冬季混凝土工程施工技術(shù)初探

陳景川

（廣西裕達(dá)工程有限公司，廣西 來(lái)賓 546100）

混凝土是現(xiàn)代工程中最常見(jiàn)、最普通的一種建筑材料。它是用水泥作膠凝材料，砂、石作集料，與水（加或不加外加劑和摻合料）按一定比例配合，經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而成。由于水泥是混凝土中不可或缺的原材料，且是一種水硬性膠凝材料，在5 ℃以下不能進(jìn)行水化反應(yīng)，所以在施工中會(huì)遇到一些問(wèn)題。然而在建筑工程中避免不了冬季施工，冬季施工的特點(diǎn)是溫度較低，尤其是在高寒地區(qū)，由于其寒冷的氣候條件將直接影響混凝土工程施工質(zhì)量、安全和進(jìn)度。因此，冬季混凝土的施工質(zhì)量控制就成為施工技術(shù)人員首要解決的問(wèn)題。

1 混凝土冬季施工的基本原理

在冬季混凝土施工中，混凝土強(qiáng)度變化的主要因素是水的形態(tài)變化，而水泥水化作用的速度除與混凝土本身組成材料和配合比有關(guān)外，還會(huì)隨著溫度的高低而變化。當(dāng)溫度升高時(shí)，水化作用加快，強(qiáng)度增長(zhǎng)也較快；而當(dāng)溫度降低到0 ℃時(shí)，存在于混凝土中的水有一部分開(kāi)始結(jié)冰，逐漸由液相（水）變?yōu)楣滔啵ㄋ＿@時(shí)參與水泥水化作用的水減少了，因此，水化作用減慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)相應(yīng)較慢。當(dāng)存在于混凝土中的水完全變成冰，也就是完全由液相變?yōu)楣滔鄷r(shí)，水泥水化作用基本停止，此時(shí)強(qiáng)度就不再增長(zhǎng)。水變成冰后，體積約增大9%，同時(shí)產(chǎn)生約2 500 kg/cm2的冰脹應(yīng)力，這個(gè)力值常常大于水泥內(nèi)部形成的初期強(qiáng)度值，這樣就可以使混凝土受到不同程度的破壞而降低強(qiáng)度。此外，當(dāng)水變成冰后，還會(huì)在骨料和鋼筋表面上產(chǎn)生顆粒較大的冰凌，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結(jié)力，從而影響混凝土的抗壓強(qiáng)度。當(dāng)冰凌融化后，又會(huì)在混凝土內(nèi)部形成各種各樣的空隙，而降低混凝土的密實(shí)性及耐久性。

2 混凝土冬季施工的特點(diǎn)

（1）由于冬季施工條件及環(huán)境因素的不利影響，冬季是工程質(zhì)量事故的多發(fā)季節(jié)，尤以混凝土工程居多。

（2）雖然工程是冬季施工，但是質(zhì)量問(wèn)題卻大多數(shù)在春季才開(kāi)始暴露出來(lái)，因而給事故處理帶來(lái)很大的難度，輕者進(jìn)行修補(bǔ)，重者重來(lái)，不僅給工程帶來(lái)?yè)p失，而且影響工程的使用壽命。因此，混凝土冬季施工中質(zhì)量事故的發(fā)生具有隱蔽性、滯后性。

（3）混凝土冬季施工的計(jì)劃性和準(zhǔn)備工作時(shí)間性強(qiáng)?；炷临|(zhì)量事故的發(fā)生，通常是由于準(zhǔn)備工作的時(shí)間短、技術(shù)要求復(fù)雜、倉(cāng)促施工造成的。

3 混凝土冬季施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）編制符合實(shí)際情況的冬季施工方案。

（2）施工前，組織技術(shù)員、資料員、試驗(yàn)員、質(zhì)檢員進(jìn)行培訓(xùn)，認(rèn)真學(xué)習(xí)冬施規(guī)程，嚴(yán)格按照規(guī)程、規(guī)范、方案組織冬期施工。

（3）根據(jù)冬季施工方案對(duì)施工中的原材料進(jìn)行一定的儲(chǔ)備，以免因天氣情況影響材料進(jìn)場(chǎng)，同時(shí)根據(jù)冬季施工方案對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。做好臨時(shí)供水管道的保溫防凍工作，做好冬季施工混凝土及摻外加劑的試配試驗(yàn)工作，提出施工配合比。

（4）根據(jù)氣溫情況、運(yùn)輸距離、材料加熱方法和溫度及混凝土入模溫度，計(jì)算混凝土出機(jī)溫度，然后根據(jù)出機(jī)溫度對(duì)混凝土拌合物溫度進(jìn)行控制。

（5）計(jì)算所需的保溫材料，并精心準(zhǔn)備。

3.2 原材料的選用

（1）水泥：選取質(zhì)量較好的硅酸鹽水泥作為混凝土的主要原料，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)大于42.5級(jí)，且水泥用量不低于300 kg/m3。水泥使用前1～2 d置于暖房?jī)?nèi)預(yù)熱，不能過(guò)早，同時(shí)注意保持水泥周圍環(huán)境干燥。

（2）石子：粒徑5～25 mm的碎石，含泥量為0.7%。泥塊含量為0.2%。

（3）砂子：細(xì)度模數(shù)為2.5，含泥量為2.2%，泥塊含量為0.6%。嚴(yán)格控制砂、石的含泥量，不能含有冰塊、雪團(tuán)以及易凍裂的物質(zhì)。

（4）早強(qiáng)減水劑：混凝土中加入早強(qiáng)減水劑1‰～3‰（根據(jù)實(shí)際溫度和實(shí)驗(yàn)配比），并對(duì)混凝土拌合物的坍落度等工作性能進(jìn)行觀察和抽檢，嚴(yán)格控制坍落度。

3.3 混凝土的拌制

（1）混凝土攪拌場(chǎng)地應(yīng)盡量靠近施工地點(diǎn)，以減少材料運(yùn)輸過(guò)程中的熱量損失。

（2）混凝土攪拌站嚴(yán)格按照試驗(yàn)室發(fā)出的配合比通知單進(jìn)行生產(chǎn)，不得擅自修改配合比。

（3）冬季氣溫低，機(jī)械容易出現(xiàn)故障，影響施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。每天開(kāi)工前，必須對(duì)攪拌機(jī)各個(gè)部位進(jìn)行檢查，確保其處于正常狀態(tài)。強(qiáng)制式攪拌機(jī)，夜間氣溫在0 ℃以下時(shí)，每天的第一灌料，經(jīng)常有開(kāi)不了門(mén)的現(xiàn)象，因此，每天在攪拌機(jī)開(kāi)始工作前，可以注入一灌 50 ℃以上的熱水，進(jìn)行攪拌倉(cāng)預(yù)熱，在確定開(kāi)門(mén)正常后，再進(jìn)行混凝土攪拌。每天收工后，必須對(duì)攪拌機(jī)和上料斗進(jìn)行清理，確保機(jī)內(nèi)無(wú)殘留混凝土、上料斗內(nèi)無(wú)骨料，以防止夜間凍塊，影響第二天施工。

（4）合理的投料順序，能使混凝土獲得良好的和易性，并使拌合物的溫度均勻。冬季攪拌混凝土的合理投料順序應(yīng)與材料加熱條件相適應(yīng)，攪拌時(shí)，投料順序?yàn)槭啊嗪蛽胶狭稀饧觿?/p>

（5）生產(chǎn)期間，派專職人員負(fù)責(zé)骨料倉(cāng)的下料，以清除砂石凍塊，保證水灰比小于0.6；從拌和水中扣除由骨料及防凍劑溶液中帶入的水份，嚴(yán)格控制粉煤灰最大取代值。

（6）攪拌站與氣象單位保持密切聯(lián)系，對(duì)預(yù)報(bào)氣溫仔細(xì)分析、獲取保險(xiǎn)值；分別按－5 ℃、－10 ℃和－l5 ℃對(duì)防凍劑試驗(yàn)，嚴(yán)格控制其摻量。

（7）必須隨時(shí)測(cè)量拌和水的溫度：水溫控制在50±10 ℃，砂子溫度控制在20～40 ℃，保證水泥不與溫度≥80 ℃的水直接接觸，保證混凝土的坍落度不超過(guò)200 mm。

3.4 混凝土的運(yùn)輸

混凝土拌合物出灌后，應(yīng)及時(shí)運(yùn)輸至澆筑地點(diǎn)。在運(yùn)輸過(guò)程中，要注意防止混凝土熱量的散失，混凝土運(yùn)輸過(guò)程是熱損失的關(guān)鍵階段，因此，混凝土運(yùn)輸工具的蓄熱能力相當(dāng)重要?？刹扇∮妹薏及炷凉捃噲A罐，防止混凝土熱量散失。

3.5 混凝土的澆筑

（1）澆筑混凝土前，及時(shí)將模板上的冰、雪清理干凈。當(dāng)環(huán)境氣溫低于－10 ℃時(shí)，采用暖棚法將直徑大于25 mm的鋼筋加熱至正溫。

（2）在施工操作上，冬季施工混凝土應(yīng)采用機(jī)械振搗，振搗時(shí)間應(yīng)比常溫時(shí)有所增加、振搗時(shí)不留死角，保證混凝土能充分填滿模板的各個(gè)角落，盡可能提高混凝土的密實(shí)程度。分層澆筑混凝土?xí)r，已澆筑層在未被上一層的混凝土覆蓋前，不應(yīng)低于計(jì)算的溫度，也不得低于2 ℃。

（3）澆筑完成后，應(yīng)采取措施使混凝土接合面繼續(xù)保持正溫，直至新澆筑混凝土獲得規(guī)定的抗凍強(qiáng)度。

3.6 混凝土的養(yǎng)護(hù)與拆模

由于冬季氣溫較低，混凝土硬化時(shí)間較長(zhǎng)，因此養(yǎng)護(hù)措施十分重要。正確的養(yǎng)護(hù)能避免混凝土產(chǎn)生不必要的溫度（監(jiān)測(cè)混凝土表面和內(nèi)部溫差不超過(guò) 25 ℃）收縮裂縫和受凍?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)方法，應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和規(guī)范中“冬期施工熱工計(jì)算公式”計(jì)算確定。養(yǎng)護(hù)方法應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的氣溫、結(jié)構(gòu)物表面系數(shù)等多種因素，可選用蓄熱法、蒸汽加熱法、暖棚加熱法或電加熱法等方法，以確?；炷两Y(jié)構(gòu)物不受凍害。

拆模應(yīng)盡量控制在白天，在大幅度降溫時(shí)不宜拆模，模板和保溫層在混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度并冷卻到5 ℃后方可拆除。混凝土與環(huán)境的溫差不得大于15 ℃，當(dāng)溫度差在10 ℃以上但低于 15 ℃時(shí)，拆除模板后立即在混凝土表面采取覆蓋措施，如覆蓋草袋及彩膠布。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了保證混凝土工程冬季施工質(zhì)量，施工中必須要合理選擇施工材料，優(yōu)化混凝土配合比，采用科學(xué)的施工方法，嚴(yán)格施工管理，加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。