芻議低溫季節(jié)混凝土的施工應(yīng)用

劉 影，劉茂祥

（1.北大荒農(nóng)墾集團(tuán)有限公司，哈爾濱 150090；2.黑龍江省水文水資源中心，哈爾濱 150036）

依據(jù)《水工混凝土施工規(guī)范》（SL677-2014）規(guī)定混凝土工程在自然低溫條件下施工，應(yīng)采取保溫防風(fēng)、防凍、防干等綜合措施，盡量創(chuàng)造正溫的養(yǎng)護(hù)環(huán)境，使混凝土得以凝結(jié)硬化，滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度，確保工程質(zhì)量。

1 低溫季混凝土施工常用方法

根據(jù)施工結(jié)構(gòu)物所處地理位置和條件的不同，所選擇的方法不同，為杜絕早期混凝土受凍害影響工程質(zhì)量，筆者對(duì)工程建設(shè)混凝土拌制期和養(yǎng)護(hù)期低溫期施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐總結(jié)，目前施工中常用的方法如下：

1）混凝土拌制期：采用原材料保溫苫蓋法、保溫加熱法、熱水法、摻化學(xué)防凍劑法、室內(nèi)拌和等方法。

a）苫蓋法：根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁刈兓闆r，提前將粗細(xì)骨料用保溫材料苫蓋，減少水分和熱量散失。

b）原材料保溫加熱法：根據(jù)粗細(xì)骨料用量，盡量縮短拌合設(shè)備和料場(chǎng)間的距離，在骨料進(jìn)場(chǎng)前，在料場(chǎng)地面下預(yù)埋暖氣加熱管或鐵板，在混凝土拌合時(shí)，提前接通暖氣或鐵板下直接生火等方式，提高骨料溫度。

c）熱水法：提前將拌合用水加熱，使用熱水拌制混凝土。

d）按試驗(yàn)室出具的摻化學(xué)外加劑（早強(qiáng)劑、抗凍、防凍劑等）混凝土配合比，配制混凝土。

e）室內(nèi)拌和法：有條件的現(xiàn)場(chǎng)，采取將混凝土拌合設(shè)備，設(shè)置在廠房?jī)?nèi)或暖棚內(nèi)

2）混凝土養(yǎng)護(hù)期：采用苫蓋法、暖棚法，電極加熱法，電器加熱法，蒸氣加熱法、綜合蓄熱等方法。

a）蓋法：根據(jù)氣候條件對(duì)板、梁、柱、塊、物，使用塑料膜、土工布（膜）、保溫被、防寒毯等保溫材料進(jìn)行苫蓋。

b）暖棚法：根據(jù)建筑物的大小不同，將建筑物整體或預(yù)制板、梁、塊等構(gòu)件扣在臨時(shí)暖棚內(nèi)，有條件的最好采用棚內(nèi)棚，注意建筑物邊緣距離棚壁之間最少距離要＞20cm。根據(jù)具體條件棚內(nèi)可選擇暖氣加熱、火爐加熱、電加熱、蒸汽加熱等措施進(jìn)行保溫[1]。

c）電加熱法：包括電極加熱法，電器加熱法，適用于供電資源豐富的區(qū)域使用。

d）蒸氣加熱法：將板、梁、柱、塊、物分別用塑料膜、土工膜等保溫材料包裹起來(lái)，將蒸汽管插入包裹內(nèi)進(jìn)行加熱。

e）綜合蓄熱法：根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)自然條件，采用多種保溫措施綜合蓄熱保溫。

在施工生產(chǎn)過(guò)程中，無(wú)論采取那種保溫蓄熱措施方法，均離不開(kāi)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)條件限制，使用前要進(jìn)行多方案論證比較，選定適合當(dāng)?shù)厍医?jīng)濟(jì)可行的方式方法。

2 硫鋁酸鹽水泥負(fù)溫早強(qiáng)混凝土

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)適我國(guó)高質(zhì)量經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)，高新技術(shù)建筑材料不斷研發(fā)投產(chǎn)，硫鋁酸鹽水泥已推廣應(yīng)用在混凝土工程低溫季節(jié)施工。早強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥以3d 抗壓強(qiáng)度表示，劃分為42.5、52.5、62.5 三個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。其初凝時(shí)間不得早于25min，終凝時(shí)間不得遲于3h，早強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥的強(qiáng)度指標(biāo)，見(jiàn)表1。各齡期強(qiáng)度均不得低于表1 的數(shù)值。

早強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥適用于下列情況的混凝土低溫期施工：①裝配結(jié)構(gòu)的接頭，孔道灌漿、漿錨節(jié)點(diǎn)；②結(jié)構(gòu)截面平均厚度＜50cm的鋼筋混凝土梁、柱、板、墻；③用于噴錨支護(hù)，固井堵漏等工程。

低溫期施工不宜使用硫鋁酸鹽早強(qiáng)混凝土的情況：①大體積混凝土工程；②建筑裝修或磚砌砂漿工程；③使用溫度經(jīng)常高于100℃的工程。由于硫鋁酸鹽水泥受溫度的影響大，配制負(fù)溫早強(qiáng)混凝土?xí)r，必須摻加適量的防凍劑，如亞硝酸鈉、氯鹽等。

2.1 用于裝配式結(jié)構(gòu)的硫鋁酸鹽水泥負(fù)溫早強(qiáng)混凝土

裝配式結(jié)構(gòu)接頭的冬期負(fù)溫施工，由于混凝土數(shù)量少，位置分散，很難利用電熱、蒸氣和暖棚等養(yǎng)護(hù)措施，保溫也很困難。非常適合采用硫鋁酸鹽水泥負(fù)溫早強(qiáng)混凝土。施工中應(yīng)注意以下5 點(diǎn)：

1）混凝土（砂漿）的水灰比和用水量在保證施工的條件下應(yīng)盡可能小，水灰比一般控制在0.4～0.5。

2）負(fù)溫早強(qiáng)混凝土摻亞硝酸鈉的量（占水泥重量），可根據(jù)施工當(dāng)天預(yù)計(jì)最低氣溫及對(duì)強(qiáng)度發(fā)展的要求參考表2 選用。

表2 亞硝酸鈉摻量參考表

3）混凝土拌合物溫度以15 ～25℃為宜，不應(yīng)低于+5℃。應(yīng)先考慮用熱水拌合，視需要還可加熱砂。

4）澆筑前，接頭處舊混凝土和鋼筋表面要清刷干凈，并清除冰雪，當(dāng)溫度低于-10℃時(shí)，須設(shè)法預(yù)熱。

5）接頭混凝土（砂漿）搗實(shí)后，將表面抹平，外露面覆蓋一層塑料薄膜，上面加蓋適當(dāng)?shù)谋夭牧稀?/p>

哈大高速工程有6 座拼裝化橋梁工程在負(fù)溫條件下施工建設(shè)，采用硫鋁酸鹽水泥負(fù)溫早強(qiáng)混凝土，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30，施工期間最低氣溫-25℃。水灰比0.40，亞硝酸鈉摻量3 ～4%，澆筑溫度5 ～10℃?？箟簭?qiáng)度3d 超過(guò)20MPa，7d 超過(guò)30MPa。2012 年施工，工程質(zhì)量?jī)?yōu)良，提前投入使用，至今已安全運(yùn)行將近10a，工程效益顯著。

2.2 用于梁、柱、板、墻的硫鋁酸鹽水泥負(fù)溫早強(qiáng)混凝土

對(duì)于平均厚度為20 ～50cm 的梁、柱、板、墻或基礎(chǔ)混凝土的預(yù)制或現(xiàn)澆施工，采用早強(qiáng)硫鋁酸鹽水泥，僅需用適當(dāng)?shù)姆纼龃胧?，由于水化熱的關(guān)系，混凝土有可能在部分或全部時(shí)間內(nèi)處于正溫硬化，因而強(qiáng)度發(fā)展很快。施工時(shí)須注意以下5 點(diǎn)：

1）亞硝酸鈉摻量根據(jù)施工當(dāng)天預(yù)計(jì)最低氣溫，混凝土平均厚度及對(duì)強(qiáng)度發(fā)展要求參見(jiàn)表 3 選用，防凍措施視具體情況決定。

表3 亞硝酸鈉摻量和防凍措施參考表

2）混凝土的澆筑溫度以5 ～15℃為宜，最低不應(yīng)低于+2℃。

3）硫鋁酸鹽水泥凝結(jié)時(shí)間較快，配制成負(fù)溫早強(qiáng)混凝土，實(shí)際的初凝時(shí)間約為3～5h，可以滿足施工要求，但是在組織施工時(shí)仍要加以注意。

4）混凝土澆筑后進(jìn)行適當(dāng)保溫是必要的。利用水化放熱，混凝土可以處在較高的正溫養(yǎng)護(hù)。

5）對(duì)于混凝土升溫較高的工程，特別要注意拆模后由于溫差而造成裂縫。要求混凝土冷卻到+5℃后強(qiáng)度滿足要求時(shí)方可拆模。

3 低溫季節(jié)混凝土的應(yīng)用注意事項(xiàng)

低溫季節(jié)混凝土拌合物的出機(jī)口溫度，一般不低于10℃?；炷涟韬衔锶肽囟葢?yīng)不低于5℃。施工時(shí)要按隨澆筑，隨振搗，隨覆蓋保溫的原則連續(xù)作業(yè)。

控制好混凝土受凍前的臨界強(qiáng)度，防止混凝土早期受凍是保證負(fù)溫混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵。負(fù)溫混凝土宜優(yōu)先選用蓄熱法養(yǎng)護(hù)，筆者多年低溫季節(jié)混凝土工程低溫施工管理經(jīng)驗(yàn)得知，當(dāng)采用防凍外加劑且防凍劑含有引氣成分時(shí)，不宜加熱養(yǎng)護(hù)。如工程緊迫，必須加熱時(shí)，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定升溫速度及最高溫度限值。