冬季高寒地區混凝土施工技術與方案選擇

摘 要：高寒地區冬季混凝土施工一直是工程建設的難點。為提高工程質量，節約資本，加強冬季高寒地區混凝土施工技術研究有較大意義。本文分析比較了高寒地區混凝土施工方法，為冬季混凝土施工提供理論依據。

關鍵詞：高寒地區；混凝土；施工技術

1 冬季混凝土施工概述

根據建筑工程施工相關規程，室外平均氣溫連續5天穩定低于5℃時即進入冬季施工狀態；當其溫度連續5天穩定高于5℃即解除冬期施工。我國部分地區冬季時間長，氣溫較低，每年冬季施工時間約達到5個多月（即每年10月至新一年3月中下旬）。這樣嚴寒的氣候加大了建筑施工的難度，為了保證工程質量，提高工作效率及經濟效益，我們因對高寒地區冬季混凝土施工方法進行相關研究。

國內外混凝土施工的相關理論與實踐表明，當環境溫度低于4℃時，需要采取相應的保溫防凍措施，避免早期受凍，保證混凝土外露面與環境氣溫保持較小溫差，這樣也能取得較好的施工結果。我國水工混凝土施工規范規定大體積混凝土受凍臨界強度不低于7.0MPa，鋼筋混凝土和非大體積混凝土則不小于設計強度的85%。為達到規范要求，目前應用較多的是“成熟度”法，根據強度、溫度和時間的關系，推算冬季施工時的混凝土強度，并了解負溫情況下混凝土生長情況。

2 冬季混凝土施工方法

一般來說，混凝土冬季施工方法主要有以下幾種：

2.1 提高養護溫度。該方法適宜的環境溫度為0～-25℃時，可通過提高混凝土養護溫度，來保證混凝土在正溫下硬化。這類施工技術具體的做法主要有：暖棚法、電加熱法、蒸汽法等。

2.2 投加防凍劑。此方法一般的做法是負溫養護法，即是在拌合料中加入防凍劑，利用防凍劑的性能保證混凝土在負溫情況下硬化，并在相應規定的時間內達到強度要求，適宜的環境溫度為-15℃。該方法應用較為廣泛，可以與其他方法配合使用，目前常用較多的有單抗凍劑如氧化鈣、氯化鈉等和復合抗凍劑。

2.3 提高混凝土入模前溫度。此類方法較為簡單，應用的也較多，一般有：蓄熱法（適宜溫度為-5℃）、綜合蓄熱法（適宜溫度為-15℃）、廣義綜合蓄熱法（適宜溫度為-25℃）。蓄熱法較多應用在大體積混凝土施工中，其主要原理是利用拌合料的熱量和水化熱，在散熱面覆蓋相應的保溫材料，降低混凝土的冷卻速度，達到正溫硬化的效果。綜合蓄熱法施工應選用一定的早強劑或防凍劑。這兩種方法在《建筑工程冬季施工規程）（JGJl04-97）已有明確的規定。對于廣義綜合蓄熱法，它指的是在負溫條件下，依靠防凍劑和混凝土拌合骨料，提高混凝土拌合物入模溫度，并且附以有效保溫材料，使混凝處于低負溫養護狀態，縮短養護時間，在防凍劑溫度限值之前混凝土達到受凍臨界強度。一般來說，防凍劑組成以防凍為主，早強為輔。

3 高寒地區冬季混凝土施工方法

高寒地區冬季室外環境溫度可達-40℃以上，由上述可知，負溫法和蓄熱法已經無法滿足這樣極端的低溫環境，但暖棚法和電熱法雖然能適應低溫條件，但施工較為復雜，造價偏高。對于實際工程項目，還需要根據地區條件和工程情況來選擇合適的施工方法。

3.1 暖棚法

暖棚法是指采用暖風機、保溫模板和保溫材料提高倉面溫度，減少混凝土澆筑和養護期間的熱量損失，保證表面溫度達到相應規范要求的施工方法。一般來說，暖棚法的施工方案包括：立保溫模板、布熱風炮及其風筒架設、倉面升溫、澆筑、覆蓋保溫材料、養護、拆除相應裝置。

暖棚法一般應用在混凝土量較多的地方，如一些混凝土工程較為集中的地下基礎工程等。在正溫養護條件下，有效地達到防凍效果，同時也保證了較高的混凝土強度增長速度。此類方法施工時應做好相應的施工防護工作，避免造成環境污染。根據胡小舟等研究表明，該方法在大唐內蒙古托克托發電廠3號機組主廠房得到了良好的應用，施工期間環境最低溫度達-20℃，棚內溫度可達8℃以上，對混凝土養護創造了合適的條件。

3.2 電加熱法

電加熱法指的是將電能轉化為熱能對混凝土進行加熱養護的方法。一般的做法是將電熱器靠近混凝土表面或將電極放入混凝土內，接通電源，提高混凝土溫度。此類方法簡單易控制，熱損失較小，但是電耗過大，不經濟，一般適用于小體積混凝土。對于小型的構件，可以利用電熱毯法進行包裹加熱。此法在大唐七臺河電廠鍋爐耳房得到了應用，其應用后混凝土溫度和強度達到了相應的規范要求，效果良好。

3.3 蒸汽養護法

蒸汽養護法是指利用蒸汽直接或間接養護，為混凝土結構表面營造良好的濕熱環境，加快混凝土硬化。該法一般適用于預制構件或大體積混凝土，但需要相應的鍋爐設備，熱損失大，費用較高，勞動條件不佳，所以它的應用受到了一定的限制。

3.4 廣義綜合蓄熱法

廣義綜合蓄熱法使用的前提是防凍劑的選擇和澆筑后的模板保溫。已有研究表明，通過投加適宜的防凍劑可以確?；炷猎诘蜏叵聺仓?，提高混凝土強度。

3.5 復合養護法

單一的養護方法有其局限性，無法滿足實際工程中多種多樣的環境變化，所以在施工過程中，根據實際工程特點和區域環境特征，可以采用多種方法相結合，相互彌補各自的缺陷，達到最佳的養護效果。在大唐黑龍江七臺河發電廠二期工程中，工作人員應用了暖棚法和廣義綜合蓄熱法相結合施工方法，即是利用暖棚進行混凝土的澆筑養護，同時利用廣義綜合蓄熱法進行施工過程控制，其混凝土各項指標均達到規范要求。

4 結束語

混凝土施工對工程質量有著直接的影響。一直以來，高寒地區冬季混凝土施工是工程建設的難點。相關專業人員仍應結合工程實踐，加強對冬季混凝土施工技術的研究與探索。

參考文獻

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