混凝土冬季施工技术研究

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我国地域广阔，许多地方冬天气温较低，使得建设工程施工比较困难，特别是混凝土构件在低温条件下会变得更加脆弱。混凝土拌合物在浇注后逐步凝固、硬化，并达到最后的强度，主要是因为水化作用，而水化速率除了与混凝土自身成分及配合比有关，还受温度影响较大。因此，正确认识冬季施工对混凝土的影响并制定相应的技术措施，是一个值得关注的问题。

1冬季混凝土施工的基本原则

随着温度的提高，水泥水化速度加快，而在温度降至0℃后，水泥中的部分水分就会发生冻结，从液态（水）向固态（冰）转变。此时水泥水化过程中的水分含量降低，导致水化反应变得缓慢，水泥强度的增加也变得缓慢。随着温度的降低，混凝土中的水分全部转化为冰，即从液相到固相，水化过程基本结束，强度不再增加。当水变为冰时其体积增加了约9%，膨胀应力约为25kg/cm2。这种应力通常比初始强度值要高，从而导致混凝土受到不同程度的损伤（即早期冻裂），以至强度下降。在冬季，混凝土结构中水的形态变化是影响其强度生长的重要因素。试验结果显示，新浇注混凝土在冻融之前有一定的预养期，促进其水化。如果混凝土被冻成冰块（也就是在普通温度下），那么它的强度还会增加，但增加的幅度却有所不同，预养护期较长、早期强度高的混凝土在冻害后，其后期强度基本不会下降；前期强度较低的混凝土在冻害后，其后期强度会有所下降。因此，为了加快水化反应，在冻融之前，必须给混凝土一个预热时间，以达到最小强度，也就是所谓的临界强度，这样就可以达到所需的效果。关于临界强度，各国的标准不同，我国的标准为：不少于设计强度等级的30%，同时不少于35kg/cm2。

2冬季混凝土施工准备

2.1制定科学建设方案

设计人员要对工地进行实地勘察，了解工地具体情况，再结合冬季特征和当地地形制定科学的施工方案。在保证工程进度的同时，也要考虑到冬季气候对建筑材料的影响，以保证施工质量。

2.2提高施工人员技术水平

季节气候不同，施工方式也不尽相同。在冬季施工时，除了要做好相应的准备工作外，还要对施工人员进行专业培训，因为施工人员技术水平的高低直接影响着工程质量的好坏。

2.3做好施工机械的维护

冬天气温低，很多施工设备都会因低温而受损，因此要加强对施工设备的管理与技术保养，适当使用防冻剂。此外，还要加强对施工设备的检查，除了定期更换和维修机械设备外，在使用后也要进行维护，以提高设备的安全性和工作效率。

2.4加强对现场劳动者的保护

在工程开工前，要妥善解决工人的住宿问题，确保他们能有一个温暖的工作环境，免受疾病和冻伤等。还应注意观察施工现场的冰冻状况，确保施工现场的运输安全。

3冬季混凝土施工工艺

3.1原料

为了保证建筑工程混凝土的施工质量，防止混凝土受到冻伤，可添加一定量的防冻剂，一般情况下用量为3%～4%。为了保证集料干净，不能掺杂冰和雪。在水泥选材上，宜选用P·O42.5以上的普通硅酸盐水泥，其水灰比不得小于0.6。而在抗渗率较高的情况下，水灰比应该小于0.5。由于水化反应是放热反应，温度过高会使混凝土凝固速率加快，加之温度低、时间短、体积大，所以混凝土搅拌温度要保持在正常温度内。

3.2搅拌

在冬季施工前，搅拌站要做好设备检修、原材料储备、混凝土配合比调整等各种准备工作。在砌筑工序中应保证混凝土的温度高于0℃，搅拌水的水温不超过80℃，以免混凝土直接接触到高温。混凝土冬季施工时，搅拌时间应为常温搅拌时间的1.5倍，出料温度应在15℃以上，进场温度在10℃以上，且在温度下降至指定值前，必须保证达到临界受冻强度。为了保证混凝土在发生冻害之前达到临界受冻强度，必须采取保温养护等处理措施。

3.3运输

为了解决运输问题，应从保温和防冻两个方面着手。第一批混凝土运送至工地，若放置时间太久易造成凝结而无法利用，不但浪费了资源，还延迟了工期，导致成本增加，所以必须采取相应的措施。如果降温速率高于7℃/h，则会出现局部凝固现象，若需在施工场地添加其他物料，则应先对上述物料进行保温处理。物料、场地也要及时清理，以免出现安全隐患。在低温条件下运送混凝土必须要有保温措施，罐车要有保温装置，用50℃的水冲洗，泵管也要用棉帘包裹。为了确保罐车在最短时间内到达浇筑场地，必须做到连续、快速。在浇注前必须检查罐车内混凝土的状况，如有冻伤，严禁使用。

3.4浇筑

不得在雨雪天浇注混凝土，尽量避免结冰；如必须浇注，应保证入模温度高于5℃；在进行混凝土浇注前应清除模板和脚手架表面的杂物和积雪，以免影响浇筑质量，同时可提高施工的安全性。在混凝土浇筑时应遵循“快布料，快振捣”的原则，防止热损失过快，同时尽可能减小工作面。浇筑完毕后，首先要在混凝土结构上贴一层塑料布，然后再铺上两层棉帘，以确保墙角部位的紧实度，并由专人进行监督和管理；如遇大风，应适当加强保温。为防止在运输过程中热损失过大，必须将棉被包在泵送管道外。在施工缝处浇筑混凝土时首先要将水泥膜和松散的石块去掉，然后用湿法清洗，并保证接头处的混凝土温度高于2℃，然后再浇注一层强度与混凝土相同的灰浆，直到混凝土的强度达到1.2MPa以上，才能进行浇筑。

3.5维护

根据施工技术规范，在冬天气温较低时应采用塑料薄膜进行保温，并在塑料薄膜上铺一层被子，防止热量快速流失。在雨、雪、霜冻等气候条件下，应在被褥上再加一层彩色布条，以提高隔热效果，降低被褥的湿度。为避免混凝土浇注后过快冷却，必须在施工现场设置挡风设施，提高混凝土的早期强度，使混凝土达到临界受冻强度。在混凝土结构达到临界受冻强度后，应将其表面的隔热层剥离。当混凝土温度与外界气温相差不超过20℃时，可拆除模板，拆模后的混凝土应及时覆盖，使其缓慢降温[1]。

3.6强度测试

在浇筑部位用混凝土试件进行强度试验，一组混凝土在规范养护状态下进行，另一组在施工现场直接进行，并将试验结果与理论计算值进行对比；对于具有抗冻性、抗渗性的混凝土，在制作好试块后，应在施工工地进行28d养护，再进行28d规范养护，然后再进行抗冻抗渗试验。3.7测温混凝土温度应满足冬季施工要求，混凝土温度包括气候温度、混凝土出罐温度、入模温度、养护温度等。浇筑完毕后要采用电子测温仪对关键位置、容易发生冻伤和温度波动大的地方进行测温，并对测温点进行详细编号，还要避免与外界环境直接接触。对现浇梁的测温点进行布置时，必须在梁的两端采用竖向排列，测温孔洞的深度应为梁高的1/3～1/2，两个温度点相隔不能大于3m。混凝土的浇筑工艺也很关键，在安装场地上准备好测温仪器，按规范准备好温度计，一般是在梁板上进行；在10~12d后分别测定不同时期的温度变化，根据温度变化规律采取相应控制措施[2]。

4冬季施工中常见的质量通病及预防对策

4.1钢筋腐蚀与混凝土开裂

在冬天进行混凝土施工，很可能会引起混凝土的冻伤，进而引起混凝土的腐蚀和体积膨胀。形成裂缝的因素之一是水泥的稳定性差，水灰比太高，以致初期强度偏低，生长缓慢，使得混凝土中的大量水分损失，导致混凝土开裂。防止钢筋腐蚀的方法：一是要合理地控制混凝土中的氯盐含量，氯盐的用量不能超过1%。二是在搅拌混凝土时要确保搅拌均匀，使氯盐充分溶解，防止因氯化物浓度不均匀而导致钢筋局部腐蚀。三是要严格控制水泥用量和水灰比，以达到防止混凝土开裂的目的[3]。

4.2表面的灰尘

造成表面灰尘的主要原因是水泥混合料的水灰比太大，产生了离析，出现了严重的泌水现象，再加上低温养护，水泥的水化过程逐渐结束，混凝土中的水分迅速流失，导致混凝土表面出现灰尘。防治方法：严格控制水泥水灰比、适当延长混合料搅拌时间、用薄膜覆盖构件表面进行保水等。

4.3结晶腐蚀和表面返霜

在混凝土硬化后，某些掺入剂溶液会渗入混凝土表面，使混凝土表层的水分逐渐蒸发，这种状况也会对混凝土与面层的粘结产生直接的影响。防治方法：科学地控制掺入量（一般应超过5%～7%)，以确保混合料完全溶出，并根据需要延长混合时间。混凝土浇注完毕后，必须立即用塑料布将其覆盖，防止湿气迅速流出。

4.4提高混凝土质量

冬季施工应严格控制水泥和水的比例，在水泥充分结合后，严禁施工人员进行补水；在雨天等恶劣气候条件下禁止施工。水泥配比是决定水泥质量的一个关键因素，是生产高质量混凝土的关键。混凝土在搅拌过程中会产生大量的热，使混凝土提前凝结，达不到施工技术要求，因此，必须对混凝土进行性能控制。搅拌过程中为了防止热流动，应充分地密封混凝土，这样不但可以提高搅拌效率，还可以提高工作效率。在搅拌前，应严格遵循物料的排料顺序，先加水和骨料；也可以在运输之前保持一定的温度，在混凝土预处理和热水装置中储存，使其温度升高，然后立即进行浇筑，这样可以将资源消耗降到最低。在冬季施工中混凝土的施工及热控制是非常关键的，应根据施工现场的实际情况，分层浇筑，并在施工结束后进行温度检测[4]。

4.5做好保温工作

温室保温是利用建筑物的温度变化来保证温度不会太高，并安排专门人员进行定期的温度调节。可配置暖气、热风系统、炉子等，以增加棚内的温度，更好地保护混凝土。冬天气温大幅度下降后，可以采用蒸汽养护法，既能保持材料的温度，又能增加室内的湿度，避免混凝土干燥。蒸汽的温度维持不了太久，所以对于保温时间相对不长的混凝土比较适宜。还有一种方法是蓄热，该方法是利用反应放出的热来延缓混凝土的冷却时间，从而确保混凝土在凝固前处于理想的养护温度。该方法在不增加热源的情况下，可以有效地提高热的利用率，而且操作比较方便，因此，在条件许可的情况下（混凝土表面系数小于5，室外最低温度不低于-15℃），可以采用蓄热方法进行混凝土养护。

5结束语

冬季建筑工程施工中存在着大量的施工难点，应加强对施工技术的研究与分析，做好各种安全防护工作，确保混凝土结构的整体质量达到设计要求，保证冬季施工质量。

参考文献：

[1]王强.工程建筑中混凝土结构的施工技术分析[J].建材与装饰,2020(4):45-46.

[2]宋立功.房屋建筑土建工程中混凝土施工技术分析[J].居舍,2020(25):87-88.

[3]王梦瑜.土木工程建筑中混凝土裂缝的施工处理技术分析[J].城市建设理论研究(电子版),2020(14):100.

[4]穆洪杰.工程建筑中混凝土结构的施工技术分析[J].住宅与房地产,2020(4):190-213.

作者:王建 单位:新疆农业职业技术学院