淺談混凝土冬季施工技術措施與質量控制

【摘要】沈陽市府廣場地鐵配套工程，因沈陽地鐵二號線開通運營搶工期的需要，地鐵明挖車站冬季施工結構的實際經歷，總結了保證混凝土冬季施工的技術措施與質量控制方法。混凝土冬季施工定義連續5d低于5℃，聚降至0℃，混凝土受凍臨界強度必須達到最低強度。沈陽地區10月20日開始進入冬季施工，到第二年3月25日能結束，嚴冬在12月初至第二年2月末，2010年冬季最低溫度為-30℃，-20℃溫度能持續1.5月。

【關鍵詞】冬施施工、混凝土、技術措施、質量控制

1、概述

新拌混凝土是由水泥漿與砂石混合攪拌而成，而水泥漿是水泥顆粒在水中的懸浮體。高溫度降至0℃以下時，水固結冰而膨脹，當混凝土解凍后，膨脹出來的體積不能復原，便成混凝土的毛細孔隙，科學實踐證明，新拌混凝土受凍后，毛細孔隙的體積要增加9%，其中粗大孔的孔隙體積大量增加。

水是混凝土發生凍害的罪魁禍首。高溫度降0℃以下時，含于混凝土內部的水分就凍結成冰，水結冰后體積膨脹9%，對混凝土產生不良影響。混凝土經攪拌成型以后，逐漸從塑形狀態向剛性狀態轉化。

因此，混凝土冬季施工的質量控制，施工方必須編制具有針對性強，可操作性強的施工組織設計，施工當中要從原材料、混凝土攪拌站、骨料進暖房加熱，混凝土運輸、混凝土入模、保溫、養護等抓起，分工明確、責任落實到人頭。

2、技術措施

2.1保溫加熱法（正溫養護工藝）

（1）原材料預先加熱，使混凝土在攪拌、振搗后仍有一定的正溫，在澆筑完的混凝土構件周圍采用保溫材料進行封閉包裹。必要時還要采用電暖或其他措施加熱，使混凝土在正溫條件下逐漸硬化。

（2）原材料預先加熱，加熱水最為方便，溫度易于控制，水的熱容量又大，加熱水可以將較多的熱量帶進混凝土內，加熱水是最經濟的，所以當日平均氣溫高于-5℃時，只加熱水即可滿足要求。

2.2摻用防凍劑法（稱負溫養護工藝）

（1）混凝土配合比，在可能條件下盡量采用低水灰比，低用水量的流動性混凝土甚至干硬性混凝土，這樣可提高早期正溫養護的強度，又可減少凍水。

（2）在混凝土中摻入早強劑，既有降低冰點作用，又有早強效果，但是“堿”的含量不能超過規范要求，“氯”的含量不能超過規范和設計要求，“堿”是混凝土的“癌癥”，“氯”是鋼筋混凝土中的“大敵”。

2.3綜合蓄熱法（稱為綜合養護工藝）

采用綜合蓄熱法必須以提高混凝土的入模溫度為主，入模溫度必須在10℃以上，并優先選用復核外加劑，達到早強，防凍并達到設計強度，在城市軌道施工中，全部是采用商品混凝土，施工方和監理方要到商品混凝土廠家調研考察其生產混凝土的硬性要求，生產條件、生產的質量保證，供貨能力，運輸過程的保溫，運輸距離等技術條件。

2.4暖棚保溫措施（嚴冬必須采取的措施）

蓄熱暖棚頂板采用10cm厚的苯板進行封頂，四周采用2cm厚的擋風棉簾封閉。在各暖棚出入通道可采用兩道擋風棉簾，防止熱量流失，影響保溫效果。在初冬階段，結構蓄熱暖棚可利用水泥水化熱提高棚內溫度，棚內設置測溫點，必要時采用暖風機進行加溫，確保棚內溫度在5℃以上。

2.5地鐵2號線車站結構冬季施工

根據施工安排及結構分段長度，冬季施工時采用貝雷片搭設3座可移動式蓄熱暖棚，四周采用2cm擋風棉簾封閉，頂板采用彩鋼板夾10cm厚苯板進行隔斷四周冷空氣，根據日常棚內溫度監測情況，及時增設電暖風，確保棚內環境溫度。暖棚結構如下圖：

2.6 混凝土溫度監測措

2.6.1 測溫范圍與測溫時間

沈陽市府廣場地鐵二號線車站冬季施工現場

（1）大氣溫度

（2）水泥、水、砂子、石子等原材料的溫度

（3）混凝土或砂漿棚室內溫度

（4）混凝土或砂漿出罐溫度及入模或上墻溫度

2.6.2 測溫孔布置

（1）現澆混凝土梁、板、圈梁的測溫孔，應垂直插入預留位置。梁測孔每3m長設一個，且每跨至少設2個，孔深1/3～1/2梁高。圈梁測孔每4m長設1個，且每跨至少設1個，孔深1/2梁高。板測孔每15m2設1個，且每間至少設1個，孔深1/2板厚。

（2）現澆鋼筋混凝土構造柱，每根柱上端接頭設測孔1個，孔深10cm，測孔與柱面成90°角。

3 混凝土冬季施工質量控制措施

3.1結構混凝土冬季施工措施

（1）混凝土配合比選擇

冬季混凝土的施工技術要求比較高，特別在大體混凝土中要防止混凝土因水泥水化熱引起溫度應力裂縫。因此需要在材料選擇上做好充分的準備工作，才能保證混凝土順利施工。

（2）材料選擇

①、水泥

考慮普通水泥水化熱較高，特別是應用到大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發，混凝土內部溫度過高，與混凝土表面產生較大的溫度差，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力。當表面拉應力超過早期混凝土抗拉強度時就會產生溫度裂縫，因此確定采用硅酸鹽水泥，標號為42.5級，最小水泥用量不得低于300kg，水灰比不得大于0.6。

②、砂、石等粗骨集料要進帶地熱的暖棚，砂、石加熱在20℃～40℃之間。

③、水加熱，采用2噸以上的鍋爐進行加熱，水加熱溫度在60℃～80℃之間。

（3） 混凝土澆筑

根據本工程主體結構面積大、體積大、澆筑強度大和施工段落劃分情況，采用分層、分塊相結合的澆筑方法。分層厚度不超過振搗器作用半徑1.25倍，分塊長度不超過30m。

澆筑過程中，應注意防止混凝土的分層離析，混凝土自由傾落度不超過2m。設專人觀察模板、支撐、鋼筋、預埋件和預留洞的情況，當發現有變形、移位時，立即停止澆筑，并在混凝土初凝前校正完好。控制好側墻、中板、底板標高及中線偏移情況。

3.2 冬季施工混凝土施工注意事項

（1）水泥不得直接加熱，袋裝水泥使用前運入暖棚內存放，水泥的強度等級不得低于42.5mpa，最小水泥用量不得低于300kg，水灰比不大于0.6。

（2）首先核實商品混凝土供應單位的配合比是否符合設計要求；核實預拌混凝土是否符合施工所需混凝土的強度等級要求；

（3）要提前做好混凝土澆筑的所有準備工作，保證混凝土澆筑的連續進行，不得出現讓混凝土運輸車輛在施工現場長時間等待。澆注前應清除模板及鋼筋上的冰雪。根據工程項目特點，合理安排澆筑順序，盡可能的縮短混凝土的澆筑時間，減少混凝土的熱量損失。

（4）泵管用巖棉管包裹，外纏塑料布保溫，以減少熱量損失。泵送開始前用熱水沖送泵管，使之預熱，以減少混凝土輸送熱量損失。

（5）在任何情況下必須保證混凝土的入模溫度不得低于10℃，不符合溫度要求的混凝土不得使用。混凝土澆注過程中要隨時測量澆筑溫度，記錄詳細，保證混凝土在可控的狀態下施工。

（6）混凝土澆注后應在裸露的混凝土表面采用塑料薄膜覆蓋，需覆蓋保溫材料，不能立即灑水養護。拆模時混凝土溫度與環境溫度差不得大于15℃，拆模后混凝土表面應及時覆蓋，使其緩慢冷卻，以防止混凝土表面因溫差過大而出現裂縫。

參考資料

【1】《建筑施工冬季施工規程》JGJ104—2011

【2】《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204—2013

【3】《建筑工程施工質量驗收統一標準》GB50300—2001