試論混凝土冬季施工的基本要求及改善措施

駱向忠 / 新疆東鼎工程建設有限責任公司

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試論混凝土冬季施工的基本要求及改善措施

駱向忠 / 新疆東鼎工程建設有限責任公司

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

【關鍵詞】建筑工程；冬期施工；混凝土抗凍性；施工質量；基本要求；改善措施

業內人士很清楚，抗凍性是衡量混凝土施工質量的重要指標，提高混凝土的抗凍性勢必提高并確保建筑工程的施工質量。因此，在我國北方冬季寒冷地區尤其要重視混凝土冬期施工時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，新疆大部分地區的建筑物在寒冷氣候中容易受到冰凍損壞，進而影響自身的使用性能和結構安全。為此，應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，提升混凝土結構的抗凍性能，同時進一步完善與發展混凝土結構的施工技術和施工工藝。

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；二是內部損傷。從混凝土表面并不能看出內部損傷的特征，但其危害性是極大的，嚴重時甚至可以改變混凝土性質，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，骨料作為混凝土結構的重要組成部分，倘若其冷凍膨脹也會導致混凝土破裂。

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、強度低，比較容易發生凍融損傷現象。

發生機理為：混凝土表面降溫冷卻時，冷流向結構內延伸，并在深處空穴中逐漸凍結。一般情況下，由空隙大的空穴開始形成晶狀體，逐漸增大的同時蔓延到其他部位，形成宏觀移動。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力，則導致混凝土結構抗拉強度發生破壞，進而損壞混凝土結構。

1.2.2成熟混凝土凍融損傷的基本原因。成熟混凝土產生凍融損傷主要與兩個方面有關：一是內應力，二是靜壓力。

混凝土結構中的孔徑分為凝膠孔、毛細孔和氣泡孔，可凍水主要集中在水泥石和骨料顆粒的毛細孔中，凝膠孔中的水不可能就地凍結，氣泡孔中的水易凍結。通常情況，混凝土結構中孔徑的空隙是連續分布的，其中存在的水分按照一定順序凍結，溫度越低，可凍水越多。在某一固定負溫下混凝土結構中只存在部分可凍水，當孔徑中的實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，導致混凝土結構出現損壞。

發生機理為：水化過程中混凝土內部形成凝膠體，連續分布的孔徑網絡被分割成一個個獨立的毛細孔，與周圍的凝膠孔構成了滲水器壁。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，最終因疏導不暢、冰晶膨脹增大導致混凝土內部產生內應力和靜壓力，致使混凝土結構發生破壞。

1.2.3骨料作為混凝土結構的重要組成部分，倘若其冷凍膨脹也會導致混凝土破裂。因此，為了保證混凝土結構在冬季的完好性，需要確保骨料不遭受到破壞。當骨料顆粒達到一定程度以上，混凝土內部水壓力因超過骨料的破裂強度而發生內部結構破壞。因此，冬季混凝土施工應盡量避免選擇吸水性好、滲透性好、空隙大的骨料，應盡量選擇小的骨料顆粒。

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2．為了保證冬季施工混凝土結構的完好性，混凝土冬季施工應滿足的施工基本要求

2.1確保混凝土材料的儲備溫度。冬季施工中混凝土材料在運輸、存放過程中容易受凍，為此，混凝土材料應組織進行，并在其上面覆蓋足夠厚度的草袋、棉氈或其他保護措施，盡可能保證材料溫度在0℃以上，避免發生結冰現象。

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

2.3嚴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，必須嚴格按照拌合程序投入各項材料及用量。加入砂石后，投入90%水進行拌合，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，嚴格掌控拌合時間，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嚴控運料。混凝土施工過程中應用的運輸車、輸送泵、管道使用前必須清洗干凈，并進行加溫處理。比如，采用棉氈包裹管道，熱水加溫處理等。與此同時，還要保證運輸順暢，避免混凝土過長時間暴露在寒冷空氣中，以免結凍。

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

2.6注意溫度監測。混凝土冬季施工中鑒于溫度的重要性，施工過程中應采取科學工具實時監測混凝土的施工溫度，避免因溫度過低產生凍結問題，影響混凝土結構的施工質量。

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部水溶液冰點，有效抑制冰晶體膨脹增大，保護未成熟混凝土不受冰凍、寒冷氣候等不利因素影響，在負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冰凍現象的出現，也可以冰晶形成過程中減輕其危害，保護成熟混凝土遭受冰凍損害。

3.2嚴格設計配合比。混凝土配合比設計中應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，混凝土配合比設計中應用高效減水劑，使混凝土孔徑內不含有多余水分，以致于冰晶始發十分困難，并難以膨脹增大，進而減少冰晶膨脹增大帶來的內應力和靜壓力。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，混凝土結構施工應盡量避免選用吸水性好、滲透性好、空隙大的骨料，應選擇吸水性低、顆粒小的骨料，原因在于可以減少混凝土內部可凍水，免于受冰凍影響。

3.4實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，施工項目竣工后也可延長養護周期。延長養護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．結束語

綜上所述，混凝土作為施工項目的主要施工材料，其在建筑施工中的地位越來越被重視。隨著科學技術的發展與進步，施工項目基本不受季節因素限制，可嚴寒地區的部分建筑物仍然發生了凍融破壞現象，嚴重影響著建筑物的質量和安全，使抗凍性成為考核混凝土質量的重要指標。因而，抗凍性成為了衡量混凝土施工質量的重要指標，提高混凝土的抗凍性勢在必行且意義重大！

參考文獻：

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

[2]劉成玉.影響混凝土抗凍性的主要因素及改善措施[J].珠江現代建設，2009，(02).