混凝土冬期施工探討

張建南

（廣東省肇慶市鼎湖區工程技術學校，廣東 肇慶362070）

1 引言

混凝土具有原料豐富，價格低廉，生產工藝簡單的特點，因而其使用量越來越大。同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬等特點。這些特點擴展了其使用范圍，不僅在各種土木工程中使用，在造船業，機械工業，海洋的開發，地熱工程等方面，混凝土也是重要的材料。

冬季施工時，因為氣溫降低造成部分工程建設工作無法進行，因此國家頒布了《建筑工程冬期施工規程》法規。冬期施工一般是指連續5d日平均氣溫低于5℃時進入冬期施工；東北的北部一般有5～6個月的冬期施工期間，大概在10月中旬到4月中旬；根據《建筑施工手冊》中的氣象資料，哈爾濱冬期施工期間為10月18日～4月14日，牡丹江為10月16日～4月13日，齊齊哈爾、佳木斯等在時間上相差不多，伊春則偏長；至于冬期停工還應看工程的具體情況，一般有3個月左右的時間，如果室內工程就短些，一般1～2個月。

混凝土所以能凝結、硬化并獲得強度，是由于水泥和水化熱作用的結果。水化作用的速度在一定濕度條件下主要取決于溫度，溫度越高，強度增長也越快，反之則慢。當溫度降至0℃以下時，水化作用基本停止，溫度再繼續降至－4～－2℃，混凝土內的水開始結冰，水結冰后體積膨脹8%～9%，在混凝土內部產生冰晶應力，使強度很低的水泥石結構內部產生微裂紋，同時減弱了水泥與砂石和鋼筋之間的粘結力，從而使混凝土強度降低。

2 混凝土的冬期施工方法

2.1 砼的拌制

2.1.1 蓄熱法

蓄熱法是將混凝土組成材料（水泥除外）進行適當加熱、攪拌，使澆筑后具有一定的溫度，混凝土成形后在外圍用保溫材料嚴密覆蓋，利用混凝土預加的熱量及水泥的水化熱量進行保溫，使混凝土緩慢冷卻，并在冷卻過程中逐漸硬化，當混凝土冷卻到0℃時，便達到抗凍臨界強度或預期的強度。

蓄熱法保溫選用導熱系數小、就地取材、價廉耐用的材料，如稻草板、草墊、草袋、稻殼、麥秸、稻草、鋸末、聚苯乙烯板凳，并要保持干燥。保溫方式可成層或散裝覆蓋，或做成工具式保溫模板，在保溫時再在表面覆蓋（或包）一層塑料薄膜、油氈或水泥袋紙等不透風材料，可有效的提高保溫效果，或保持一定空間氣層，形成一密閉的空氣隔層，起保溫作用。

蓄熱法具有方法簡單不需混凝土加熱設備、節省能源、混凝土耐久性高、質量好、費用較低等優點，但強度增長較慢，一般適用于不太寒冷的地區（室外最低氣溫在－15℃以上）、厚大結構（表面系數不大于5）等。如選用適當的保溫材料，摻外加劑以及附加其他措施，表面系數大于5的結構，氣溫高于－20℃亦可以使用，對于地下的混凝土結構和大型設備基礎更為適宜。

2.1.2 摻外加劑法

在混凝土中摻入一定量外加劑（或用負溫硬化水溶液拌制混凝土），把混凝土澆筑于普通模板中，在養護過程中，不需采取加熱措施，僅作保護性遮蓋，就能使混凝土在負溫條件下繼續硬化，達到要求的強度。

摻外加劑的作用，就是使之產生抗凍、早強、催化、減水等效用，降低混凝土的冰點，使之在負溫下加速硬化以達到要求的強度。摻外加劑法具有施工簡便、使用可靠、加熱和保溫方法較簡單、費用較低等優點，但混凝土強度增長較慢，適用于截面較厚大的結構及一般低溫（－10～0℃）和凍結期較短的情況下使用，在嚴寒條件下，可與原材料加熱、蓄熱法以及其他方法結合使用。

砼攪拌站嚴格按照試驗室發出的配合比通知單進行生產，不得擅自修改配合比。攪拌前先用熱水沖洗攪拌機10min，攪拌時間為47.5±2.5s（為常溫攪拌時間的1.5倍）。攪拌時投料順序為石、砂、水、水泥和摻合料、外加劑。生產期間，派專職負責骨料倉的下料，以清除砂石凍塊。保證水灰比不大于0.6，從拌和水中扣除由骨料及防凍劑溶液中帶入的水分，嚴格控制粉煤灰最大取代值。攪拌站要與氣象單位保持密切聯系，對預報氣溫仔細分析取保險值，分別按－5℃、－10℃和－15℃對防凍劑試驗，嚴格控制其摻量。必須隨時測量拌和水的溫度，水溫控制在50±10℃，砂子溫度控制在20～40℃，保證水泥不與溫度不小于80℃的水直接接觸。保證砼的坍落度不超過200mm。

2.2 混凝土的運輸

泵送砼的管道采取保溫材料包裹，保證砼在運輸中，不得有表層凍結、砼離析、水泥砂漿流失、坍落度損失等現象。保證運輸中砼降溫度速度不得超過5℃／h，保證砼的入模溫度不得低于5℃，嚴禁使用有凍結現象的砼。

2.3 混凝土的澆筑

遇下雪天氣綁扎鋼筋，綁好鋼筋的部分加蓋塑料布，減少集雪清理難度。澆筑砼前及時將模板上的冰、雪清理干凈。做好準備工作，提高砼的澆筑速度，并在砼泵體料斗、泵管上包裹阻燃草簾被。

2.4 混凝土的養護

養護措施十分關鍵，正確的養護能避免砼產生不必要的溫度收縮裂縫和受凍。在冬施條件下必須采取冬施測溫，監測砼表面和內部溫差不超過25℃。

2.4.1 電熱法

混凝土澆筑后，在混凝土表面或模板外面覆以柔性電熱毯，通電加熱養護混凝土。

2.4.2 蒸汽加熱法

蒸汽加熱法是利用低壓飽和蒸汽（不高于0.07MPa，濕度90%～95%）對新澆筑的混凝土構件進行加熱養護。

蒸汽加熱法有蒸汽養護窯法、氣套法、毛細管模板法、熱拌熱模法和構件通氣法等。

（1）蒸汽養護窯法是在結構或構件周圍用保溫材料（木材、磚、篷布等）加以維護，構成密閉空間（蒸汽窯）或利用坑道、地槽上部遮蓋，四周用土或砂壓嚴，然后通入蒸汽加熱混凝土。該方法施工方便簡單、養護時間短，但蒸汽耗用量大，適用于現場預制數量較多，尺寸較大的大、中型構件或現澆地面以下墻、柱、基礎、溝道和構筑物等的加熱養護

（2）氣套法即在構件模板外再加密封的套版，模板與套版間的空隙不宜超過150mm，在套版內通入蒸汽加熱養護混凝土。此法加熱均勻，但設備復雜，費用大，只在特殊條件下養護水平結構的梁、板等。

（3）毛細管模板法是在混凝土木模板內側沿高度方向開設通常的同期溝槽，即利用所謂“毛細管模板”，將蒸汽通在模板內進行養護。此法蒸汽用量少，蒸汽量在400～500kg／m3，利用率高、加熱均勻、溫度易控制，養護時間短，但模板制作較復雜，耗料多，費用大。

（4）熱拌熱模法是采用特制的空胎式模板，或在構件胎膜內預埋3～4根430mm蒸汽排管，用纖維板或硬質泡沫塑料板封閉，同期加熱混凝土，或僅在模底通入蒸汽，自下而上加熱構件，使其均勻受熱，再加上熱拌骨料蓄熱，使混凝土強度快速增長，該方法可在嚴寒（－30℃）條件下使用，加熱均勻，能節約能源，縮短生產周期，適用于有條件的現場預制構件和中、小型低碳冷拔鋼絲預應力構件使用。

（5）構件內部通氣法，在構件內部預埋外表面涂有廢機油隔離劑的鋼管或膠皮管，澆筑混凝土后隔一定時間將管子抽出，形成孔洞，然后再孔洞內插入短管或排管通入蒸汽加熱混凝土。構件加熱一般可不保溫，但低于－10℃時，為避免溫差過大，減少熱損失，表面應采取簡單的維護保溫措施。混凝土加熱時溫度一般控制在30～60℃，待混凝土達到要求強度后，用砂漿或細石混凝土灌入通氣孔加以封閉。此法施工簡單，熱量可有效利用，節省蒸汽（200～300kg／m2）、燃料、設備，但加熱溫度不夠均勻，適于加熱預制多孔板及搗制柱、梁等構件。

采用妥善的養護方法，防止早期受凍是保證混凝土冬季施工質量的關鍵。一般應根據氣溫情況、結構特點和現場能源條件抉擇。當最低氣溫不低于－15℃，結構的表面系數（表面積和體積之比）不大于5的地面或地下工程，宜采用蓄熱法；結構的表面系數在5以上，要求獲得早強，且電力供應條件較好者，可采用電熱法；結構的表面系數較大，如柱、梁、板等且有充裕蒸汽可資利用時，可采用蒸汽法。此外，對于預制混凝土構件接頭、墻板拼縫以及現澆圈梁等，也可采用遠紅外線或電磁感應的加熱方法取得早強的效果。不論采取何種養護方法，都要注意所用水泥的適應性，進行熱工計算，加強保溫防風，并控制人工加熱的升溫、恒溫、降溫速度，以免混凝土受凍或干裂。

2.5 拆模

將試塊及時送交試驗室，進行試塊強度檢驗。當砼未達到受凍臨界強度均不得拆除保溫加熱設備。砼冷卻到5℃，且超過臨界強度并滿足常溫砼拆模要求時方可拆模。砼溫度通過溫度計來測定；可通過3d同條件試驗與4MPa時，柱模板輕輕脫離砼，繼續養護到拆模。工長根據試驗結果填寫砼拆模申請，報項目總工程師和相關人員批準，重點部位或有特殊要求的結構拆模要特加批準。

3 結語

混凝土施工是現今過程中最常見的，現澆鋼筋混凝土結構也具有強度高、整體性好、抗震能力強等特點，所以做好冬期施工尤為重要。

閑置不用情況，供暖系統會同樣進行供暖，而不能進行個體調節和管控，長期如此的話，也容易造成資源的浪費。

（1）結合冬季施工特點，認真分析本地區冬季施工易發事故類型、原因，辯識查找各類重大事故隱患及安全生產管理中的薄弱環節，對本地區重大事故危險源真正作到心中有數并進行重點監管。強化上級對下級的層級監督和工作檢查，加強對安全責任落實情況的監督檢查，狠抓各項措施的執行和落實。

（2）突出重點，強化施工企業和施工現場的安全管理。一是認真制定針對性強的冬季施工安全措施，開展冬季施工安全生產知識的宣傳、教育和培訓，提高作業人員的自我防范意識和安全操作技能。二是根據氣候變化，靈活安排不同工種工作，在遇到大風、雨、雪等惡劣天氣時應立即停止室外作業，及時清除施工現場的積水、積雪，在采取有效的防凍、防滑措施后方可進行正常施工。監理單位應嚴格把關，消除發生高處墜落事故的隱患。三是加強作業人員生活區的管理，嚴禁將未完工工程的地下室作為住宿場所，工人宿舍取暖設施應設專人管理，嚴禁明火取暖和亂拉、亂接電器，嚴防煙氣中毒、火災和觸電事故。四是加強對室內防水工程、裝飾裝修工程中進行焊接等明火作業的管理，對各類易燃、易爆物品要嚴格管理，合理有效配置消防器材，嚴防發生火災、爆炸事故。

［1］劉英明.主體結構施工［M］.北京：機械工業出版社，2009.

［2］程和平.建筑施工技術［M］.北京：化學工業出版社，2009.

［3］徐江柳.土建專業崗位人員基礎知識［M］.北京：中國建筑工業出版社，2010.