建筑工程技術(shù)中混凝土冬季施工技術(shù)研究

王 建

（新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 昌吉 831100）

我國地域廣闊，許多地方冬天氣溫較低，使得建設(shè)工程施工比較困難，特別是混凝土構(gòu)件在低溫條件下會變得更加脆弱?；炷涟韬衔镌跐沧⒑笾鸩侥?、硬化，并達到最后的強度，主要是因為水化作用，而水化速率除了與混凝土自身成分及配合比有關(guān)，還受溫度影響較大。因此，正確認識冬季施工對混凝土的影響并制定相應(yīng)的技術(shù)措施，是一個值得關(guān)注的問題。

1 冬季混凝土施工的基本原則

隨著溫度的提高，水泥水化速度加快，而在溫度降至0 ℃后，水泥中的部分水分就會發(fā)生凍結(jié)，從液態(tài)（水）向固態(tài)（冰）轉(zhuǎn)變。此時水泥水化過程中的水分含量降低，導(dǎo)致水化反應(yīng)變得緩慢，水泥強度的增加也變得緩慢。隨著溫度的降低，混凝土中的水分全部轉(zhuǎn)化為冰，即從液相到固相，水化過程基本結(jié)束，強度不再增加。當(dāng)水變?yōu)楸鶗r其體積增加了約9%，膨脹應(yīng)力約為25 kg/cm2。這種應(yīng)力通常比初始強度值要高，從而導(dǎo)致混凝土受到不同程度的損傷（即早期凍裂），以至強度下降。在冬季，混凝土結(jié)構(gòu)中水的形態(tài)變化是影響其強度生長的重要因素。試驗結(jié)果顯示，新澆注混凝土在凍融之前有一定的預(yù)養(yǎng)期，促進其水化。如果混凝土被凍成冰塊（也就是在普通溫度下），那么它的強度還會增加，但增加的幅度卻有所不同，預(yù)養(yǎng)護期較長、早期強度高的混凝土在凍害后，其后期強度基本不會下降；前期強度較低的混凝土在凍害后，其后期強度會有所下降。因此，為了加快水化反應(yīng)，在凍融之前，必須給混凝土一個預(yù)熱時間，以達到最小強度，也就是所謂的臨界強度，這樣就可以達到所需的效果。關(guān)于臨界強度，各國的標準不同，我國的標準為：不少于設(shè)計強度等級的30%，同時不少于35 kg/cm2。

2 冬季混凝土施工準備

2.1 制定科學(xué)建設(shè)方案

設(shè)計人員要對工地進行實地勘察，了解工地具體情況，再結(jié)合冬季特征和當(dāng)?shù)氐匦沃贫茖W(xué)的施工方案。在保證工程進度的同時，也要考慮到冬季氣候?qū)ㄖ牧系挠绊?，以保證施工質(zhì)量。

2.2 提高施工人員技術(shù)水平

季節(jié)氣候不同，施工方式也不盡相同。在冬季施工時，除了要做好相應(yīng)的準備工作外，還要對施工人員進行專業(yè)培訓(xùn)，因為施工人員技術(shù)水平的高低直接影響著工程質(zhì)量的好壞。

2.3 做好施工機械的維護

冬天氣溫低，很多施工設(shè)備都會因低溫而受損，因此要加強對施工設(shè)備的管理與技術(shù)保養(yǎng)，適當(dāng)使用防凍劑。此外，還要加強對施工設(shè)備的檢查，除了定期更換和維修機械設(shè)備外，在使用后也要進行維護，以提高設(shè)備的安全性和工作效率。

2.4 加強對現(xiàn)場勞動者的保護

在工程開工前，要妥善解決工人的住宿問題，確保他們能有一個溫暖的工作環(huán)境，免受疾病和凍傷等。還應(yīng)注意觀察施工現(xiàn)場的冰凍狀況，確保施工現(xiàn)場的運輸安全。

3 冬季混凝土施工工藝

3.1 原料

為了保證建筑工程混凝土的施工質(zhì)量，防止混凝土受到凍傷，可添加一定量的防凍劑，一般情況下用量為3%～4%。為了保證集料干凈，不能摻雜冰和雪。在水泥選材上，宜選用P·O 42.5 以上的普通硅酸鹽水泥，其水灰比不得小于0.6。而在抗?jié)B率較高的情況下，水灰比應(yīng)該小于0.5。由于水化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度過高會使混凝土凝固速率加快，加之溫度低、時間短、體積大，所以混凝土攪拌溫度要保持在正常溫度內(nèi)。

3.2 攪拌

在冬季施工前，攪拌站要做好設(shè)備檢修、原材料儲備、混凝土配合比調(diào)整等各種準備工作。在砌筑工序中應(yīng)保證混凝土的溫度高于0 ℃，攪拌水的水溫不超過80℃，以免混凝土直接接觸到高溫。混凝土冬季施工時，攪拌時間應(yīng)為常溫攪拌時間的1.5 倍，出料溫度應(yīng)在15 ℃以上，進場溫度在10 ℃以上，且在溫度下降至指定值前，必須保證達到臨界受凍強度。為了保證混凝土在發(fā)生凍害之前達到臨界受凍強度，必須采取保溫養(yǎng)護等處理措施。

3.3 運輸

為了解決運輸問題，應(yīng)從保溫和防凍兩個方面著手。第一批混凝土運送至工地，若放置時間太久易造成凝結(jié)而無法利用，不但浪費了資源，還延遲了工期，導(dǎo)致成本增加，所以必須采取相應(yīng)的措施。如果降溫速率高于7 ℃/h，則會出現(xiàn)局部凝固現(xiàn)象，若需在施工場地添加其他物料，則應(yīng)先對上述物料進行保溫處理。物料、場地也要及時清理，以免出現(xiàn)安全隱患。在低溫條件下運送混凝土必須要有保溫措施，罐車要有保溫裝置，用50 ℃的水沖洗，泵管也要用棉簾包裹。為了確保罐車在最短時間內(nèi)到達澆筑場地，必須做到連續(xù)、快速。在澆注前必須檢查罐車內(nèi)混凝土的狀況，如有凍傷，嚴禁使用。

3.4 澆筑

不得在雨雪天澆注混凝土，盡量避免結(jié)冰；如必須澆注，應(yīng)保證入模溫度高于5 ℃；在進行混凝土澆注前應(yīng)清除模板和腳手架表面的雜物和積雪，以免影響澆筑質(zhì)量，同時可提高施工的安全性。在混凝土澆筑時應(yīng)遵循“快布料，快振搗”的原則，防止熱損失過快，同時盡可能減小工作面。澆筑完畢后，首先要在混凝土結(jié)構(gòu)上貼一層塑料布，然后再鋪上兩層棉簾，以確保墻角部位的緊實度，并由專人進行監(jiān)督和管理；如遇大風(fēng)，應(yīng)適當(dāng)加強保溫。為防止在運輸過程中熱損失過大，必須將棉被包在泵送管道外。在施工縫處澆筑混凝土?xí)r首先要將水泥膜和松散的石塊去掉，然后用濕法清洗，并保證接頭處的混凝土溫度高于2 ℃，然后再澆注一層強度與混凝土相同的灰漿，直到混凝土的強度達到1.2 MPa 以上，才能進行澆筑。

3.5 維護

根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范，在冬天氣溫較低時應(yīng)采用塑料薄膜進行保溫，并在塑料薄膜上鋪一層被子，防止熱量快速流失。在雨、雪、霜凍等氣候條件下，應(yīng)在被褥上再加一層彩色布條，以提高隔熱效果，降低被褥的濕度。為避免混凝土澆注后過快冷卻，必須在施工現(xiàn)場設(shè)置擋風(fēng)設(shè)施，提高混凝土的早期強度，使混凝土達到臨界受凍強度。在混凝土結(jié)構(gòu)達到臨界受凍強度后，應(yīng)將其表面的隔熱層剝離。當(dāng)混凝土溫度與外界氣溫相差不超過20 ℃時，可拆除模板，拆模后的混凝土應(yīng)及時覆蓋，使其緩慢降溫[1]。

3.6 強度測試

在澆筑部位用混凝土試件進行強度試驗，一組混凝土在規(guī)范養(yǎng)護狀態(tài)下進行，另一組在施工現(xiàn)場直接進行，并將試驗結(jié)果與理論計算值進行對比；對于具有抗凍性、抗?jié)B性的混凝土，在制作好試塊后，應(yīng)在施工工地進行28 d 養(yǎng)護，再進行28 d 規(guī)范養(yǎng)護，然后再進行抗凍抗?jié)B試驗。

3.7 測溫

混凝土溫度應(yīng)滿足冬季施工要求，混凝土溫度包括氣候溫度、混凝土出罐溫度、入模溫度、養(yǎng)護溫度等。澆筑完畢后要采用電子測溫儀對關(guān)鍵位置、容易發(fā)生凍傷和溫度波動大的地方進行測溫，并對測溫點進行詳細編號，還要避免與外界環(huán)境直接接觸。對現(xiàn)澆梁的測溫點進行布置時，必須在梁的兩端采用豎向排列，測溫孔洞的深度應(yīng)為梁高的1/3～1/2，兩個溫度點相隔不能大于3 m?；炷恋臐仓に囈埠荜P(guān)鍵，在安裝場地上準備好測溫儀器，按規(guī)范準備好溫度計，一般是在梁板上進行；在10～12 d 后分別測定不同時期的溫度變化，根據(jù)溫度變化規(guī)律采取相應(yīng)控制措施[2]。

4 冬季施工中常見的質(zhì)量通病及預(yù)防對策

4.1 鋼筋腐蝕與混凝土開裂

在冬天進行混凝土施工，很可能會引起混凝土的凍傷，進而引起混凝土的腐蝕和體積膨脹。形成裂縫的因素之一是水泥的穩(wěn)定性差，水灰比太高，以致初期強度偏低，生長緩慢，使得混凝土中的大量水分損失，導(dǎo)致混凝土開裂。

防止鋼筋腐蝕的方法：一是要合理地控制混凝土中的氯鹽含量，氯鹽的用量不能超過1%。二是在攪拌混凝土?xí)r要確保攪拌均勻，使氯鹽充分溶解，防止因氯化物濃度不均勻而導(dǎo)致鋼筋局部腐蝕。三是要嚴格控制水泥用量和水灰比，以達到防止混凝土開裂的目的[3]。

4.2 表面的灰塵

造成表面灰塵的主要原因是水泥混合料的水灰比太大，產(chǎn)生了離析，出現(xiàn)了嚴重的泌水現(xiàn)象，再加上低溫養(yǎng)護，水泥的水化過程逐漸結(jié)束，混凝土中的水分迅速流失，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)灰塵。防治方法：嚴格控制水泥水灰比、適當(dāng)延長混合料攪拌時間、用薄膜覆蓋構(gòu)件表面進行保水等。

4.3 結(jié)晶腐蝕和表面返霜

在混凝土硬化后，某些摻入劑溶液會滲入混凝土表面，使混凝土表層的水分逐漸蒸發(fā)，這種狀況也會對混凝土與面層的粘結(jié)產(chǎn)生直接的影響。防治方法：科學(xué)地控制摻入量（一般應(yīng)超過5%～7%)，以確?；旌狭贤耆艹?，并根據(jù)需要延長混合時間。混凝土澆注完畢后，必須立即用塑料布將其覆蓋，防止?jié)駳庋杆倭鞒觥?/p>

4.4 提高混凝土質(zhì)量

冬季施工應(yīng)嚴格控制水泥和水的比例，在水泥充分結(jié)合后，嚴禁施工人員進行補水；在雨天等惡劣氣候條件下禁止施工。水泥配比是決定水泥質(zhì)量的一個關(guān)鍵因素，是生產(chǎn)高質(zhì)量混凝土的關(guān)鍵?；炷猎跀嚢柽^程中會產(chǎn)生大量的熱，使混凝土提前凝結(jié)，達不到施工技術(shù)要求，因此，必須對混凝土進行性能控制。攪拌過程中為了防止熱流動，應(yīng)充分地密封混凝土，這樣不但可以提高攪拌效率，還可以提高工作效率。在攪拌前，應(yīng)嚴格遵循物料的排料順序，先加水和骨料；也可以在運輸之前保持一定的溫度，在混凝土預(yù)處理和熱水裝置中儲存，使其溫度升高，然后立即進行澆筑，這樣可以將資源消耗降到最低。在冬季施工中混凝土的施工及熱控制是非常關(guān)鍵的，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，分層澆筑，并在施工結(jié)束后進行溫度檢測[4]。

4.5 做好保溫工作

溫室保溫是利用建筑物的溫度變化來保證溫度不會太高，并安排專門人員進行定期的溫度調(diào)節(jié)。可配置暖氣、熱風(fēng)系統(tǒng)、爐子等，以增加棚內(nèi)的溫度，更好地保護混凝土。

冬天氣溫大幅度下降后，可以采用蒸汽養(yǎng)護法，既能保持材料的溫度，又能增加室內(nèi)的濕度，避免混凝土干燥。蒸汽的溫度維持不了太久，所以對于保溫時間相對不長的混凝土比較適宜。還有一種方法是蓄熱，該方法是利用反應(yīng)放出的熱來延緩混凝土的冷卻時間，從而確?；炷猎谀糖疤幱诶硐氲酿B(yǎng)護溫度。該方法在不增加熱源的情況下，可以有效地提高熱的利用率，而且操作比較方便，因此，在條件許可的情況下（混凝土表面系數(shù)小于5，室外最低溫度不低于-15 ℃），可以采用蓄熱方法進行混凝土養(yǎng)護。

5 結(jié)束語

冬季建筑工程施工中存在著大量的施工難點，應(yīng)加強對施工技術(shù)的研究與分析，做好各種安全防護工作，確保混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量達到設(shè)計要求，保證冬季施工質(zhì)量。