論建筑工程中混凝土冬季施工技術(shù)

沈盈盈++施軍

[摘 要]針對(duì)建筑工程冬季混凝土施工的基本要求、混凝土的拌制、混凝土的運(yùn)輸和澆筑、混凝土冬季施工的養(yǎng)護(hù)法及混凝土工程施工過(guò)程中質(zhì)量控制進(jìn)行探討。

[關(guān)鍵詞]建筑工程；混凝土；冬季施工

中圖分類號(hào)：TU755.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）12-0205-01

引言

根據(jù)《建筑工程冬期施工規(guī)程》JGJ104-97規(guī)定，混凝土冬季施工時(shí)，當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5℃時(shí)，混凝土即進(jìn)入冬季施工。國(guó)內(nèi)外對(duì)混凝土冬季施工理論和方法的研究認(rèn)為，當(dāng)環(huán)境溫度低于5 ℃時(shí)，只要采用適當(dāng)?shù)氖┕し椒?，避免新澆混凝土早期受凍，使外露混凝土與冬季氣溫保持較小溫差，也會(huì)取得像在天暖施工時(shí)的效果。

1 混凝土冬季施工的一般原理

混凝土澆筑物之所以能逐漸凝結(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，還隨著溫度的高低而變化。當(dāng)溫度升高時(shí)，水化作用加快，強(qiáng)度增長(zhǎng)也較快；而當(dāng)溫度降低到0℃時(shí)，存在于混凝土中的水有一部分開始結(jié)冰，逐漸由液相變?yōu)楣滔?。這時(shí)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(zhǎng)相應(yīng)減慢。溫度繼續(xù)下降，當(dāng)混凝土中的水完全結(jié)成冰，也就是水完全由液相變?yōu)楣滔鄷r(shí)，水泥水化作用基本停止，此時(shí)強(qiáng)度就不再增長(zhǎng)。水變成冰后，體積約增大9%，當(dāng)混凝土毛細(xì)孔含水率超過(guò)91.70%界值時(shí)，結(jié)冰就會(huì)產(chǎn)生約2 500kg/cm2的冰脹應(yīng)力。這個(gè)應(yīng)力值常常大于水泥內(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(huì)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(huì)在混凝土內(nèi)部形成各種各樣的空隙，降低混凝土的密實(shí)性及耐久性。由此可知，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(zhǎng)的關(guān)鍵因素。

2 混凝土冬季施工方法的選擇

從上述分析可以知道，在冬季混凝土施工中，需主要解決3個(gè)問(wèn)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。

在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工中，要根據(jù)施工時(shí)的氣溫情況、工程結(jié)構(gòu)狀況（工程量、結(jié)構(gòu)尺寸與外露情況）、工期緊迫程度、水泥的品種及價(jià)格、早強(qiáng)劑、減水劑、抗凍劑的性能及價(jià)格、保溫材料的性能及價(jià)格及其熱源的條件等來(lái)選擇合理的施工方法。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于同一個(gè)工程，可以有若干個(gè)不同的冬季施工方案。一個(gè)理想的方案，應(yīng)當(dāng)用最短的工期、最低的施工費(fèi)用，來(lái)獲得最優(yōu)良的工程質(zhì)量，即工期、費(fèi)用、質(zhì)量最佳化。目前，基本上采用以下4種方法。

2.1 調(diào)整配合比方法

該方法主要適用于在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3d抗壓強(qiáng)度大約相當(dāng)于普通硅酸鹽水泥7d的強(qiáng)度，效果較明顯。2）適當(dāng)降低水灰比，稍增水泥劑量，從而增加水化熱量，縮短達(dá)到臨界強(qiáng)度的時(shí)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(dòng)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(shí)間，提高早期強(qiáng)度。摻加量一般為水泥劑量的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。

2.2 混凝土拌合及運(yùn)輸

為了提高混凝土的出料溫度，應(yīng)優(yōu)先考慮拌和水及骨料加熱，水泥不能直接加熱。 對(duì)拌和水加熱時(shí)，水溫不宜超過(guò)60℃，如超過(guò)60℃，應(yīng)改變加料順序：將骨料與水先拌和、然后再加入水泥，以免造成水泥假凝，影響混凝土質(zhì)量。 對(duì)砂石骨料加熱一般采用排管通熱水或通蒸汽加熱。骨料加熱的最高溫度不宜超過(guò)60℃。采用蒸汽加熱時(shí)，粗骨料可直接加熱，但不能影響混凝土的水灰比。 混凝土拌和前應(yīng)用熱水或蒸汽沖洗拌和機(jī)，拌和時(shí)間應(yīng)比一般季節(jié)延長(zhǎng)50%左右。

冬季的混凝土運(yùn)輸應(yīng)盡可能減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，最好采取一次直接運(yùn)送。運(yùn)輸設(shè)備要有可靠的防風(fēng)措施，并盡可能加以保溫。各種運(yùn)輸設(shè)備在工作結(jié)束時(shí)，必須立即用蒸汽或熱水沖洗干凈，恢復(fù)工作時(shí)要首先加熱。

2.3 早期混凝土防凍

該方法主要適用于負(fù)溫下（最低溫度低于零下5°C）澆筑混凝土。

防凍需要從以下兩個(gè)方面控制：1）使用防凍劑：防凍劑可以大幅度降低拌合水的冰點(diǎn)，防止在塑性狀態(tài)和早期混凝土階段，混凝土內(nèi)部水分結(jié)冰膨脹，凍傷混凝土。防凍劑對(duì)混凝土強(qiáng)度性能沒有明顯危害，但有些防凍劑含尿素，混凝土?xí)L(zhǎng)期釋放氨味，需要特別注意。2）保溫：盡可能使用膠合板、木板等具有一定保溫作用的模板，用保溫材料如棉被、草簾或泡沫保溫板等覆蓋暴露混凝土表面和包裹鋼模板，使混凝土強(qiáng)度較快發(fā)展。在最低溫度2°C環(huán)境下，澆筑混凝土可以不使用防凍劑，但必須做好保溫，并且密切注意氣溫變化趨勢(shì)。如果溫度還會(huì)降低，需要加強(qiáng)混凝土保溫隔冷并且密切注意氣溫變化趨勢(shì)。

2.4 后期混凝土養(yǎng)生

冬季混凝土澆筑后的養(yǎng)生措施主要有蓄熱法和暖棚法。蓄熱法一般適用于氣溫在-10℃ 以上，暖棚法適用于氣溫在-10℃以下。

2.4.1 蓄熱法

蓄熱法就是在混凝土結(jié)構(gòu)物的外表面用導(dǎo)熱性能低的材料進(jìn)行保溫，熱源為預(yù)加到混凝土組成材料的熱和水泥水化熱。施工用的模板應(yīng)為保溫模板，澆筑完畢的混凝土頂面要立即用保溫材料覆蓋。蓄熱法實(shí)質(zhì)上就是表面保溫法，即防止混凝土的表層凍害，它要求混凝土表層溫度不低于其正常凝固硬化的溫度。

2.4.2 暖棚法

暖棚法就是在混凝土澆筑倉(cāng)位上搭設(shè)暖棚，棚內(nèi)通常用蒸汽排管或暖風(fēng)機(jī)供熱，使棚內(nèi)溫度保持在0～5℃左右。 暖棚主要由棚蓋、支承結(jié)構(gòu)和保溫層的圍護(hù)結(jié)構(gòu)等組成。我們通常采用的型式有三種，即綁扎式暖棚、組裝式暖棚和裝配式暖棚。

綁扎式暖棚是一種簡(jiǎn)易暖棚，用10×10cm的預(yù)制混凝土柱作支承，高3.5～4.Om；棚蓋采用圓木現(xiàn)場(chǎng)綁扎；保溫層可采用草簾、草墊及帆布等材料；棚頂?shù)幕炷料铝峡谠O(shè)活動(dòng)料口蓋，并用麻袋片包草墊保溫。

組裝式暖棚，其棚蓋采用單片鋼桁架組裝而成。因其跨度較大，支承結(jié)構(gòu)可以設(shè)置在模板以外；棚頂同樣須設(shè)混凝土下料口及活動(dòng)料口蓋。

裝配式暖棚，主要包括鋼桁架組合梁、定型保溫支承結(jié)構(gòu)、吊裝結(jié)構(gòu)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)等部分；整個(gè)棚蓋為一整體吊裝單元。其主要優(yōu)點(diǎn)是安裝拆除方便。

三、結(jié)束語(yǔ)

建筑工程的混凝土工程冬季施工管理是一項(xiàng)復(fù)雜的、開放的、動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)工程，要做好這項(xiàng)工作，需要建筑施工企業(yè)認(rèn)真分析自身的特點(diǎn)，充分利用自己的長(zhǎng)處，采取科學(xué)的方法提高施工管理素質(zhì)。特別是在冬季施工過(guò)程中，更加要求工程項(xiàng)目管理人員認(rèn)真負(fù)責(zé)，嚴(yán)格按照冬季施工方案進(jìn)行施工，通過(guò)科學(xué)的方法加強(qiáng)混凝土的保溫和養(yǎng)護(hù)工作，一定能夠確保工程質(zhì)量。

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