水利工程混凝土冬期施工技術研究

劉長玲趙鋒

1河南工業職業技術學院（473009）2國都建設（集團）有限公司河南分公司（450000）

水利工程混凝土冬期施工技術研究

劉長玲1趙鋒2

1河南工業職業技術學院（473009）2國都建設（集團）有限公司河南分公司（450000）

水利工程受汛期的制約，往往要在冬季施工。為保證混凝土工程的施工質量，避免新澆混凝土早期受凍，必須采取特殊的技術措施進行施工，即混凝土冬期施工技術。

混凝土；冬期施工；施工方法

工程實踐證明，當室外平均氣溫低于－10℃時，施工費用比常溫施工時增加50%以上，同時由于施工設備、建筑材料、施工各環節出現問題的機率成倍增加，使施工效率僅為常溫施工的40%左右，而且工程質量也不容易保證。因此，研究混凝土冬期施工技術,不僅可以提高混凝土的施工質量，而且對編制冬期混凝土的施工方案、正確確定投標報價也有極大的作用。

1 冬期施工起止日期概念

《水工混凝土施工規范》(DL/T 5144-2001)規定:當日平均氣溫連續5 d穩定在5℃以下，或者最低氣溫連續5 d穩定在－3℃以下時，混凝土工程即進入冬期施工。

根據當地多年氣溫資料，可以取第一個出現連續5 d穩定低于5℃的初日作為冬期施工的起始日期。當氣溫回升時，取第一個連續5 d穩定高于5℃的末日作為冬期施工的終止日期。初日和末日之間的日期即為混凝土冬期施工期。

2 冬期施工的工藝要求

混凝土冬期施工要求正溫澆筑、正溫養護,對原材料的加熱，混凝土的攪拌、運輸、澆筑和養護均應根據氣候條件進行熱工計算,選擇適宜的保溫措施。

2.1 對材料和材料加熱的要求

配制混凝土用的水泥,應優先選用活性高、水化熱量大的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，不宜用火山灰質硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。蒸汽養護時用的水泥品種應經過試驗確定。水泥的強度等級不應低于42.5級,最小水泥用量不宜少于300 kg/m3,水灰比不應大于0.6。水泥不得直接加熱,使用前1～ 2 d運入暖棚存放，暖棚溫度宜高于5℃。

骨料宜在進入低溫季節前篩洗完畢，成品料應有足夠的儲備和堆高,要有防止冰雪和凍結的措施。拌制混凝土的砂、石溫度要符合熱工計算的需要溫度。根據工程實踐，日平均氣溫穩定在－5℃以下時加熱骨料是較經濟合理的措施。不論采用何種加熱方法，都不得用火焰直接加熱集料。

2.2 混凝土的攪拌、運輸和澆筑

1）攪拌

混凝土不宜露天攪拌，應盡量搭設暖棚，優先采用大容量的攪拌機,以減少混凝土的熱量損失。攪拌前，清除機內的積水或冰水，用熱水或蒸汽沖洗攪拌機，使攪拌機處于正溫狀態。混凝土的拌和時間比常溫季節適當延長，具體通過試驗確定，一般延長20%～30%。由于水泥和60℃左右的水拌和會發生假凝現象,用熱水拌和時，水溫不宜超過60℃。水溫超過60℃時，應改變加料順序，先將水和砂石投入拌和，然后加入水泥。采用加熱骨料法時，最高溫度也不宜超過60℃。若不加熱骨料，骨料中絕不能混有冰雪，且表面不能結冰。

2）運輸

盡量減少倒運次數，使用大容積的運輸工具減少運輸時間，運輸距離盡量縮短，保證混凝土不離析、不喪失塑性。裝載混凝土的設備應加以保溫，并有可靠的防風措施。在工作停頓或結束時，必須立即用蒸汽或熱水將運輸設備及混凝土拌和機洗凈，恢復運輸時應先給運輸設備加熱。

3）澆筑

當預計施工期的日平均氣溫在0℃以上時，混凝土可露天澆筑。若在－5℃以下，就應在暖棚內澆筑。

混凝土澆筑前，應清除模板和鋼筋上的凍雪和污垢，盡量加快混凝土的澆筑速度，防止熱量散失過多。混凝土拌和物的出機溫度宜通過熱工計算確定，澆筑溫度不宜低于3℃。嚴寒和寒冷地區采用蓄熱法時溫度不應低于5℃，采用暖棚法時溫度不應低于3℃。采用加熱養護時，混凝土養護前的溫度不得低于2℃。

在施工操作上要加強混凝土的振搗，盡可能提高混凝土的密實程度。冬期振搗混凝土要采用機械振搗，振搗時間應比常溫時有所增加。

混凝土施工完畢后,外露的表面必須及時保溫，外露在保溫模板和暖棚外的所有金屬部件均應保溫。

3 冬期施工方法的選擇

混凝土冬期施工常用方法有:暖棚法、蓄熱法（包括綜合蓄熱法）、外部加熱法和負溫混凝土法。

1）暖棚法。在混凝土結構周圍用保溫材料搭成暖棚，在棚內安設熱風機、蒸汽排管或電熱設備進行采暖，使混凝土澆筑和養護處于正溫條件下。暖棚法施工一般適用于地下工程與混凝土工程量較集中的部位。

2）蓄熱法。該方法主要適用于氣溫－10℃左右、結構較厚的工程。其做法是對原材料(水、砂、石)進行加熱，使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后，還儲備有相當的熱量，以使水泥水化放熱較快，并加強對混凝土的保溫，減小混凝土內外溫差，保證在混凝土降到0℃以前，使新澆混凝土達到允許受凍臨界強度。此法工藝簡單，施工費用不高，但要注意內部保溫，避免外露表面受凍，且要延長養護齡期。

3）外部加熱法。其中包括:火爐加熱、蒸汽加熱、電熱法、紅外線加熱。該方法主要適用于氣溫－10℃以上，而結構構件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣,將熱量傳給混凝土，或直接對混凝土加熱，使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。

4）負溫混凝土法。在混凝土中摻有較大量防凍劑，使混凝土在負溫下仍處于液相狀態，水化作用可以繼續進行，從而使混凝土強度繼續增長。混凝土澆筑完成后只需進行簡單覆蓋養護，以防混凝土冷卻過快。該方法主要適用－10℃以上的天氣且澆筑構件厚度大的棧橋橋墩、擋墻、涵洞等非主要工程部位的無筋混凝土的施工。

4 結語

實際工程中，要根據施工時的氣溫情況、工程結構狀況、構件厚薄與外露情況、工期緊迫程度、水泥及外加劑性能、保溫材料性能、熱源的條件等，來選擇合理的施工方法。

隨著科學技術的發展和施工工藝水平的提高，混凝土冬期施工將會出現更加便捷有效的方法，因此，應根據實際情況，選擇合理的施工方法，以獲得最優良的施工質量。但也應認識到，無論是水利工程或是建筑工程,冬期施工無論采取什么樣措施，對混凝土澆筑質量都有不同程度影響，為此應當合理安排，避免或減少冬期施工時間。