混凝土冬季施工質量控制淺析

蘇帥

摘 要：隨著我國國民經濟的快速發展，城市建設規模日益擴大，由于我國幅員遼闊，氣候環境復雜，一些地區的建設項目因為天氣寒冷而影響施工進度，延長了施工周期，本文從冬季混凝土施工的作業特點、混凝土冬季施工方案、混凝土冬季施工中的運輸和澆筑、混凝土冬季施工的養護等方面論述了如何加強混凝土冬季施工的質量控制。

關鍵詞：混凝土；冬季施工；質量控制

隨著我國國民經濟的快速發展，城市建設規模日益擴大，由于我國幅員遼闊，氣候環境復雜，一些地區的建設項目因為天氣寒冷而影響施工進度，延長了施工周期，增加了項目的資金和管理成本。所以對于建筑施工企業來說如何克服冬季低溫對混凝土工程的影響至關重要。

1 冬季混凝土施工的作業特點

冬季環境溫度較低，對于新澆筑的混凝土來說，一旦遭遇低溫冰凍，很容易因水的形態變化而導致水泥顆粒與冰發生其他反應，由于冰的膨脹作用而降低混凝土的強度值，對工程施工質量造成影響。從混凝土施工要求來看，冬季施工中新澆筑混凝土的防凍是關鍵，特別是在溫度較低的情況下，為了避免硬化初期的冰凍，必須從施工方案上、養護方法上積極應對，以確保施工效果的實現。通常在冬季進行混凝土施工時，需要從以下幾個方面應對：一是針對混凝土凝結硬化過程的關鍵即水泥的水化作用，而水化的前提是在必要的環境溫度條件下進行的，由于冬季氣溫較低，水的活性受到干擾，從而降低了水泥的水化速度和效果。二是冬季混凝土施工的防范措施多以預熱、保溫為主，采取加熱的方式來提高施工環境的溫度，因此在施工技術到施工費用上都會有相應的增加，通常冬季施工成本要比平時費用要高；三是我國北方氣候容易受到寒流的影響，特別是冬季經常有大風等惡劣天氣，會給冬季混凝土施工及養護帶來更多的問題，如養護期的失水問題等。

2 混凝土冬季施工方案

混凝土冬季施工前必須由技術負責人編制詳盡的施工方案，編制方案要遵循確保工程質量、費用經濟合理、所需的熱源和材料有可靠來源，確實能夠縮短工期等為目的。施工方案確定后，要組織有關技術人員學習，并向班組進行交底。

2.1 調整配合比法。選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍能力的重要手段。應使用早強型硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大，且早期強度高，一般3天抗壓強度大約相當于普通硅酸鹽水泥7天的強度，效果比較明顯。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣劑后生成的封閉型氣泡，相應增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動性，改善其粘聚性及保水性，緩沖混凝土內因為水結冰所產生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。還可以摻加早強外加劑，縮短混凝土的凝結時間，提高早期強度。

骨料選擇上，應選擇顆粒硬度高和縫隙少的骨料，使其熱膨脹系數和周圍砂漿膨脹系數相近。嚴格控制混凝土的配合比和坍落度，由骨料帶入的水分以及外加劑溶液中的水分均應從拌合水中扣除。拌制摻用外加劑的混凝土時，當外加劑為粉劑時，可按要求摻量直接撒在水泥上面和水泥同時投入。當外加劑為液體，使用前按要求配置成規定溶液，然后根據規定要求使用。

2.2 綜合蓄熱施工法。綜合蓄熱施工法是在蓄熱保溫的基礎上，充分利用混凝土的初始熱量及水泥在水化過程中所釋放出來的熱量，再輔以化學外加劑或早強水泥等綜合措施，為混凝土加速硬化提供條件，使混凝土硬化由初始溫度至冰點之前盡快達到抗凍臨界強度的一種施工方法。

現在常用的綜合蓄熱法有蓄熱加外加劑、蓄熱加早強水泥、蓄熱加短時加熱等措施。在實際施工中，綜合蓄熱法比單純使用某一種方法的技術、經濟效果要好。

2.3 外部加熱法。主要用于氣溫在零下10℃以上，且構件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣，將熱量傳給混凝土或直接對混凝土加熱，使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。

外部加熱法來構筑混凝土施工溫度條件的實施，通常在零下10℃以上使用，特別是對于大結構的施工工程來說，為了獲得較為理想的凝結環境，從構件周圍的空氣進行加熱，實現對混凝土及其相關材料整體得到適宜的溫度。在加熱措施上，有火爐加熱法，通過在施工現場引入火爐，提高施工現場的整體溫度值，促進混凝土快速有效硬化，通常施工工地空間較小時一般采用火爐加熱法，其方法較為簡單，其缺點是溫度提升速度慢，易干燥，明火和煙氣內有大量的二氧化碳，對新澆筑的混凝土會造成表面碳化影響。蒸汽加熱法的工作原理是利用蒸汽的溫度和濕度促進混凝土的硬化效果。在蒸汽加熱過程中，加熱均衡且易控制，缺點是必須依靠專用的鍋爐設備，而且加熱成本較高，僅適宜較為大型的施工項目，另外蒸汽加熱法熱量的散失較為嚴重，也給施工作業帶來不利。

在實際施工過程中，還應重視混凝土的拌制過程，拌制混凝土用的骨料必須清潔，不得含有冰雪和凍塊，以及易斷裂的物質。在摻含鉀、鈉的外加劑時不得使用活性骨料。有條件的情況下，應在零度以上溫度時進行砂石篩選，并用塑料紙、油布蓋好。工期處于零度左右時，可在混凝土中添加早強劑，摻量應符合使用要求及規范規定，且應注意在添加前做好模擬試驗，核實有關技術措施，對于有限期拆除要求的混凝土，還應適當提高設計等級。

3 混凝土冬季施工中的運輸和澆筑

3.1 混凝土攪拌場地應盡量接近施工地點，以減少材料運輸過程中的熱量損失，同時也應正確選擇適合冬季運輸用保溫的形狀、大小適宜的容器。

3.2 混凝土澆筑前，應清除模板和交接處的冰雪。

3.3 分層澆筑混凝土時，已澆筑層在未被上一層的混凝土覆蓋前，不得低于計算規定的溫度，更不得低于2℃。

3.4 當采用商品混凝土時，澆筑前應了解商品混凝土中摻入抗凍劑的性能，并做好相應的防凍保暖措施。

3.5 預應力混凝土構件在進行孔道和立縫灌漿前，澆灌部位的混凝土必須預熱，并采用熱的水泥漿、砂漿或混凝土，澆灌后在正溫下養護到強度不得低于15Mpa。

4 混凝土冬季施工的養護

冬季施工中混凝土澆筑后，在負溫下硬化是緩慢的，硬化過程可能出現受凍過程。也就是說，硬化過程和受凍過程可能會同時發生。在負溫養護時，由于熱交換作用，水泥凝結硬化過程受溫度的影響要做相應的后移，溫度越低水泥的硬化過程越慢，養護期越長。若混凝土在初凝之前受凍、水泥水化處于剛剛開始階段，混凝土仍保持其塑性性質，此時受凍只影響其可施工性，而損壞不了混凝土本身物理性質。

若混凝土進入凝結期以后受凍，而混凝土結構正在形成階段，受凍既破壞水泥的凝結硬化過程，又會導致混凝土本身強度，而且其耐久性會顯著降低。

負溫養護期間，混凝土初溫受凍不會突然出現，在施工現場一般情況下也不會出現速凍的條件。即使在嚴寒的條件下有劇烈降溫的可能性，混凝土也會有一個適當的水化過程。

混凝土冬季施工管理是一項復雜的、動態的系統工程，要做好這項工作，需要施工企業認真分析施工特點，工程技術管理人員認真擔負職責，采取科學的方法提高施工管理水平。根據施工時的氣溫情況、工程結構狀況、工期緊迫程度、水泥的品種、早強劑、抗凍劑的性能、熱源的條件等，來選擇合理的施工方法。技術人員還應嚴格控制原材料的取用并針對在施工中可能遇到的問題提前做出應對，力爭用最短的工期、最低的施工費用，確保工程質量。

參考文獻

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[2]劉秉京.混凝土技術[M].人民交通出版社，2004-03.