冬季對(duì)混凝土施工性能影響及防治措施

王麗娟

摘 要：冬季混凝土施工對(duì)混凝土性能影響較大，常常發(fā)生非荷載引起的質(zhì)量事故，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)物安全，解決冬季混凝土施工問題，必須首先掌握混凝土冬季施工規(guī)律與特點(diǎn)，研究低溫條件下對(duì)混凝土性能影響，采取相應(yīng)防治措施，對(duì)工程建設(shè)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：冬季混凝土；性能；防治措施

一、冬季混凝土施工性能影響

（一）對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響

混凝土澆筑時(shí)的溫度越低，其初凝與終凝時(shí)間均會(huì)延長，相比之下終凝時(shí)間延長的更為明顯，這一點(diǎn)已被Neville證明[1]，當(dāng)溫度降低到0℃，水泥水化作用會(huì)基本停止。未加外加劑的混凝土低溫受凍抗壓強(qiáng)度損失會(huì)達(dá)到40%。

（二）對(duì)強(qiáng)度的影響

混凝土凝固后，但尚未達(dá)到足夠強(qiáng)度時(shí)受到低溫影響，混凝土強(qiáng)度損失最大，因?yàn)榕c毛細(xì)孔水結(jié)冰相關(guān)的膨脹將使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損，造成不可恢復(fù)的強(qiáng)度損失；混凝土早起強(qiáng)度主要取決于膠凝材料的水化程度，而低溫養(yǎng)護(hù)較標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下水化反應(yīng)較慢，從而使得早期強(qiáng)度較低[2]。

（三）對(duì)抗?jié)B性的影響

由于混凝土有對(duì)氯離子擴(kuò)散的阻礙能力，這種阻礙能力取決于混凝土的孔隙率及孔隙分布；以及與混凝土對(duì)氯離子的物理或者化學(xué)結(jié)合能力[3]有關(guān)；因此低溫混凝土抗?jié)B性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常溫下混凝土的抗?jié)B性，同時(shí)隨著齡期增長，低溫時(shí)混凝土抗?jié)B性一直低于常溫下混凝土的抗?jié)B性。

（四）對(duì)抗凍性的影響

研究表明混凝土的抗凍性與其氣泡間隔系數(shù)和強(qiáng)度有良好的相關(guān)性，體現(xiàn)在新拌混凝土方面，它跟含水量緊密相關(guān)，低溫下真正與混凝土抗凍耐久性有關(guān)的是混凝土的抗拉強(qiáng)度和孔隙飽水程度。

二、冬季對(duì)混凝土施工防治建議

（一）材料選擇

冬季混凝土施工一般應(yīng)盡量選用標(biāo)號(hào)在425號(hào)以上的硅酸鹽水泥或使用早強(qiáng)型水泥，因?yàn)檫@類水泥水化比較快，而且釋放的水化熱較高，利于混凝土的凝結(jié)硬化和早期強(qiáng)度發(fā)展，有條件時(shí)可選用快硬水泥；混凝土配合比設(shè)計(jì)是冬季混凝土施工重要的影響因素之一。合理調(diào)整配合比，適當(dāng)使用外加劑I既可以改善混凝土冬季施工的工作性能，也可以提高混凝土凝結(jié)硬化后抗凍性能?；炷僚浜媳鹊恼{(diào)整。

可以從以下幾方面著手：

①選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。試驗(yàn)結(jié)果表明。應(yīng)使用早強(qiáng)硅酸鹽水泥。該水泥水化熱較大。且在早期放出強(qiáng)度最高，一般3天抗壓強(qiáng)度大約相當(dāng)于普通硅水泥7天的強(qiáng)度，效果較明顯；

②冬季施工配合比采用冷混凝土配比，盡量降低水灰比，要求混凝土水灰比不宜大于0.5；稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達(dá)到齡期強(qiáng)度的時(shí)間；最小膠凝材料用量均不小于300Kg/m3，根據(jù)當(dāng)?shù)靥鞖鈿鉁氐淖兓闆r，應(yīng)積極準(zhǔn)備各種原材料進(jìn)行試配，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)施工配合比進(jìn)行熱工計(jì)算，確定拌和用水和原材料加熱溫度，保證混凝土入模溫度，控制混凝土質(zhì)量；

③摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，入引氣劑后生成的氣泡，相應(yīng)增加了水泥漿的體積提高拌和物的流動(dòng)改善其粘聚力及保水性，降低混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力，提高混凝土的抗凍性；摻用防凍劑，以降低新拌混凝土內(nèi)部水溶液冰點(diǎn)及干擾冰晶生長，有效保護(hù)未成熟混凝土不受凍脹破壞，在負(fù)溫條件下能夠繼續(xù)水化，防凍劑加入了很少，在施工時(shí)要準(zhǔn)確稱量；

④摻加早強(qiáng)外加劑.縮短混凝土的凝結(jié)時(shí)間，提高早期強(qiáng)度。應(yīng)用較普遍的有硫酸鈉（摻用水泥用量的2%）和Hs—F復(fù)合早強(qiáng)試水劑（摻水泥用量的5%）；⑤選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料.使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂漿膨脹系數(shù)相近。

（二）制備措施

（1）增加混凝土的拌和時(shí)間

冬季施工混凝土的拌和時(shí)間一般為常溫的1.5倍。在拌和時(shí)要求對(duì)拌和機(jī)械進(jìn)行預(yù)熱，且對(duì)拌和溫度做出限制：對(duì)大體積混凝土一般不低于12℃。對(duì)薄壁結(jié)構(gòu)不低于l 7℃一25℃，同時(shí)要求在各種情況下的拌和溫度保證入倉澆筑溫度不低于5℃。

（2）減少拌和、運(yùn)輸、澆筑中的熱量損失

采取措施盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間，減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)。裝料設(shè)備應(yīng)加蓋，側(cè)壁應(yīng)保溫。配料、卸料、轉(zhuǎn)運(yùn)及皮帶機(jī)廊道各處應(yīng)增加保溫措施。

（3）預(yù)熱拌和材料

首先考慮加熱水，水的加熱極限溫度視水泥等級(jí)和品種而定，如加熱溫度超過此值，則攪拌時(shí)應(yīng)先與砂石拌合，然后加入水泥以防止水泥假凝。如水加熱至極限溫度而熱量尚嫌不足時(shí)，再考慮加熱砂石骨料，砂石加熱的極限溫度亦與水泥的等級(jí)和品種有關(guān)。

（4）提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)

提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)有利于提高混凝土的抗凍性、抗?jié)B，從而提高混凝土的耐久性。

三、結(jié)論

冬季現(xiàn)澆混凝土各項(xiàng)性能都隨溫度的降低而出現(xiàn)劣化的現(xiàn)象，這將使混凝土性能產(chǎn)生不可逆的破壞作用；通過優(yōu)選材料調(diào)整配合比設(shè)計(jì)、采取必要的施工措施及養(yǎng)護(hù)方法，以保證混凝土的澆筑質(zhì)量，滿足現(xiàn)場低溫施工的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]Neville A M.混凝土的性能[M].馬國泮，馬貞勇譯.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1983

[2]黃智德，高紀(jì)宏，鄭子騰.低溫對(duì)混凝土性能的影響研究[J]公路.2009年第9期，165-168

[3]趙鐵軍.混凝土滲透性[M].北京：科學(xué)出版社.2006