中引用添加硫酸鈉等外加劑，這些外加劑的使用可以減少混凝土所需凝結(jié)時(shí)間，且能提升混凝土的強(qiáng)度和硬度，延長混凝土的使用壽命。

2.2 溫度控制措施

在冬季混凝土施工過程中最重要的部分就是做好溫度控制工作，在施工時(shí)應(yīng)用的具體溫度控制措施如下。

1）蓄熱法：指的是對混凝土材料進(jìn)行加熱，并在材料表面鋪設(shè)塑料膜等材料為混凝土保溫，見圖2。此方法主要應(yīng)用于氣溫不低于-15℃的工程項(xiàng)目混凝土施工中，具有成本低、操作方法簡潔等優(yōu)勢，但不足之處是混凝土強(qiáng)度增長速度較慢。

圖2 蓄熱法

2）負(fù)溫養(yǎng)護(hù)法：指的是在混凝土拌制過程中適當(dāng)加入防凍材料，避免混凝土凝固。此方法主要應(yīng)用于氣溫不低于-25℃的工程項(xiàng)目混凝土施工中，其優(yōu)點(diǎn)是成本低，缺點(diǎn)是混凝土強(qiáng)度增長速度較慢。

3）外加熱法：指的是采用采暖裝置控制混凝土所處環(huán)境溫度，主要應(yīng)用于氣溫不低于-15℃的工程項(xiàng)目混凝土施工中，優(yōu)點(diǎn)是能夠讓混凝土強(qiáng)度正常增長，硬化過程穩(wěn)定，缺點(diǎn)是成本較高。

2.3 混凝土運(yùn)輸

多數(shù)混凝土運(yùn)輸車輛未全部密封，遇到冬季運(yùn)輸時(shí)，就會(huì)因天氣寒冷，運(yùn)輸時(shí)間長等問題，出現(xiàn)混凝土凝結(jié)的情況。一旦凝結(jié)后，混凝土就不能用于施工中，缺少混凝土，施工便無法繼續(xù)，且也會(huì)增加施工的整體成本，降低建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。基于此，要求在混凝土運(yùn)輸中，使用必要的保溫材料，確保在運(yùn)輸中混凝土自身熱量不會(huì)快速流失，出現(xiàn)固態(tài)化情況，影響使用。在運(yùn)輸中，要始終保證混凝土溫度在5℃，同時(shí)，還需要不斷攪拌，保證混凝土始終保持液體狀態(tài)。此外，還需要最大限度縮短運(yùn)輸時(shí)間，保證混凝土能夠順利實(shí)現(xiàn)澆筑。

2.4 混凝土養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)

在建筑工程冬季混凝土施工過程中，混凝土養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)十分重要。在進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)要在最短時(shí)間內(nèi)完成對混凝土人工抹平振漿，并在混凝土澆筑完成后采用蓄熱法的溫度控制措施對混凝土進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，以此減少空氣對流對混凝土的凝結(jié)成型過程造成的不利影響。對于剛剛完成澆筑的混凝土層，不能直接選擇使用保溫材料進(jìn)行覆蓋，可以先覆蓋一層塑料薄膜，而后在上面加蓋草袋、麻袋等保溫采礦，從而更好的對混凝土進(jìn)行保溫。此外可以在混凝土中添加抗凍劑，提升混凝土的抗凍性，露出的外表面要用草袋或膠布進(jìn)行覆蓋。在最開始對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，養(yǎng)護(hù)溫度需要略高于防凍劑標(biāo)準(zhǔn)溫度，并借助一定輔助措施來幫助混凝土保溫養(yǎng)護(hù)。在冬季會(huì)經(jīng)常遭遇雨雪等惡劣天氣，在此環(huán)境下為了不影響混凝土性能，保障施工人員的生命安全，需要暫停施工。

3 保障建筑工程中混凝土冬季施工技術(shù)使用效果的具體措施

3.1 控制好建筑工程混凝土施工的建筑材料溫度

低溫是主要影響冬季混凝土施工的要素，因此在混凝土冬季施工時(shí)最重要的工作就是保溫工作，而保溫工作的第一步就要從混凝土原材料的選取入手?；炷林饕伤?、水泥和砂石混合構(gòu)成，再添加水時(shí)可以使用溫度高一點(diǎn)的水，為混凝土攪拌提供溫暖的環(huán)境，當(dāng)然水的溫度也不能過高，以免使水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)發(fā)生安全事故。對于水泥的保溫方式，不能直接對其加熱，水泥粉末經(jīng)加熱會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，存在一定危險(xiǎn)。因此只需將水泥放置在一個(gè)大型的容器中，并在容器外部做好保溫處理即可，雖然沒有為水泥材料加熱升溫，但是最起碼保證了水泥內(nèi)部熱量。在此過程中需要特別注意的是，混凝土原材料無論是否經(jīng)過攪拌，都不能長時(shí)間露天擺放，要從源頭上避免材料被污染，防止混凝土內(nèi)部水分結(jié)冰，保障混凝土的質(zhì)量，進(jìn)而便于后續(xù)混凝土冬季施工。同時(shí)，還可以選擇對砂石骨料進(jìn)行加熱，利用排管通熱水或者通蒸汽加熱方法，對混凝土進(jìn)行保溫處理。骨料加熱還需要保證溫度低于60℃，避免對混凝土結(jié)構(gòu)造成破壞，在加熱粗骨料過程中，還需要注意不能對混凝土水灰比造成影響。

3.2 改進(jìn)傳統(tǒng)混凝土配置及澆筑方法

以往傳統(tǒng)的混凝土攪拌是在攪拌車內(nèi)進(jìn)行，這種方法由于車內(nèi)混凝土經(jīng)過反復(fù)攪拌翻轉(zhuǎn)，且儲(chǔ)泥罐并沒有進(jìn)行密封處理，會(huì)導(dǎo)致混凝土熱量大量散失。尤其在寒冷的冬季，采用此種方法對混凝土進(jìn)行攪拌，很可能在到達(dá)施工現(xiàn)場前混凝土就開始凝固，嚴(yán)重影響混凝土的使用效果，并為混凝土施工帶來一定阻礙。因此要對傳統(tǒng)的混凝土攪拌方式進(jìn)行改良，首先針對攪拌車內(nèi)儲(chǔ)泥罐密封問題，為了防止罐內(nèi)混凝土熱量大量散失，我們可以采用密封性強(qiáng)的儲(chǔ)泥罐進(jìn)行混凝土攪拌。其次針對攪拌過程中的反復(fù)翻轉(zhuǎn)散失的熱量，我們可以通過擴(kuò)大攪拌罐容積的方式來進(jìn)行改善，并用震動(dòng)的方式代替攪拌，高頻率的震動(dòng)更有利于各種材料的混合，且能夠減少攪拌過程中熱量的損失，具有良好的應(yīng)用效果。此外，為了節(jié)省時(shí)間通常混凝土攪拌工作會(huì)在車上進(jìn)行，因此在冬季我們要做好攪拌車的保溫工作，比如使用合適的保溫材料覆蓋車身等，這樣可以在防止混凝土熱量散失凝固的同時(shí)確保車輛抵達(dá)施工現(xiàn)場后能夠立刻投入使用，提高混凝土冬季施工效率。

3.3 混凝土澆筑完成后做好加熱保溫工作

3.3.1 搭建暖棚取暖

搭建暖棚是最簡單的保溫方式，只需要在混凝土結(jié)構(gòu)周圍搭建具有良好保溫性的暖棚，并在棚內(nèi)安設(shè)如熱風(fēng)機(jī)、電熱器等適宜的取暖裝置就可以實(shí)現(xiàn)對棚內(nèi)溫度的控制。然而這種方法在使用過程中需要注意，棚內(nèi)溫度不可以過高，對于塑料、木材這些暖通材料，高溫下很容易引發(fā)火災(zāi)，埋下安全隱患。因此為了保證棚內(nèi)溫度供應(yīng)穩(wěn)定，確保棚內(nèi)采暖裝置設(shè)備安全，建筑施工企業(yè)要配備專門的工作人員定期檢查棚內(nèi)狀況，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過高等安全問題，一定要立即采取有效調(diào)整措施，防止火災(zāi)事故發(fā)生的同時(shí)保障混凝土施工質(zhì)量。

3.3.2 向澆筑完成的混凝土噴灑水蒸氣

向澆筑完成的混凝土噴灑水蒸氣也是一種常用的冬季混凝土保溫方式，其保溫原理是，通過水蒸氣對混凝土進(jìn)行加熱，解決冬季混凝土施工后成型過程經(jīng)常發(fā)生的脫水問題，噴灑水蒸氣方法見圖3。不僅可以保證混凝土周圍空氣環(huán)境的濕度，還能為混凝土結(jié)構(gòu)保溫，對于冬季寒冷干燥的環(huán)境，想混凝土噴灑水蒸氣加熱無疑可以解燃眉之急。然而此方法也有一定不足，水蒸氣噴灑后遇到冷空氣會(huì)迅速變冷，因此此方法只適合對混凝土進(jìn)行短時(shí)間的加熱，不適合較長時(shí)間的加熱，施工人員在使用此方法對混凝土進(jìn)行保溫處理時(shí)一定要事先考慮到這方面的限制。

圖3 噴灑水蒸氣

3.3.3 利用化學(xué)反應(yīng)放熱

化學(xué)反應(yīng)過程會(huì)吸收或釋放大量的熱量，因此在冬季寒冷環(huán)境中的混凝土施工變可以合理利用化學(xué)反應(yīng)釋放的熱量對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行保溫防護(hù)。這種方法十分簡便，無須配套使用其它的熱源或設(shè)備，且在室外溫度在-10℃～-15℃之間的范圍內(nèi)使用效果最佳。需要注意的是選擇化學(xué)反應(yīng)時(shí)要確保此反應(yīng)過程絕對安全且能夠穩(wěn)定的釋放熱量，以此保證其在混凝土成型過程中可以不間斷持續(xù)保溫。

3.4 控制原材料選用及原材料配比

混凝土主要由水、水泥和砂石構(gòu)成，保障建筑工程混凝土冬季施工效果的第一步是選擇合適的原材料，并結(jié)合工程實(shí)際情況和所處環(huán)境對原材料配比構(gòu)成進(jìn)行合理的調(diào)整，有關(guān)混凝土原材料的選用及配比具體調(diào)整措施如下。

1）水泥：水泥材料在正式投入使用前，工作人員要嚴(yán)格檢查其品種、生產(chǎn)日期、級別等基本信息，并進(jìn)行預(yù)先試驗(yàn)，檢查水泥的強(qiáng)度、安全性等指標(biāo)是否滿足使用要求及國家相關(guān)規(guī)定。尤其在進(jìn)行混凝土冬季施工時(shí)，對于水泥材料的選用更要結(jié)合工程實(shí)際情況來進(jìn)行多方面考量。因?yàn)椴煌贩N的水泥之間水化后產(chǎn)生的熱量和收縮程度存在一定差異，會(huì)影響其使用效果。因此通常情況下在冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí)選擇硅酸鹽水泥作為混凝土施工原材料，同時(shí)控制好硅酸鹽水泥的用量，如果需要在混合過程中需要在混凝土中額外添加外加劑，要確保水泥和外加劑充分融合，避免混合不良不適配導(dǎo)致混凝土性能受到影響，影響后續(xù)工程建設(shè)。

2）水：混凝土的拌制對水質(zhì)有較高要求，通常情況下要求使用飲用水進(jìn)行混凝土攪拌，如果遇到特殊情況無法使用飲用水，那么使用的水質(zhì)必須要滿足國家混凝土攪拌用水的標(biāo)準(zhǔn)。而且較薄混凝土用水不能含有會(huì)腐蝕鋼筋或阻礙水泥硬化的相關(guān)物質(zhì)，以免影響混凝土的性能。除此之外，在進(jìn)行混凝土拌制之前，要事先對使用水進(jìn)行過濾處理，去除水中雜質(zhì)。尤其在冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí)，為了保證混凝土的溫度，會(huì)對水加熱處理，因此在進(jìn)行混凝土拌制之前，要確保對水加熱時(shí)不會(huì)生成特殊物質(zhì)影響混凝土水化。

3）骨料：通常情況下，混凝土骨料質(zhì)量必須滿足國家行業(yè)混凝土用砂質(zhì)量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為了防止混凝土水化過程受阻，要避免混凝土骨料中出現(xiàn)有機(jī)物，因?yàn)橛袡C(jī)物會(huì)發(fā)生溶解或水化，會(huì)對混凝土性能造成一定影響，無法為混凝土的質(zhì)量提供保障。同時(shí)還要做好骨料的清潔工作，工作人員要對使用骨料嚴(yán)格檢查，避免骨料上有冰塊等雜物。除此之外，如果需要在混合過程中需要在混凝土中額外添加外加劑，且外加劑中含有大量的鈉鉀離子，要確保骨料中不能存在活性氧化物，以免活性氧化物與外加劑中的鈉鉀離子發(fā)生化合反應(yīng)，產(chǎn)生的化合物會(huì)對混凝土造成腐蝕，破壞混凝土結(jié)構(gòu)，影響后續(xù)使用。

4 結(jié)語

綜上所述，冬季寒冷干燥的環(huán)境并不適合進(jìn)行混凝土施工，但為了滿足當(dāng)下建筑行業(yè)發(fā)展需要，必要時(shí)也要在冬季施工，以此來加快施工進(jìn)度。建筑工程技術(shù)中混凝土冬季施工問題一直以來都是我國面臨的建筑難題，對此技術(shù)的研究改良對于我國城市化建設(shè)的推進(jìn)具有重要意義。冬季對混凝土施工帶來的最大影響是質(zhì)量問題，寒冷的環(huán)境會(huì)改變混凝土的物理性質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土發(fā)生干裂、分化等問題。因此我們要在施工過程中采用合理技術(shù)手段控制好混凝土周圍的濕度和溫度，避免混凝土性質(zhì)發(fā)生改變，使其再投入使用時(shí)具有良好的使用效果。