淺談陜北地區冬季混凝土施工質量管控

高洋洋

（陜西延長中煤榆林能源化工有限公司，陜西 榆林 718500）

0 引言

由于大型石油化工項目投資大、施工周期長，建筑（構）物、設備基礎結構形式多樣、數量龐大，不同時期的施工內容又要與工程計劃目標吻合，不可避免地要在冬季組織施工。如何在陜北寒冷季節保證混凝土的施工質量，是面臨的重要課題。從多年的施工經驗及規范的規定可知，當環境溫度連續5天以上降至5℃不再回升時或最低氣溫低于-3℃時，混凝土施工質量就應按冬季施工規程進行控制。本文主要結合某化工園區冬季施工質量管控實踐情況，闡述混凝土冬季施工質量管理措施、常見誤區、控制方法及工作重點，為陜北地區混凝土施工質量控制提供了參考依據。

1 混凝土冬季施工管理措施

（1）為了保證混凝土冬季施工質量，根據當地氣象部門預報，及時下發《冬季施工令》、《添加防凍劑的通知》、《冬季施工質量管理辦法》及《冬季施工防凍考核辦法》等相關規定，建立健全管理制度及施工依據；

（2）要求監理編寫各分項工程冬季施工監理細則；

（3）加強冬季施工方案的審批工作，要求各承包商針對本工程制定冬季專項施工方案，按程序審批后貫徹執行；

（4）成立冬季施工領導小組，明確相關責任人，完善冬季施工組織條件；

（5）嚴格執行“三控，一跟蹤”管理模式，對冬季混凝土施工進行全過程的質量管理。

2 質量管控常見誤區及分析

2.1 混凝土添加防凍劑后是否可以不用保溫養護

本工程位于毛烏素沙漠地帶，寒冷的冬季長達數月，且早晚溫差較大，為保證混凝土冬季施工質量，在進入冬季施工期間，就采用了-15℃的HK-PD復合型防凍劑，以確保負溫環境下施工的混凝土在規定的養護條件下達到預期性能。

常見誤區：認為添加-15℃防凍劑，在環境溫度不低于-15℃時新澆筑的混凝土不需要任何保護措施也不會被凍壞。

實際情況：通過現場實驗得出，添加-15℃防凍劑的混凝土暴露在-10℃的環境中表面即可凍結，養護7d后強度只增長3MPa,繼續在此環境下養護，強度增長非常遲緩。因為混凝土強度形成的過程其實就是水泥水化反應的過程，冬季混凝土施工中摻入一定量的防凍劑，是確保混凝土中一直保持液相存在，不斷發生水化熱反應，使混凝土強度繼續增長。而水泥水化作用的速度除與混凝土組合材料和配合比有關外，主要是隨著溫度的高低而變化，當溫度升高時，水化作用加快，強度增長也快；可見冬季混凝土施工添加防凍劑主要是提高混凝土早期強度，降低混凝土內部水分的冰點，使澆筑的混凝土在終凝之前不容易發生早期凍害。因此，冬季混凝土在環境溫度不低于防凍劑規定溫度澆筑后仍需及時進行覆蓋養護，防止表面失水過快或凍結，保存混凝土內部熱量，促使混凝土在最短的時間內達到臨界強度，避免混凝土早期凍害。

2.2 混凝土提高一個強度等級是否可以代替保溫養護

常見誤區：在冬期混凝土施工中，擔心冬期施工的混凝土強度達不到設計要求，將混凝土強度等級在原設計基礎上提高一個強度等級，作為混凝土冬期施工的防凍措施，以代替混凝土澆筑后的保溫養護。

實際情況：這種認識是錯誤的，也是不可取的，不能將提高混凝土強度等級代替保溫養護。原因如下：

（1）如果比原設計強度提高一個等級，就意味著混凝土配置強度的增加，所以配比中水泥用量也會隨之增加。從經濟角度考慮，對于整個工程來講將增加額外的費用投入。

（2）冬期混凝土防凍措施的一個重要指標是混凝土溫度降到規定溫度時，混凝土必須達到受凍臨界強度。如果比原設計強度提高一個等級，混凝土的受凍臨界強度等級應按提高后的強度等級進行確定，雖然由于配置強度提高，因水泥用量增加和摻加外加劑等原因，早期強度會在一定程度上有所增加，但增幅不會很大，也不會達到降低受凍臨界強度的目的，且提高混凝土強度等級后的臨界強度標準也將有所提高。所以提高一個強度等級不可以作為保證混凝土冬季施工質量的一項措施[1]。

（3）若比原設計強度提高一個強度等級，混凝土早期水化熱將加大，對于體積較大的混凝土，如果保溫措施落實不到位，極易造成混凝土內部溫度與外界溫差過大產生溫度收縮裂紋。

3 不同溫度下的幾種有效防凍措施

3.1 環境溫度0~-5℃

應對混凝土外露面用塑料薄膜加一層黑心棉或麻袋等保溫材料加以覆蓋，如有雨雪天氣再用彩條布等防雨材料進行整體覆蓋，防止保溫材料受潮。試驗證明當日最低氣溫在0~-5℃時，入模溫度可控制在10~15℃，采取此方法覆蓋養護，對于小體積混凝土養護，3d強度可增長40%；對于大體積混凝土養護，3d強度可增長50%。

3.2 環境溫度-5~-10℃

對于框架結構、豎向有一定高度的結構及建筑物，外圍需用彩條布或帆布等材料進行圍擋，起到擋風保溫作用。通過現場試驗證明，圍擋后內部溫度可比外部溫度提高3~4℃，澆筑完成后對混凝土外露面覆蓋一層塑料薄膜，然后再覆蓋2~3層保溫材料即可，如果在有條件的情況下，最好將施工面上部進行封頂。養護期間要派專人對圍擋破損的地方進行及時修補防止“穿堂風”形成，混凝土養護3d強度可增長30%；對于其他結構及建筑物除用塑料薄膜及保溫材料進行覆蓋，再用塑料布整體進行覆蓋，對于體積小一點的混凝土養護，3d強度可增長30%；對于體積大一點的混凝土養護，3d強度可增長40%。

3.3 環境溫度-10~-15℃

新澆筑的結構及建筑物除按第2條有關內容進行落實外，還應在內部放置取暖設施，取暖設施應根據建筑面積及測溫情況隨時進行增減。此做法在本工程得到了廣泛使用，取得了良好的效果；特別像框架結構，四周用彩條布圍擋，內部加設取暖設施，板頂面用塑料薄膜及保溫材料覆蓋后，混凝土3d強度可達40%。

3.4 環境溫度-15~-20℃

對于現澆結構體積小、便于采用暖棚養護的混凝土統一進行施工，同時添加防凍劑，采用“雙保險”的形式以保證工程質量。對于框架主體結構混凝土工程，又是工程關鍵線路的節點工程，原則上環境最低溫度必須高于防凍劑允許的最低溫度方可施工，施工后，及時采用4~5層保溫材料或用電熱毯進行包裹覆蓋養護[2]。

3.5 環境溫度低于-20℃

建議停止所有混凝土的施工，此時已超出防凍劑的規定溫度，在混凝土澆筑過程中極易造成混凝土結冰。

3.6 其它應注意事項

混凝土澆筑完畢后應先及時對其表面進行一層塑料薄膜覆蓋，防止水分散失太快。事實證明，采取塑料薄膜覆蓋處混凝土表面一直能保持濕潤狀態，其表面幾乎沒有裂紋產生，強度增長也較快；對于未采取塑料薄膜覆蓋而直接用保溫材料覆蓋的混凝土表面由于失水過快，會產生一些干縮裂縫，強度也增長緩慢。

4 冬季混凝土質量管控重點

4.1 測溫工作的落實

冬季混凝土工程施工及后期養護期間的測溫工作尤為重要，測溫記錄數據是冬季混凝土質量控制及質量檢查的重要資料，施工現場應根據測溫記錄情況及時調整保溫措施，防止混凝土受凍。所以測溫工作是我們檢查現場養護工作是否滿足要求，以及檢驗混凝土在解除養護前混凝土是否達到臨界強度的重要依據[3]。

4.2 受凍臨界強度的檢測

混凝土早期受凍臨界強度是確保冬季混凝土施工質量至關重要的一個節點，當混凝土溫度降到規定的溫度時，混凝土必須達到受凍臨界強度，這時的測溫工作也可以停止。要進行受凍臨界強度檢測，就必須制作與結構同條件的試塊，待與結構實體同條件一般養護3~4d后（此天數是通過現場多次驗證，通過合理養護后得出的天數），對試塊進行抗壓強度試壓，檢查其是否滿足臨界強度要求，如果達到臨界強度要求，則可解除保溫材料，否則要繼續采取保溫措施及測溫工作，直至達到受凍臨界強度。需要強調的是，現澆混凝土實體解除防凍保溫措施不得以澆筑時間作為解除冬季保溫措施的依據，必須以混凝土達到早期受凍臨界強度為標準[4]。

4.3 混凝土后期養護工作

冬季摻入防凍劑混凝土工程的施工，重點是加強后期養護工作。混凝土終凝前其內部將不斷產生水化反應，促使強度的增長，如果保溫措施不到位，極易造成混凝土內部水分流失或結冰，這時混凝土內部水化反應將減緩甚至停止，那么混凝土強度也無增長，特別是施工完成后的第2天、第3天混凝土水化熱達到最高時間段，應及時采取保溫措施，防止混凝土內外溫差過大產生收縮裂縫。所以必須重視混凝土的后期養護工作，施工單位應安排專人監護，在混凝土未達到受凍臨界強度前應連續保溫[5]。

4.4 同條件試塊的管理工作

冬期施工中，嚴格按照相關規范要求進行試塊留置，對于摻加防凍劑的混凝土應制作一組標準養護試塊作為材料強度驗收依據；制作一組“同養28轉標養28”試塊，作為強度驗收依據；制作至少3組同條件養護試件，分別用于達到受凍臨界強度時、拆模前、拆除支撐前試壓，以便指導冬期施工。所以為了保證冬季混凝土施工質量，試塊必須具有代表性，現場管理人員一定要落實同條件試塊的養護條件是否與施工現場結構養護條件相一致。

4.5 混凝土攪拌站的管理

進入冬季施工階段，首先從源頭進行控制，即加強混凝土攪拌站的管理，為保證冬季生產過程中機械設備的正常運轉，必須對其采取保溫防凍措施。為了保證混凝土入模溫度不得低于5℃，應優先考慮拌和水加熱，如不滿足要求才考慮骨料加熱。對拌和水加熱時，水溫不宜超過60℃，如超過60℃，應改變加料順序：將骨料與水先拌和、然后再加入水泥，以免造成水泥假凝，影響混凝土質量。

4.6 邊角及不容易覆蓋地方的保溫措施

大多施工單位對于冬季混凝土施工責任性不強，對于保溫層的覆蓋敷衍了事，大面積容易覆蓋的部位進行塑料薄膜及保溫材料覆蓋，對于邊角及不容易覆蓋地方往往由于覆蓋難度較大，也就不采取任何保溫措施，認為大面積已覆蓋，邊角部位也不會存在太大問題，此種想法是嚴重錯誤的。

5 冬季混凝土施工時嚴禁采取的方法

（1）冬季施工在傍晚或零下溫度情況下，嚴禁對混凝土直接澆水養護，以免混凝土凍裂。混凝土表面層結冰后，更不能用熱水直接澆到其表面，應采用其它升溫措施，使表面冰塊慢慢融化。

（2）混凝土澆筑前，應砌底清除模板和鋼筋上的冰雪和污垢，清理時不得用溫水進行沖洗，用水沖洗后鋼筋表面將會附著一層薄冰，影響混凝土與鋼筋之間的握裹力。

（3）混凝土澆筑時嚴禁向罐車內澆水調整坍落度，以防造成局部水灰比過大，易造成結構部位出現裂縫和強度降低等現象。

（4）采用暖棚法施工時，嚴禁工人在內部休息，防止中毒。

6 結束語

冬季混凝土施工并不可怕，可怕的是各級管理人員管理意識淡薄，抱有僥幸心理，對冬季混凝土施工各項措施及要求不能落到實處，留下質量隱患，況且冬季混凝土施工質量事故具有隱蔽性和滯后性，即工程施工是冬季進行，然而大多數質量問題是在天氣回暖后才暴露出來，而且這些事故處理難度大，輕者進行修補，重者返工重新澆筑，給工程帶來巨大損失。所以，冬季混凝土施工期間，各級管理人員應引起高度重視，嚴抓現場各個施工環節，加強對現場的管理，督促將各項冬季施工措施落實到位，不走形式主義，不弄虛作假，只有這樣才能保證混凝土質量達到預期的目標。