淺談冬季砼施工的技術(shù)和質(zhì)量保證措施

孫建軍 孫娜

摘 要：本文闡述了冬季砼施工的準(zhǔn)備、冬季施工的主要技術(shù)質(zhì)量控制和冬季施工中混凝土的常見質(zhì)量通病和預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：混凝土；冬季施工；質(zhì)量措施

一、冬季施工準(zhǔn)備

1.施工技術(shù)方案：施工技術(shù)方案（措施）的制定必須以確保施工質(zhì)量及生產(chǎn)安全為前提，具有一定的技術(shù)可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性。制定的施工技術(shù)方案（措施）應(yīng)具有施工部署（進(jìn)度安排）、施工程序、施工方法、機(jī)具與材料調(diào)配計(jì)劃、施工人員技術(shù)培訓(xùn)（測(cè)溫人員，摻外加劑人員）與勞動(dòng)力計(jì)劃、保溫材料與外加劑材料計(jì)劃、操作要點(diǎn)、質(zhì)量控制要點(diǎn)、檢測(cè)項(xiàng)目等方面的內(nèi)容。

2.生產(chǎn)準(zhǔn)備：根據(jù)制定的進(jìn)度計(jì)劃安排好施工任務(wù)及現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作。如現(xiàn)場(chǎng)供水管道的保溫防凍，攪拌機(jī)棚的保溫，場(chǎng)地的整平及臨時(shí)道路的設(shè)置。

3.資源準(zhǔn)備：根據(jù)制定的計(jì)劃組織好外加劑材料、保溫材料、施工儀表（測(cè)溫劑）、職工勞動(dòng)保護(hù)用品等的準(zhǔn)備工作。

二、冬季混凝土施工技術(shù)

1.混凝土冬季施工的一般原理：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(qiáng)度是由于水泥水化作用和結(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(dāng)溫度升高時(shí)，水化作用加快，強(qiáng)度增長也較快。而當(dāng)溫度降低到0℃時(shí)，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)楣滔啵ㄋ＿@時(shí)參與水泥水化作用的水減少了，因此水化作用減漫，強(qiáng)度增長相應(yīng)較慢。水變成冰后體積約增大9%，同時(shí)產(chǎn)生約2500kg/cm2的冰脹應(yīng)力。這個(gè)應(yīng)力值常常大于水泥石內(nèi)部形成的初期強(qiáng)度值，使混凝土受到不同程度的破壞（即早期受凍破壞）而降低強(qiáng)度。此外，當(dāng)水變成冰后，還會(huì)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(qiáng)度。

混凝土化凍后（即處在正常溫度條件下）繼續(xù)養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度還會(huì)增長，不過增長的幅度大小不一，預(yù)養(yǎng)期長、獲得初期強(qiáng)度較高（如達(dá)到R28的35%）的混凝土受凍后，后期強(qiáng)度都有損失。而安全預(yù)養(yǎng)期短、獲得初期強(qiáng)度比較低的混凝土受凍后，后期強(qiáng)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(qiáng)度（一般稱臨界強(qiáng)度），即可達(dá)到預(yù)期效果。對(duì)于臨界強(qiáng)度各國規(guī)定取值不等，我國規(guī)定為不低于設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的30%，也不得低于35kg/cm2。

2.混凝土冬季施工方法的選擇：從上述分析可以知道，在冬季混凝土施工中需主要解決三個(gè)問題：一是如何確定混凝土最短的養(yǎng)護(hù)齡期；二是如何防止混凝土早期凍害；三是如何保證混凝土后期強(qiáng)度和耐久性滿足要求。在實(shí)際工程中，要根據(jù)施工時(shí)的氣溫情況，工程結(jié)構(gòu)狀況（工程量、結(jié)構(gòu)厚大程度與外露情況），工期緊迫程度，水泥的品種及價(jià)格，早強(qiáng)劑、減少劑、抗凍劑的性能及價(jià)格，保溫材料的性能及價(jià)格，熱源的條件等來選擇合理的施工方法。目前基本上采用以下四種方法。

第一，調(diào)整配合比方法。主要適用于在一5℃左右的混凝土施工。具體做法是選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段，試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)使用早強(qiáng)硅酸鹽水泥，該水泥化熱較大，且在早期放出強(qiáng)度高，一般3d抗壓強(qiáng)度大約相當(dāng)于普通硅水泥7d的強(qiáng)度，效果較明顯；盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達(dá)到齡期強(qiáng)度的時(shí)間；摻用引氣劑，在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑后生成的氣泡，相應(yīng)增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動(dòng)性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力，提高混凝土的抗凍性；摻加早強(qiáng)外加劑，縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間、提高早期強(qiáng)度，應(yīng)用較普遍的有硫酸鈉（摻用水泥用量的2%）和MSF復(fù)合早強(qiáng)試水劑（摻水泥用量的5%）；選擇顆粒硬度和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹相近。

第二，蓄熱法。主要用于氣溫10%℃左右、結(jié)構(gòu)比較厚大的工程。做法是對(duì)原材料（水、砂、石）進(jìn)行加熱，水采用火爐加熱，把水裝到容量大的鍋或桶中加熱到80℃以下，對(duì)砂石料采用保溫棚保溫，使混凝土在攪拌、運(yùn)輸和澆灌以后還儲(chǔ)備有相當(dāng)?shù)臒崃浚允顾嗨艧彷^快，并加強(qiáng)對(duì)混凝土的保溫，以保證在溫度降到O℃以前使新澆混凝土具有足夠的抗凍能力。此法工藝簡(jiǎn)單，施工費(fèi)用不多，但要注意內(nèi)部保溫，避免角部與外露表面受凍，且要延長養(yǎng)護(hù)齡期。

三、混凝土冬季施工的質(zhì)量通病以及預(yù)防措施

1.鋼筋的銹蝕與混凝土裂縫 由于鋼筋的氧化銹蝕伴生體積膨脹，致使混凝土沿主筋或箍筋方向產(chǎn)生裂縫。水泥的安定性不良，混凝土的水灰比太大，早期強(qiáng)度低，失水太快也會(huì)引起開裂。混凝土內(nèi)部水分由邊緣向中心移動(dòng)形成壓力，也將引起軸向裂縫。

（1）嚴(yán)格控制氯鹽的摻量。按照“鋼筋混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范”規(guī)定，氯鹽的摻量不得超過水泥重量1%，基本鋼筋就不銹蝕。

（2）限定量的氯鹽摻入時(shí)應(yīng)充分溶解或攪拌均勻，以防止偏折引起局部鋼筋銹蝕。

（3）控制水泥質(zhì)量和混凝土混合物水灰比，增大其密度性，防止水分轉(zhuǎn)移，均能有效地防止混凝土的裂縫產(chǎn)生。

2.結(jié)構(gòu)疏散與水分轉(zhuǎn)移 水分轉(zhuǎn)移及結(jié)構(gòu)疏散的混凝土以表面呈冰晶或土黃色、砂漿骨料結(jié)合脆弱、聲音空啞等為特征。同時(shí)由于混凝土內(nèi)部壓力差、溫度濕度差，使水分自邊緣向中心移動(dòng)造成空隙。

（1）適當(dāng)摻用以防凍劑、減水劑、早強(qiáng)劑、引氣劑組成的復(fù)合外加劑，減少水灰比，采取重復(fù)振動(dòng)，加壓振動(dòng)，提高結(jié)構(gòu)致密性。

（2）混凝土表面“冰封利用其濕水性均為有效。

3.表面起灰 “表面起灰”是以砂漿和粗骨料相脫離，表面起灰，骨料裸露為特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大，離析，泌水嚴(yán)重，粘聚性、保水性差，加上養(yǎng)護(hù)溫度低，水泥水化趨于停止，混凝土水分迅速外離，導(dǎo)致表面起灰。預(yù)防措施是嚴(yán)格控制水灰比，延長混凝土混合物攪拌時(shí)間，表面覆蓋塑料薄膜保水。

4.結(jié)晶腐蝕一混凝土表面返霜 混凝土硬化后，某種外加劑溶液通過毛細(xì)管的作用滲到混凝土表面，而混凝土表面的水分則逐漸蒸干，此種情況還將影響混凝土與飾面層的結(jié)合。

總之，冬季砼施工中首先要確定砼施工中的技術(shù)方案，組織好外加劑材料、保溫材料等，其次要掌握冬季砼施工的技術(shù)和質(zhì)量保證措施，最后要針對(duì)砼冬季施工的質(zhì)量通病采取預(yù)防措施。

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