淺談混凝土冬季施工

摘要:在冬季混凝土施工中，水的形態(tài)變化是影響混凝土強度增長的關(guān)鍵。國內(nèi)外許多學者對水在混凝土中的形態(tài)進行大量的試驗研究結(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。混凝土受凍前預(yù)養(yǎng)期愈長，強度損失愈小。

關(guān)鍵詞:混凝土 冬季 施工 措施

冬季施工在建筑工程中有時是不可避免的，但冬季施工與常溫施工有很大的不同。

1 混凝土冬季施工基本常識

1.1 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。當溫度升高時，水化作用加快，強度增長也較快，而當溫度降低到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?水)。這時參與水泥水化作用的水減少了。因此，水化作用減慢，強度增長相應(yīng)較慢。溫度繼續(xù)下降，當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，此時強度就不再增長。

1.2 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)而降低強度。此外，當水變成冰后，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度。當冰凌融化后，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性及耐久性。

1.3 混凝土化凍后(即處在正常溫度條件下)繼續(xù)養(yǎng)護，其強度還會增長，不過增長的幅度大小不一。對于預(yù)養(yǎng)期長，獲得初期強度較高(如達到R28的35%)的混凝土受凍后，后期強度幾乎沒有損失。而對于安全預(yù)養(yǎng)期短，獲得初期強度比較低的混凝土受凍后，后期強度都有不同程度的損失。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度，一般稱臨界強度，即可達到預(yù)期效果。對于臨界強度，各國規(guī)定取值不等，我國規(guī)定為不低于設(shè)計標號的30%，也不得低于35千克每平方厘米。

2 混凝土工程冬季施工的準備工作

2.1 根據(jù)本工程施工的具體情況，確定冬季施工需要采取防護的具體工程項目或工作內(nèi)容，制定相應(yīng)的冬季施工防護措施，并在物資和機械方面做好儲備和保養(yǎng)工作。

2.2 開工前與當?shù)貧庀蟛块T簽訂服務(wù)合同，及時掌握天氣預(yù)報的氣象變化趨勢及動態(tài)，以利于安排施工，做好預(yù)防準備工作，防止遭受寒流，風雪和霜凍襲擊。混凝土澆筑盡量安排在寒流前后溫度較高的時間進行，小體積混凝土施工及預(yù)制的澆筑安排在白天進行，基底保護層土方開挖后應(yīng)立即采取措施，并盡早澆筑混凝土。

2.3 在進入冬季前對所有機械設(shè)備做全面的維修和保養(yǎng)，加強換季保養(yǎng)，及時更換相應(yīng)牌號的潤滑油，對使用防凍液的機械設(shè)備確保防凍液符合當?shù)胤纼鲆?未使用防凍液的機械設(shè)備要采取相應(yīng)的防凍措施(采取停機后排放冷卻水或進入暖棚車間內(nèi))。對加水、加油潤滑部件勤檢查、勤更換，防止凍裂設(shè)備。嚴格執(zhí)行定機定人制度，機械保管人員要堅守崗位，看管好設(shè)備，并作好相應(yīng)的記錄。

2.4 檢查職工住房及倉庫是否達到過冬條件，及時按照冬季施工保護措施作過冬篷，準備好加溫及烤火用具。當采用煤爐和暖棚施工時，作好防火、防煤氣中毒措施，棚內(nèi)必須有通風口，保證通風良好，并準備好各種搶救設(shè)施。

2.5 在進入冬季前施工現(xiàn)場提前作好防寒保暖工作，對人行道路、腳手架上、跳板和作業(yè)場所采取防滑措施。

3 冬季混凝土的拌制

混凝土原材料加熱應(yīng)優(yōu)先采用加熱水的方法，當加熱水仍不能滿足要求時，再對骨料進行加熱。骨料必須清潔，不得含有冰雪和凍塊，以及易凍裂的物質(zhì)。在摻有含鉀、鈉離子的外加劑時，不得使用活性骨料。水和骨料可根據(jù)工地具體情況選擇加熱方法，但骨料不得在鋼板上灼炒。水泥應(yīng)儲存在暖棚內(nèi)，不得直接加熱。

拌制摻外加劑的混凝土時，如外加劑為粉劑，可按要求摻量直接撒在水泥上面和水泥同時投入。如外加劑為液體，使用時應(yīng)先配制成規(guī)定濃度溶液，然后根據(jù)使用要求，用規(guī)定溫度溶液再配制成施工溶液。各溶液要分別置于有明顯標志的容器內(nèi)，不得混淆。每班使用的外加劑溶液應(yīng)一次配成。嚴格控制混凝土水灰比，由骨料帶入的水分及外加劑溶液中的水分均應(yīng)從拌合水中扣除。拌制摻有外加劑的混凝土時，攪拌時間應(yīng)取常溫攪拌時間的1.5倍。混凝土拌合物的出機溫度不宜低于10℃，人模溫度不得低于5℃。

4 冬季混凝土施工過程主要技術(shù)要求

4.1 混凝土配制和攪拌的技術(shù)要求①宜優(yōu)先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，水灰比不宜大于0.5。②冬期混凝土的配合比設(shè)計，要根據(jù)混凝土的澆筑強度、運輸方式等進行綜合考慮。外加劑摻量必須按照規(guī)范執(zhí)行。③拌制混凝土的各項材料的溫度，應(yīng)滿足混凝土拌合物攪拌合成后所需要的溫度(混凝土拌和物的出機溫度不宜低于10℃，入模溫度不得低于5℃)。首先考慮對拌和用水加熱，仍不能滿足需要時，再考慮對骨料加熱。水泥只能保溫，不得加熱。各項材料需要加熱的溫度應(yīng)根據(jù)規(guī)范中“冬期施工熱工計算公式”計算確定，但不得超過規(guī)范規(guī)定的各項最高溫度。④要保證混凝土的和易性、流動性，可延長拌和時間，一般比常溫時延長50%。

4.2 混凝土運輸和澆筑的技術(shù)要求 ①混凝土的運輸時間應(yīng)盡可能縮短，運輸混凝土的容器采取適當?shù)谋卮胧炷凛斔捅霉馨亍＂诨炷猎跐仓皯?yīng)清除模板、鋼筋上的冰雪和污垢。③冬期施工接縫混凝土時，在新混凝土澆筑前應(yīng)加熱使接合面有5℃以上的溫度，澆筑完成后，應(yīng)采取措施使混凝土接合面繼續(xù)保持正溫，直至新澆筑混凝土獲得規(guī)定的抗凍強度。

4.3 混凝土養(yǎng)護的技術(shù)要求 混凝土的養(yǎng)護方法，應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較和規(guī)范中“冬期施工熱工計算公式”計算確定。養(yǎng)護方法應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的氣溫、結(jié)構(gòu)物表面系數(shù)等多種因素，可選用蓄熱法、蒸汽加熱法、暖棚加熱法或電加熱法等方法，以確保混凝土結(jié)構(gòu)物不受凍害。本工程擬采用下列方法進行冬季混凝土養(yǎng)護工作。

①混凝土外露表面采用彩膠布加草袋進行覆蓋，在負溫情況下不得澆水養(yǎng)護。②混凝土養(yǎng)護初期的溫度，不得低于防凍劑規(guī)定的溫度，當達不到規(guī)定的溫度時，且混凝土強度小于3.5MPa要采取保溫措施，使混凝土溫度不低于防凍劑規(guī)定的溫度。