試論混凝土冬季施工的基本要求及改善措施

駱向忠

【摘 要】抗凍性是衡量混凝土施工質(zhì)量的重要指標(biāo)，提高混凝土的抗凍性勢必提高并確保建筑工程的施工質(zhì)量。因此，在我國北方冬季寒冷地區(qū)尤其要重視混凝土冬期施工時(shí)的基本要求和所采取的措施，以保證人民的入住安全。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；冬期施工；混凝土抗凍性；施工質(zhì)量；基本要求；改善措施

業(yè)內(nèi)人士很清楚，抗凍性是衡量混凝土施工質(zhì)量的重要指標(biāo)，提高混凝土的抗凍性勢必提高并確保建筑工程的施工質(zhì)量。因此，在我國北方冬季寒冷地區(qū)尤其要重視混凝土冬期施工時(shí)的基本要求和所采取的措施，以保證人民的入住安全。

眾所周知，新疆大部分地區(qū)的建筑物在寒冷氣候中容易受到冰凍損壞，進(jìn)而影響自身的使用性能和結(jié)構(gòu)安全。為此，應(yīng)利用混凝土抗凍性理論解決和緩解冬季混凝土施工的弊病，提升混凝土結(jié)構(gòu)的抗凍性能，同時(shí)進(jìn)一步完善與發(fā)展混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)和施工工藝。

那么，為了確保建筑工程質(zhì)量，混凝土在冬季施工應(yīng)遵循哪些基本要求，又需采取哪些改善措施？

1.混凝土凍融損傷的基本類型及混凝土凍融損傷的基本原因

1.1 混凝土凍融損傷的基本類型，包括兩種情況：一是表面損傷，比如剝落脫皮等；二是內(nèi)部損傷。從混凝土表面并不能看出內(nèi)部損傷的特征，但其危害性是極大的，嚴(yán)重時(shí)甚至可以改變混凝土性質(zhì)，比如降低彈性模量等。

1.2 混凝土凍融損傷的基本原因，有新拌混凝土凍融損傷的原因及成熟混凝土凍融損傷的基本原因兩種情況。另外，骨料作為混凝土結(jié)構(gòu)的重要組成部分，倘若其冷凍膨脹也會(huì)導(dǎo)致混凝土破裂。

1.2.1 新拌混凝土凍融損傷的原因。新攪拌的混凝土由于空隙率高、含水量多、強(qiáng)度低，比較容易發(fā)生凍融損傷現(xiàn)象。

發(fā)生機(jī)理為：混凝土表面降溫冷卻時(shí)，冷流向結(jié)構(gòu)內(nèi)延伸，并在深處空穴中逐漸凍結(jié)。一般情況下，由空隙大的空穴開始形成晶狀體，逐漸增大的同時(shí)蔓延到其他部位，形成宏觀移動(dòng)。晶狀體形成、增大過程中倘若混凝土材料不能承受其所帶來的拉應(yīng)力，則導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度發(fā)生破壞，進(jìn)而損壞混凝土結(jié)構(gòu)。

1.2.2 成熟混凝土凍融損傷的基本原因。成熟混凝土產(chǎn)生凍融損傷主要與兩個(gè)方面有關(guān)：一是內(nèi)應(yīng)力，二是靜壓力。

混凝土結(jié)構(gòu)中的孔徑分為凝膠孔、毛細(xì)孔和氣泡孔，可凍水主要集中在水泥石和骨料顆粒的毛細(xì)孔中，凝膠孔中的水不可能就地凍結(jié)，氣泡孔中的水易凍結(jié)。通常情況，混凝土結(jié)構(gòu)中孔徑的空隙是連續(xù)分布的，其中存在的水分按照一定順序凍結(jié)，溫度越低，可凍水越多。在某一固定負(fù)溫下混凝土結(jié)構(gòu)中只存在部分可凍水，當(dāng)孔徑中的實(shí)際凍水超過可凍水體積，多余的體積必然對混凝土造成破壞力，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞。

發(fā)生機(jī)理為：水化過程中混凝土內(nèi)部形成凝膠體，連續(xù)分布的孔徑網(wǎng)絡(luò)被分割成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的毛細(xì)孔，與周圍的凝膠孔構(gòu)成了滲水器壁。隨著水化不斷深入，混凝土的致密性和溫度逐漸下降，可凍水逐漸增多，滲水器壁的滲水性能下降，最終因疏導(dǎo)不暢、冰晶膨脹增大導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和靜壓力，致使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。

1.2.3 骨料作為混凝土結(jié)構(gòu)的重要組成部分，倘若其冷凍膨脹也會(huì)導(dǎo)致混凝土破裂。因此，為了保證混凝土結(jié)構(gòu)在冬季的完好性，需要確保骨料不遭受到破壞。當(dāng)骨料顆粒達(dá)到一定程度以上，混凝土內(nèi)部水壓力因超過骨料的破裂強(qiáng)度而發(fā)生內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞。因此，冬季混凝土施工應(yīng)盡量避免選擇吸水性好、滲透性好、空隙大的骨料，應(yīng)盡量選擇小的骨料顆粒。

2.為了保證冬季施工混凝土結(jié)構(gòu)的完好性，混凝土冬季施工應(yīng)滿足的施工基本要求

2.1 確保混凝土材料的儲(chǔ)備溫度。冬季施工中混凝土材料在運(yùn)輸、存放過程中容易受凍，為此，混凝土材料應(yīng)組織進(jìn)行，并在其上面覆蓋足夠厚度的草袋、棉氈或其他保護(hù)措施，盡可能保證材料溫度在0℃以上，避免發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象。

2.2 攪拌過程中進(jìn)行加溫，并防止冰雪、凍塊進(jìn)入攪拌機(jī)。攪拌站保持正常溫度前提下，還要在混凝土攪拌過程中進(jìn)行加溫處理，確保攪拌后滬寧圖形成一定性能。具體的加熱水溫度應(yīng)經(jīng)科學(xué)方式得到。另外，混凝土攪拌過程中要避免冰雪、凍塊物質(zhì)進(jìn)行攪拌機(jī)，降低混凝土材料的攪拌溫度。

2.3 嚴(yán)格控制混凝土拌合程序。為了保證混凝土辦好后形成一定性能，必須嚴(yán)格按照拌合程序投入各項(xiàng)材料及用量。加入砂石后，投入90%水進(jìn)行拌合，拌合1min后加入水泥、外加劑材料，再拌合1.5min后，投入剩余的10%比例的水。砂石、水泥、外加劑等原材料必須分開投入，嚴(yán)格掌控拌合時(shí)間，不易過長或過短，以免影響混凝土的和易性和工程性性。

2.4 嚴(yán)控運(yùn)料。混凝土施工過程中應(yīng)用的運(yùn)輸車、輸送泵、管道使用前必須清洗干凈，并進(jìn)行加溫處理。比如，采用棉氈包裹管道，熱水加溫處理等。與此同時(shí)，還要保證運(yùn)輸順暢，避免混凝土過長時(shí)間暴露在寒冷空氣中，以免結(jié)凍。

2.5 嚴(yán)格監(jiān)管混凝土澆筑過程。澆筑過程中除了采取加溫處理措施外，還應(yīng)減少暴露時(shí)間。倘若混凝土加固處理時(shí)，必須清理干凈舊混凝土表面，然后對其進(jìn)行加溫，直至溫度升到10℃以上方可進(jìn)行澆筑工作；

2.6 注意溫度監(jiān)測。混凝土冬季施工中鑒于溫度的重要性，施工過程中應(yīng)采取科學(xué)工具實(shí)時(shí)監(jiān)測混凝土的施工溫度，避免因溫度過低產(chǎn)生凍結(jié)問題，影響混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

3.混凝土冬季施工的改善措施

3.1 采用防凍劑和引氣劑。

3.1.1 防凍劑的使用可以降低新拌混凝土內(nèi)部水溶液冰點(diǎn)，有效抑制冰晶體膨脹增大，保護(hù)未成熟混凝土不受冰凍、寒冷氣候等不利因素影響，在負(fù)溫條件下仍然能夠正常水化。

3.1.2 引氣劑的使用不僅可以在混凝土表面無冰凍情況下減輕大體積水引導(dǎo)冰凍現(xiàn)象的出現(xiàn)，也可以冰晶形成過程中減輕其危害，保護(hù)成熟混凝土遭受冰凍損害。

3.2 嚴(yán)格設(shè)計(jì)配合比。混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量采用高效減水劑，有效降低水灰比、減少用水量。

在原理上，利用減水劑做出不含有可凍水的飽和混凝土材料，實(shí)際中也可以做出含有少量可凍水或不含可凍水的混凝土。因而，混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)用高效減水劑，使混凝土孔徑內(nèi)不含有多余水分，以致于冰晶始發(fā)十分困難，并難以膨脹增大，進(jìn)而減少冰晶膨脹增大帶來的內(nèi)應(yīng)力和靜壓力。因此，冬季混凝土施工中可以不采用煤粉等摻合物，盡量選擇高效減水劑，既可以減少水泥、水分用量，也可提升混凝土的抗凍性能。

3.3 選用吸水性低的骨料。在冬季，混凝土結(jié)構(gòu)施工應(yīng)盡量避免選用吸水性好、滲透性好、空隙大的骨料，應(yīng)選擇吸水性低、顆粒小的骨料，原因在于可以減少混凝土內(nèi)部可凍水，免于受冰凍影響。

3.4 實(shí)施必要的保溫處理措施。除了在施工過程中利用草袋、棉氈覆蓋或包裹等保溫處理措施保持混凝土材料和溫度外，施工項(xiàng)目竣工后也可延長養(yǎng)護(hù)周期。延長養(yǎng)護(hù)周期的目的在于確保成熟混凝土能夠充分水化，以減少可凍水、防止受冰凍影響。

4.結(jié)束語

綜上所述，混凝土作為施工項(xiàng)目的主要施工材料，其在建筑施工中的地位越來越被重視。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，施工項(xiàng)目基本不受季節(jié)因素限制，可嚴(yán)寒地區(qū)的部分建筑物仍然發(fā)生了凍融破壞現(xiàn)象，嚴(yán)重影響著建筑物的質(zhì)量和安全，使抗凍性成為考核混凝土質(zhì)量的重要指標(biāo)。因而，抗凍性成為了衡量混凝土施工質(zhì)量的重要指標(biāo)，提高混凝土的抗凍性勢在必行且意義重大！

參考文獻(xiàn)：

[1]溫寶山，王興庭，周明學(xué).水工混凝土抗凍性能影響因素研究[J].東北水利水電，2010，（01）.

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