混凝土工程冬期施工控制措施

張 志

《建筑工程冬期施工規(guī)程》規(guī)定，根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁庀筚Y料，當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定低于5℃即進(jìn)入冬期施工，當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定高于5℃時(shí)解除冬期施工。但為避免冬期凍害，很多地區(qū)和公司從實(shí)際出發(fā)，要求施工現(xiàn)場當(dāng)日氣溫降為0℃及以下時(shí)即采取防凍害措施。

因此，在工程即將進(jìn)入冬期施工前，要提前準(zhǔn)備和防范，把不利的因素消除在萌芽狀態(tài)，要提前收集當(dāng)?shù)囟诘臍庀筚Y料，了解當(dāng)?shù)氐臍鉁刈兓?、持續(xù)時(shí)間、最低溫度以及最大風(fēng)、雪等資料，還要了解施工過程中未來一周的天氣變化，只有這樣才能作到防患于未然。

1 混凝土冬期強(qiáng)度

混凝土之所以能凝結(jié)、硬化并獲得強(qiáng)度，是由于水泥和水進(jìn)行水化作用的結(jié)果。水化作用的速度在一定濕度條件下主要取決于溫度，溫度愈高，強(qiáng)度增長也愈快，反之則慢。當(dāng)溫度降至0℃以下時(shí)，水化作用基本停止，溫度再繼續(xù)降至－2℃～－4℃，混凝土內(nèi)的水開始結(jié)冰，水結(jié)冰后體積增大8%～9%，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生冰晶應(yīng)力，使強(qiáng)度很低的水泥石結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，同時(shí)減弱了水泥與砂石和鋼筋之間的粘結(jié)力，從而使混凝土強(qiáng)度降低。

受凍的混凝土在解凍后，其強(qiáng)度雖能繼續(xù)增長，但已不能達(dá)到原設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)。試驗(yàn)證明，混凝土遭受凍結(jié)帶來的危害，與遭凍的時(shí)間早晚、水灰比等有關(guān)，遭凍時(shí)間愈早，水灰比愈大，則強(qiáng)度損失愈多，反之則損失少。

經(jīng)過試驗(yàn)得知，混凝土經(jīng)過預(yù)先養(yǎng)護(hù)達(dá)到一定強(qiáng)度后再遭凍結(jié)，其后期抗壓強(qiáng)度損失就會(huì)減少。一般把遭凍結(jié)其后期抗壓強(qiáng)度損失在5%以內(nèi)的預(yù)養(yǎng)強(qiáng)度值定為“混凝土受凍臨界強(qiáng)度”。

通過試驗(yàn)得知，該臨界強(qiáng)度與水泥品種、混凝土強(qiáng)度等級(jí)有關(guān)。對(duì)普通硅酸鹽水泥和硅酸鹽水泥配制的混凝土，受凍臨界強(qiáng)度定為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的30%;對(duì)礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，為設(shè)計(jì)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的40%，但不大于C10的混凝土，不得低于5 N/mm2。

混凝土冬期施工除上述早期凍害之外，還需注意拆模不當(dāng)帶來的凍害。混凝土構(gòu)件拆模后表面急劇降溫，由于內(nèi)外溫差較大會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，亦會(huì)使表面產(chǎn)生裂紋，在冬期施工中亦應(yīng)力求避免這種凍害。

為此，現(xiàn)行《建筑工程冬期施工規(guī)程》規(guī)定，凡根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁鉁刭Y料室外日平均氣溫連續(xù)5 d穩(wěn)定低于+5℃時(shí)，就應(yīng)采取冬期施工的技術(shù)措施進(jìn)行混凝土施工。從混凝土強(qiáng)度增長情況看，混凝土在+5℃環(huán)境下養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度增長很慢。而且在日平均氣溫低于+5℃時(shí)，最低氣溫已低于0℃～1℃，混凝土已有可能受凍。

2 編制好冬期施工方案

作好冬期施工技術(shù)文件的編制工作。在工程進(jìn)入冬期施工前，要提前編制好冬期施工技術(shù)文件，作為冬期施工的技術(shù)指導(dǎo)性文件，冬期施工技術(shù)文件必須包括施工方案或技術(shù)措施。

冬期施工方案主要包括以下主要內(nèi)容:

1)冬期施工的生產(chǎn)任務(wù)安排和部署;2)施工材料進(jìn)場計(jì)劃;3)勞動(dòng)力計(jì)劃;4)熱源、設(shè)備計(jì)劃和部署;5)冬期施工人員培訓(xùn)計(jì)劃;6)工程質(zhì)量的控制要點(diǎn);7)冬期安全生產(chǎn)的要點(diǎn);8)施工工序及進(jìn)度安排;9)各分項(xiàng)工程的施工方法和施工技術(shù)措施。

3 作好人員培訓(xùn)和技術(shù)交底工作

3.1 作好施工人員的培訓(xùn)工作

冬期施工由于在負(fù)溫下進(jìn)行作業(yè)，不了解或不熟悉冬期施工規(guī)律，極易造成工程質(zhì)量事故，為保證工程質(zhì)量，冬期施工前必須進(jìn)行人員培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容為:1)要學(xué)習(xí)國家和地方有關(guān)冬期施工規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定，如《建筑工程冬期施工規(guī)程》等文件;2)學(xué)習(xí)有關(guān)冬期施工的基本理論知識(shí)及施工方法。

3.2 進(jìn)行冬期施工前的技術(shù)交底工作

進(jìn)行技術(shù)交底的目的是防止施工操作人員違反冬期施工規(guī)律，造成操作不當(dāng)，人為的造成質(zhì)量事故。施工前技術(shù)交底的重點(diǎn)是:1)原材料的使用方法;2)原材料的加熱或保護(hù);3)原材料的測溫或成品的測溫;4)商品混凝土的質(zhì)量要求;5)成品的保護(hù)或養(yǎng)護(hù)工作。

4 混凝土工程冬期施工方法

混凝土冬期施工方法有:蓄熱法、摻外加劑法、蒸汽養(yǎng)護(hù)法和電熱法。

蓄熱法是應(yīng)用最多、最經(jīng)濟(jì)的方法。室外最低氣溫不低于－15℃，地面以下的工程或表面系數(shù)不大于5的結(jié)構(gòu)，應(yīng)優(yōu)先采用蓄熱法。該法的實(shí)質(zhì)是利用加熱原材料(水泥除外)所預(yù)加的熱量及水泥水化熱，再用適當(dāng)保溫材料覆蓋，防止熱量過快散失，延緩混凝土的冷卻速度，使混凝土在正溫條件下增長強(qiáng)度以達(dá)到預(yù)定值，使其不小于混凝土受凍臨界強(qiáng)度。

摻外加劑法，即在混凝土拌制過程中，摻入具有早強(qiáng)、抗凍、催化、減水等作用的外加劑，以降低混凝土的冰點(diǎn)，使之在負(fù)溫下能加速硬化以達(dá)到要求的強(qiáng)度。

蒸汽養(yǎng)護(hù)法，即利用低壓(不高于0.07 MPa)飽和蒸汽對(duì)所澆筑的混凝土進(jìn)行加熱養(yǎng)護(hù)。此法消耗能源多，費(fèi)用高。

電熱法，是利用電流通過不良導(dǎo)體(混凝土)所發(fā)出的熱量來養(yǎng)護(hù)混凝土。

5 混凝土工程冬期施工控制要點(diǎn)

1)作好原材料的檢驗(yàn)復(fù)試及材料的配合比。在冬期施工中各種原材料需要進(jìn)行復(fù)試的必須進(jìn)行復(fù)試，以防不合格的材料使用在工程中，另外，在冬期混凝土施工中經(jīng)常要使用一些外加劑，隨著氣溫的不斷變化用量不一，加上目前假冒偽劣產(chǎn)品較多，如果不復(fù)試，直接用于工程，將有可能給工程帶來嚴(yán)重后果，要消除引起工程質(zhì)量隱患的因素，對(duì)工程中使用的原材料進(jìn)行重新復(fù)試是必要的。

2)冬期施工方案必須有針對(duì)性，方案中應(yīng)明確所采用的混凝土養(yǎng)護(hù)方式(如蓄熱法、綜合蓄熱法、暖棚法等)。避免混凝土受凍所需的熱源方式(如火爐、焦炭、碘鎢燈等);混凝土覆蓋所需的保溫材料(如塑料布、草簾子、棉毯等);用于測量溫度的用具(測溫管、溫度計(jì)等)的數(shù)量。所有冬期施工所需要的保溫材料，必須按照方案配置，并堆放在樓層中，經(jīng)監(jiān)理單位對(duì)保溫材料種類和數(shù)量檢查驗(yàn)收，符合冬期施工方案計(jì)劃才可進(jìn)行混凝土澆筑。

3)冬期施工方案中應(yīng)明確測溫布置計(jì)劃，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)繪制測溫孔的位置、數(shù)量平面布置圖，并合理確定測溫的間隔時(shí)間和組織測溫人員，做好測溫安排。測溫期間應(yīng)及時(shí)填寫溫度記錄表，并對(duì)溫度記錄情況進(jìn)行分析，繪制溫度曲線，以便當(dāng)溫度突變時(shí)及時(shí)采取補(bǔ)救措施和作為達(dá)到臨界強(qiáng)度養(yǎng)護(hù)時(shí)間的混凝土撤除養(yǎng)護(hù)的依據(jù)。

4)加強(qiáng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、坍落度、入模溫度、外加劑摻量及種類、早強(qiáng)劑、緩凝劑、防凍劑等的控制，其中對(duì)外加劑應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 8076混凝土外加劑，GB 50119混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范等有關(guān)環(huán)境保護(hù)的規(guī)范規(guī)定。外加劑必須有出廠合格證及檢驗(yàn)報(bào)告，應(yīng)見證取樣并復(fù)驗(yàn)合格;且不應(yīng)含有對(duì)鋼筋腐蝕作用的化學(xué)物質(zhì)。

5)加強(qiáng)成品的養(yǎng)護(hù)。冬期混凝土的養(yǎng)護(hù)管理是保證混凝土質(zhì)量的重要措施，新澆筑的混凝土，一是作好生火保溫和覆蓋保溫工作，并經(jīng)常檢查;二是作好混凝土的測溫工作，隨時(shí)掌握混凝土的內(nèi)部溫度，保證混凝土在初凝期不受凍。

6 按照地方政策文件組織施工

由于冬期施工工程容易受凍，質(zhì)量不易保證，混凝土工程一旦遭凍后，將會(huì)造成重大的質(zhì)量事故和經(jīng)濟(jì)損失，因此各地建筑工程質(zhì)量主管部門都比較重視冬期施工，在冬期施工申報(bào)和施工細(xì)則方面做了詳細(xì)的硬性規(guī)定。施工單位在各地冬期施工前要查閱當(dāng)?shù)囟谑┕さ恼呶募瑖?yán)格按照當(dāng)?shù)卣呶募┕?，以免造成質(zhì)量隱患或工程驗(yàn)收上的問題。

7 其他措施

1)冬期施工期間，施工單位質(zhì)量部、監(jiān)理單位必須進(jìn)行認(rèn)真檢查，在達(dá)到和保證冬期施工的技術(shù)措施和質(zhì)量要求的條件下，方可進(jìn)行冬期施工，對(duì)達(dá)不到冬期施工條件的工程，施工單位質(zhì)量部或監(jiān)理單位有權(quán)停止施工。2)冬期施工費(fèi)用:由于冬期施工需要進(jìn)行周邊的圍護(hù)，混凝土需要保溫養(yǎng)護(hù)，氣候寒冷，作業(yè)困難，工效降低，故冬期施工的項(xiàng)目，所需投入費(fèi)用高于常溫作業(yè)情況，所以為保證冬期工程施工質(zhì)量，建設(shè)單位必須給予冬施費(fèi)用的保證，并及時(shí)予以進(jìn)度撥款支付。

凡是冬期施工費(fèi)用不到位的，不得進(jìn)行冬期施工。

8 結(jié)語

冬期施工雖不常發(fā)生，但如果發(fā)生不提前準(zhǔn)備和防范，會(huì)影響工程質(zhì)量、進(jìn)度，措施不當(dāng)會(huì)給工程質(zhì)量帶來隱患，因此，在工程即將進(jìn)入冬期前作好防范，在施工期間作好控制是必要的，是保證工程質(zhì)量必需的措施。

[1]馮斌進(jìn).冬季施工保證措施[J].山西建筑，2011，37(2):105-106.