建筑工程技術中混凝土冬季施工技術分析

焦俊霞

（太原建工集團有限公司，山西 太原 030000）

在建筑工程中新澆混凝土的主要應用原理是利用水泥和液態水之間發生的化學反應，產生堅硬復合物，用于鋼材和砂石的原料的緊密結合，進而成為牢固的整體建筑結構。而建筑工程技術中混凝土冬季施工技術的主要困難，在于寒冷干燥的施工環境不僅會使水凍結，導致水泥化學反應提前停止，還會導致混凝土物理性質發生改變，出現干裂、分化等現象，對水泥結構造成持續損害。同時冬季環境對與施工人員的技術要求也較高，因此一定要根據實際情況采用最科學高效的方式進行混凝土冬季施工，保障工程施工質量，確保混凝土在工程建設中能夠得到有效應用。

1 混凝土冬季施工的困難

在冬季寒冷的室外環境下進行混凝土施工時，如果沒有事先采取防護措施，那么低溫會讓混凝土中的液態水凝固成冰，通常情況下這些因低溫形成的固體冰能夠占據正常混凝土含水體積的10%左右。在進行混凝土施工時，水凝固成冰的過程會產生大量膨脹應力，混凝土結構會受到這股膨脹應力的影響遭到破壞，導致混凝土硬度和強度下降。除此之外，當天氣漸漸回暖溫度上升時混凝土施工期間凝結成的冰也會隨之融化，由于固體冰占據了10%的體積，其融化蒸發后混凝土結構會出現大量縫隙，導致混凝土干裂，密實程度和強度嚴重下降，開裂情況見圖1。

圖1 混凝土開裂

根本無法保障工程建設質量。這些都是建筑工程混凝土冬季施工需要注意的地方，因此我們為了保障工程建設質量，確保混凝土在工程建設中能夠得到有效應用，我們在進行混凝土冬季施工時要采取有效防護措施，并針對建筑工程技術中混凝土冬季施工技術進行深入研究。

2 建筑工程技術中混凝土冬季施工技術應用分析

2.1 確定原材料配比

在建筑工程中混凝土冬季施工過程中，混凝土最重要的性質就是抗凍性，因此為了有效保障混凝土抗凍性，首先要在原材料的選擇上有針對性地選取具有良好抗凍性的材料，同時還要事先制定科學合理的原材料配比方案。通常情況下在冬季進行混凝土施工時選擇硅酸鹽水泥作為混凝土施工原材料，硅酸鹽水泥發熱量較高，具有良好的抗壓能力，且能夠為混凝土強化過程加速，是十分理想的混凝土拌制原材料。為了盡可能提升水化熱量縮短硬化時間，我們可以在混凝土拌制過程中適當增加水泥材料的用量，大概增加30kg/m為最佳用量，以此降低水灰比例。此外為了使泥漿具有良好的黏聚性，有效提升混凝土的抗凍性，我們可以在進行混凝土材料配比時在其中添加適當的引氣劑，其應用原理是通過讓水泥產生大量氣泡以及泥漿體積的增大來提升泥漿的黏聚性，這樣一來混凝土的抗凍性也就得到有效保障。在使用引氣劑是需要特別注意的是，不能讓引氣劑影響混凝土原材料配比，以此避免其影響混凝土強度。此外，我們還可以在混凝土拌制過程中引用添加硫酸鈉等外加劑，這些外加劑的使用可以減少混凝土所需凝結時間，且能提升混凝土的強度和硬度，延長混凝土的使用壽命。

2.2 溫度控制措施

在冬季混凝土施工過程中最重要的部分就是做好溫度控制工作，在施工時應用的具體溫度控制措施如下。

1）蓄熱法：指的是對混凝土材料進行加熱，并在材料表面鋪設塑料膜等材料為混凝土保溫，見圖2。此方法主要應用于氣溫不低于-15℃的工程項目混凝土施工中，具有成本低、操作方法簡潔等優勢，但不足之處是混凝土強度增長速度較慢。

圖2 蓄熱法

2）負溫養護法：指的是在混凝土拌制過程中適當加入防凍材料，避免混凝土凝固。此方法主要應用于氣溫不低于-25℃的工程項目混凝土施工中，其優點是成本低，缺點是混凝土強度增長速度較慢。

3）外加熱法：指的是采用采暖裝置控制混凝土所處環境溫度，主要應用于氣溫不低于-15℃的工程項目混凝土施工中，優點是能夠讓混凝土強度正常增長，硬化過程穩定，缺點是成本較高。

2.3 混凝土運輸

多數混凝土運輸車輛未全部密封，遇到冬季運輸時，就會因天氣寒冷，運輸時間長等問題，出現混凝土凝結的情況。一旦凝結后，混凝土就不能用于施工中，缺少混凝土，施工便無法繼續，且也會增加施工的整體成本，降低建筑企業的經濟效益。基于此，要求在混凝土運輸中，使用必要的保溫材料，確保在運輸中混凝土自身熱量不會快速流失，出現固態化情況，影響使用。在運輸中，要始終保證混凝土溫度在5℃，同時，還需要不斷攪拌，保證混凝土始終保持液體狀態。此外，還需要最大限度縮短運輸時間，保證混凝土能夠順利實現澆筑。

2.4 混凝土養護施工技術

在建筑工程冬季混凝土施工過程中，混凝土養護施工技術十分重要。在進行混凝土澆筑施工時要在最短時間內完成對混凝土人工抹平振漿，并在混凝土澆筑完成后采用蓄熱法的溫度控制措施對混凝土進行保溫養護，以此減少空氣對流對混凝土的凝結成型過程造成的不利影響。對于剛剛完成澆筑的混凝土層，不能直接選擇使用保溫材料進行覆蓋，可以先覆蓋一層塑料薄膜，而后在上面加蓋草袋、麻袋等保溫采礦，從而更好的對混凝土進行保溫。此外可以在混凝土中添加抗凍劑，提升混凝土的抗凍性，露出的外表面要用草袋或膠布進行覆蓋。在最開始對混凝土進行養護時，養護溫度需要略高于防凍劑標準溫度，并借助一定輔助措施來幫助混凝土保溫養護。在冬季會經常遭遇雨雪等惡劣天氣，在此環境下為了不影響混凝土性能，保障施工人員的生命安全，需要暫停施工。

3 保障建筑工程中混凝土冬季施工技術使用效果的具體措施

3.1 控制好建筑工程混凝土施工的建筑材料溫度

低溫是主要影響冬季混凝土施工的要素，因此在混凝土冬季施工時最重要的工作就是保溫工作，而保溫工作的第一步就要從混凝土原材料的選取入手。混凝土主要由水、水泥和砂石混合構成，再添加水時可以使用溫度高一點的水，為混凝土攪拌提供溫暖的環境，當然水的溫度也不能過高，以免使水泥發生化學反應發生安全事故。對于水泥的保溫方式，不能直接對其加熱，水泥粉末經加熱會發生化學反應，存在一定危險。因此只需將水泥放置在一個大型的容器中，并在容器外部做好保溫處理即可，雖然沒有為水泥材料加熱升溫，但是最起碼保證了水泥內部熱量。在此過程中需要特別注意的是，混凝土原材料無論是否經過攪拌，都不能長時間露天擺放，要從源頭上避免材料被污染，防止混凝土內部水分結冰，保障混凝土的質量，進而便于后續混凝土冬季施工。同時，還可以選擇對砂石骨料進行加熱，利用排管通熱水或者通蒸汽加熱方法，對混凝土進行保溫處理。骨料加熱還需要保證溫度低于60℃，避免對混凝土結構造成破壞，在加熱粗骨料過程中，還需要注意不能對混凝土水灰比造成影響。

3.2 改進傳統混凝土配置及澆筑方法

以往傳統的混凝土攪拌是在攪拌車內進行，這種方法由于車內混凝土經過反復攪拌翻轉，且儲泥罐并沒有進行密封處理，會導致混凝土熱量大量散失。尤其在寒冷的冬季，采用此種方法對混凝土進行攪拌，很可能在到達施工現場前混凝土就開始凝固，嚴重影響混凝土的使用效果，并為混凝土施工帶來一定阻礙。因此要對傳統的混凝土攪拌方式進行改良，首先針對攪拌車內儲泥罐密封問題，為了防止罐內混凝土熱量大量散失，我們可以采用密封性強的儲泥罐進行混凝土攪拌。其次針對攪拌過程中的反復翻轉散失的熱量，我們可以通過擴大攪拌罐容積的方式來進行改善，并用震動的方式代替攪拌，高頻率的震動更有利于各種材料的混合，且能夠減少攪拌過程中熱量的損失，具有良好的應用效果。此外，為了節省時間通常混凝土攪拌工作會在車上進行，因此在冬季我們要做好攪拌車的保溫工作，比如使用合適的保溫材料覆蓋車身等，這樣可以在防止混凝土熱量散失凝固的同時確保車輛抵達施工現場后能夠立刻投入使用，提高混凝土冬季施工效率。

3.3 混凝土澆筑完成后做好加熱保溫工作

3.3.1 搭建暖棚取暖

搭建暖棚是最簡單的保溫方式，只需要在混凝土結構周圍搭建具有良好保溫性的暖棚，并在棚內安設如熱風機、電熱器等適宜的取暖裝置就可以實現對棚內溫度的控制。然而這種方法在使用過程中需要注意，棚內溫度不可以過高，對于塑料、木材這些暖通材料，高溫下很容易引發火災，埋下安全隱患。因此為了保證棚內溫度供應穩定，確保棚內采暖裝置設備安全，建筑施工企業要配備專門的工作人員定期檢查棚內狀況，一旦發現溫度過高等安全問題，一定要立即采取有效調整措施，防止火災事故發生的同時保障混凝土施工質量。

3.3.2 向澆筑完成的混凝土噴灑水蒸氣

向澆筑完成的混凝土噴灑水蒸氣也是一種常用的冬季混凝土保溫方式，其保溫原理是，通過水蒸氣對混凝土進行加熱，解決冬季混凝土施工后成型過程經常發生的脫水問題，噴灑水蒸氣方法見圖3。不僅可以保證混凝土周圍空氣環境的濕度，還能為混凝土結構保溫，對于冬季寒冷干燥的環境，想混凝土噴灑水蒸氣加熱無疑可以解燃眉之急。然而此方法也有一定不足，水蒸氣噴灑后遇到冷空氣會迅速變冷，因此此方法只適合對混凝土進行短時間的加熱，不適合較長時間的加熱，施工人員在使用此方法對混凝土進行保溫處理時一定要事先考慮到這方面的限制。

圖3 噴灑水蒸氣

3.3.3 利用化學反應放熱

化學反應過程會吸收或釋放大量的熱量，因此在冬季寒冷環境中的混凝土施工變可以合理利用化學反應釋放的熱量對混凝土結構進行保溫防護。這種方法十分簡便，無須配套使用其它的熱源或設備，且在室外溫度在-10℃～-15℃之間的范圍內使用效果最佳。需要注意的是選擇化學反應時要確保此反應過程絕對安全且能夠穩定的釋放熱量，以此保證其在混凝土成型過程中可以不間斷持續保溫。

3.4 控制原材料選用及原材料配比

混凝土主要由水、水泥和砂石構成，保障建筑工程混凝土冬季施工效果的第一步是選擇合適的原材料，并結合工程實際情況和所處環境對原材料配比構成進行合理的調整，有關混凝土原材料的選用及配比具體調整措施如下。

1）水泥：水泥材料在正式投入使用前，工作人員要嚴格檢查其品種、生產日期、級別等基本信息，并進行預先試驗，檢查水泥的強度、安全性等指標是否滿足使用要求及國家相關規定。尤其在進行混凝土冬季施工時，對于水泥材料的選用更要結合工程實際情況來進行多方面考量。因為不同品種的水泥之間水化后產生的熱量和收縮程度存在一定差異，會影響其使用效果。因此通常情況下在冬季進行混凝土施工時選擇硅酸鹽水泥作為混凝土施工原材料，同時控制好硅酸鹽水泥的用量，如果需要在混合過程中需要在混凝土中額外添加外加劑，要確保水泥和外加劑充分融合，避免混合不良不適配導致混凝土性能受到影響，影響后續工程建設。

2）水：混凝土的拌制對水質有較高要求，通常情況下要求使用飲用水進行混凝土攪拌，如果遇到特殊情況無法使用飲用水，那么使用的水質必須要滿足國家混凝土攪拌用水的標準。而且較薄混凝土用水不能含有會腐蝕鋼筋或阻礙水泥硬化的相關物質，以免影響混凝土的性能。除此之外，在進行混凝土拌制之前，要事先對使用水進行過濾處理，去除水中雜質。尤其在冬季進行混凝土施工時，為了保證混凝土的溫度，會對水加熱處理，因此在進行混凝土拌制之前，要確保對水加熱時不會生成特殊物質影響混凝土水化。

3）骨料：通常情況下，混凝土骨料質量必須滿足國家行業混凝土用砂質量相關標準，為了防止混凝土水化過程受阻，要避免混凝土骨料中出現有機物，因為有機物會發生溶解或水化，會對混凝土性能造成一定影響，無法為混凝土的質量提供保障。同時還要做好骨料的清潔工作，工作人員要對使用骨料嚴格檢查，避免骨料上有冰塊等雜物。除此之外，如果需要在混合過程中需要在混凝土中額外添加外加劑，且外加劑中含有大量的鈉鉀離子，要確保骨料中不能存在活性氧化物，以免活性氧化物與外加劑中的鈉鉀離子發生化合反應，產生的化合物會對混凝土造成腐蝕，破壞混凝土結構，影響后續使用。

4 結語

綜上所述，冬季寒冷干燥的環境并不適合進行混凝土施工，但為了滿足當下建筑行業發展需要，必要時也要在冬季施工，以此來加快施工進度。建筑工程技術中混凝土冬季施工問題一直以來都是我國面臨的建筑難題，對此技術的研究改良對于我國城市化建設的推進具有重要意義。冬季對混凝土施工帶來的最大影響是質量問題，寒冷的環境會改變混凝土的物理性質，進而導致混凝土發生干裂、分化等問題。因此我們要在施工過程中采用合理技術手段控制好混凝土周圍的濕度和溫度，避免混凝土性質發生改變，使其再投入使用時具有良好的使用效果。