浅析混凝土冬季施工

朱宇

浙江泰宁建设工程管理咨询有限公司

摘要：当室外日平均温度连续5天小于5℃时，则表明混凝土施工开始了冬季施工阶段，混凝土冬季施工将面临着在低温环境下，进行混凝土各种施工操作，所以需要对混凝土施工进行全过程的温度控制，从配合比开始，依据施工现场的温度情况，调整原材料的比例，或者是使用外加剂，在搅拌时需遵循投料顺序，控制搅拌时间，而在运输过程中，则需做好保温措施，以及在浇筑施工中，使用准确的施工技术，以保证冬季混凝土的施工质量。

关键词：混凝土；冬季施工；温度控制

在工程建设中，为了保证施工进度，经常面临冬季混凝土施工问题，冬季混凝土施工质量控制难度较大，温度降至零度以下，水泥水化作用将停止，混凝土强度将不再增加，混凝土中含有的水分，会受冻结冰，产生冻胀应力，撑大混凝土内部结构，形成裂缝，从而破坏了混凝土的整体结构，产生较大的施工质量问题。因此，防止混凝土冰冻是冬季混凝土施工的难点，同时也是施工过程中质量控制的关键。

1.混凝土冬季施工问题分析

1.1面临的问题

检验混凝土施工质量最为重要的指标是强度，而混凝土的强度容易受到环境、施工技术的影响，其中的关键点是温度，主要是因为硬化速度与温度有关，在一定的情况下，温度越高，硬化速度就越快，当小于0℃时，水会受冻结冰，强度将达不到设计要求。由于水化作用影响着混凝土的凝结过程，起到着关键性的作用，水一旦冻结成冰，将停止水化作用，从而影响到混凝土强度的提升。

1.1.1温度的影响

当温度低于0℃时，混凝土水化作用将停止，液相水将转向固相“冰晶”，对钢筋混凝土的粘结，裂缝，强度将产生不利影响。

1.1.2冰冻的影响

在混凝土开始凝结时，如果施工现场温度过低，会发生冰冻现象，第一，水化作用消失，混凝土凝结速度变慢；第二，水结冰后，会增大混凝土体积，一般会增大9%左右；第三，冻胀产生的应力，将导致混凝土出现结构裂缝，第四，钢筋表面产生“冰晶”减小混凝土握裹力，影响混凝土质量。

1.2受冻情况分析

1.2.1初凝前后

在初凝前，游离水较多，混凝土中的水泥发生水化作用，促进了混凝土的硬化，而水化作用的快慢与温度有关，当温度不断接近0℃时，水化作用的速度逐渐变小，到达零下2℃后，水化作用完全停止，而混凝土中的水开始结冰，水结冰后体积增大，形成“冰晶”应力，使混凝土出现微裂缝，并且使组成混凝土结构的原材料之间粘结力变小，导致混凝土结构松散。

1.2.2凝结后

为保证混凝土达到设计强度，冰冻前混凝土抗压强度必须达到受冻临界强度，当最低气温不低于-10度时，混凝土抗压强度不得小于3.5MPa,当最低气温不低于-15度时，混凝土抗压强度不得小于4.0MPa,当最低气温不低于-20度时，混凝土抗压强度不得小于5.0MPa,使混凝土在冻结情况下不会发生冻胀破坏，并且还能增长强度。实现这一目标混凝土将掺入防冻剂，混凝土内部温度降到所用防冻剂的规定温度时，该混凝土具有一定的强度来抵抗更低温度的冻胀破坏。

2.混凝土冬季施工方法分析

2.1使用合理的配合比

当施工现场的温度在0℃左右时，可通过调整混凝土的配合比，加入防冻剂，早强剂，引气剂等外加剂来保证混凝土施工后的强度。第一，选择抗冻性能较好的水泥，其中早强硅酸盐水泥具有这方面的优越性，其水化热较好，并且早期强度要好于普通硅水泥，其只需要3d的时间，就可达到普通硅水泥7天的强度，在冬季混凝土施工中表现良好；第二，提高水化热量，需降低水灰比，适当增加水泥的比例，加快硬化速度；第三，引气剂，在使用原有配合比的基础上，添加一定量的引气剂，改善了预制混凝土的流变性能，降低混凝土离析发生的可能性，以及改进混凝土的硬化能力，调整了气体含量，当含气量为4%时，抗折强度将增加10%以上，进而整体上降低混凝土的热扩散能力，提升了混凝土的抗冻性和耐候性。第四，早强外加剂，建议使用MS-F复合早强试水剂和硫酸钠，可减少凝结时间，增加早期强度。

2.2加热法

当天气温度在零下10℃以上时，如果是结构厚大的混凝土施工，一般会使用加热法，也就是在施工过程中加热混凝土，也可加热混凝土的施工环境，以提高混凝土施工过程中的温度，为混凝土硬化创造有利的条件。第一，蒸汽法，主要使用锅炉设备加热混凝土施工环境，优点是温度均匀、好控制，保持混凝土始终处于湿热状态，促进混凝土硬化，缺点是热损失大、费用高、施工环境差；第二，火炉加热，火炉加热释放的热量有限，一般用于施工面积较小的作业，操作简单易行，缺点是加热面积小、较为干燥，而且使用火炉会产生一定的二氧化碳，会碳化混凝土表面，降低了混凝土的施工质量；第三，电加热，这种方法使用了电热器，将其贴在混凝土表面，该方法实现容易、热损失小，但是电能损耗大。

2.3施工工艺分析

2.3.1搅拌作业

在冬季混凝土搅拌作业时，需使用强制式搅拌机，并要使用合理的投料顺序，先将骨料放入搅拌机中，然后加入适量的热水，搅拌均匀且等待一段时间，当混合物降至大约40℃时，加入水泥，继续搅拌直至混凝土符合施工标准。冬季混凝土搅拌时间一般要多于常温时期，在添加外加剂的情况下，时间将延长至常温的1.5倍。混凝土出机后直接送至施工现场，在运输时，需要做好保温措施，使用保温膜覆盖，或者是保温车，尽量减少运输过程中的温度损失。在混凝土入模前需进行测温，只有在不低于5℃的情况下，才可进行浇筑施工。

2.3.2分层浇筑

第一，在混凝土分层浇筑过程中，需控制好每层浇筑之间的温度差，在进行上层浇筑时，需要保证已浇筑层的温度，上下两层的温度差需在2℃以内；第二，接头位置浇筑时，需将接头表面进行加热，达到正在浇筑混凝土的温度即可；第三，接头浇筑后，需要接头浇筑后的混凝土温度，维持在45℃左右一段时间，对混凝土进行养护，以保证混凝土硬度达到设计要求；第四，冬季混凝土施工时，不可在强冻胀性的地基上施工，而在弱冻胀性地基施工时，则需事先加热。

结语：混凝土冬季施工受到温度的制约较大，温度过低将影响到混凝土的硬化质量，降低混凝土的硬度，一旦施工过程中，温度控制不利，将破坏混凝土的内部结构，形成较大的施工质量问题。所以，混凝土冬季施工需要对多种影响因素进行考量，除了施工现场条件、气候环境因素外，还要考虑到混凝土原材料、工程设计要求、保温材料、外加剂、施工工艺等事项，从而制定合理的施工方案，以保证混凝土冬季施工质量。

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