如何做好鋼筋混凝土冬季施工

摘要：在我國黃河以北地區，冬季寒冷季節較長，許多建筑工程由于受工期制約，冬季施工是不可避免的，為此，鋼筋混凝土冬季施工就會作為一道主要施工工序而在施工中被重視，該文就這項技術施工要點進行了全面闡述，以供施工人員參考。

關鍵詞：混凝土 冬季施工 技術要求

[中圖分類號]TU375[文獻標識碼]A [文章編號]1002-2139（2009）-10-0173-01

在我國許多地方，特別是西北和東北地區，冬季的寒冷時間較長，由于受建筑開發使用期限的制約，許多工程的鋼筋混凝土冬季施工是不可避免的，據有關施工技術要求，當環境溫度4℃時，只要采用適當的施工方法，避免新澆混凝土早期浸凍，使外露混凝土與冬季氣候保持較小溫差，也會取得像在天暖施工時的效果。

一、混凝土冬季施工的一般原理

混凝土是由水泥、砂、石和水經一定的配料成型、養護并獲得強度等級的人工石材。混凝土拌和物澆灌后之所以能逐漸凝結和硬化，直至獲得最終強度，是由于水泥和水發生水的結果。水化作用越快，混凝土的強度增長也越快，水化作用一旦停止，混凝土強度也停止增長。所以，水化的速度，主要隨著溫度的高低而變化。當溫度升高時，水化作用快，強度增加也較快；而當溫度降到0℃時，水化作用基本停止，當繼續降至-2∽-4℃時，存在于混凝土中的水有一部分開始結冰，逐漸由液相（水）變為固相（水）。這時參與水泥水化作用的水減少了，因此，水化作用減慢，強度增長相應減慢。溫度繼續下降，當存在于混凝土中的水完全變成冰，也就是完全由液相變為固相時，水泥水化作用基本停止，此時強度就不再增加。

水變成冰后產生約2500N／C㎡的冰脹應力。這個應力值常常大于水泥石內部形成的初期強度值，使混凝土受到不同程度的破壞而降低強度。同時當水變成冰后，還會在骨料和鋼筋表面上產生顆粒較大的冰凌，減弱水泥漿與骨料和鋼筋的粘結力，從而影響混凝土的抗壓強度。當冰凌融化后，又會在混凝土內部形成各種各樣的空隙，而降低混凝土的密實性及耐久性。

由此可見，在冬季混凝土施工中，水的形態變化是影響混凝土強度增長的關鍵。試驗研究還表明，混凝土受凍前預養期愈長，強度損失愈小。混凝土化凍后繼續養護，其強度還會增加，對于預養期長，獲得初期強度較高的混凝土受凍后，后期強度比較的混凝土受凍后，后期強度都有不同程度的損失。

二、混凝土冬季施工方法的選擇

從上述分析可以知道，在冬季混凝土施工中，需要解決三個問題：一、是如何確定混凝土最短的養護齡期；二、是如何防止混凝土早期強度凍害；三、是如何保證混凝土后期強度和耐久性滿足要求。在實際工程中，要根據施工時的氣溫情況，工程結構狀況，工期緊迫程度，水泥的品種及價格，早強劑、減水劑、抗凍劑的性能及價格，保溫材料的性能及價格，熱源的條件等，來選擇合理的施工方法。一般來說，對于同一個工程，可以有若干個不同的冬季施工方案。應當用最短的工期、最低的施工費用，來獲得最優良的工程質量，也就是工期、費用、質量最佳化。目前，基本上采用以下4種方法。

2.1調整配合比方法

主要適用于在0℃左右的混凝土施工。具體做法：①選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段，并應使用早強硅酸鹽水泥。②盡量降低水灰比，稍增水泥用量，從而增加水化熱量，縮短達到齡期強度的時間。③摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引用劑相應增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動性，改善其黏聚性及保水性，緩沖混凝土內水結冰所產生的水壓力，提高混凝土的抗凍性。④摻加早強外加劑，縮短混凝土的凝結時間，提高早期強度。⑤選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數和周圍砂漿膨脹系數相近。

2.2蓄熱法

蓄熱法是利用對混凝土組成材料預加的熱量和水泥的水化熱，用保溫材料加以適當的覆蓋保溫，防止熱量散失過快，延緩混凝土的冷卻，從而使混凝土能夠在正溫下達到規范要求的臨界強度。

室外氣溫不低于-15℃ ，地面以下工程或表面系數（即結構冷卻的表面積與結構體積之比）不大于5的結構，應優先采用蓄熱法養護。蓄熱法適用于氣溫不太寒冷的地區或初冬和冬末季節。

主要用于氣溫10℃左右，結構比較厚大的工程。做法是：對原材料（水、砂、石）進行加熱，使混凝土在攪拌、運輸和澆灌以后，還儲備有相當的熱量，以使水泥水化放熱較快，并加強對混凝土的保溫，以保證在溫度降到0℃以前使新混凝土具有足夠的抗凍能力。此法工藝簡單，施工費用不多，質量易于保證，所以國內外都將它作為冬期施工的基本方法。但要注意內部保溫，避免角部與外露表面受凍，且要延長養護齡期。

2.3外部加熱法

主要用于氣溫10℃以上，而構件并不厚大的工程。通過加熱混凝土構件周圍的空氣，將熱量傳給混凝土，或直接對混凝土加熱，使混凝土處于正溫條件下能正常硬化。①火爐加熱。一般在較小的工地使用，方法簡單，但室內溫度不高，影響質量。②蒸氣加熱。用蒸氣使混凝土在濕熱條件下硬化。此法較容易控制，加熱溫度均勻。但費用較高。且熱損失較大，勞動條件亦不理想。③電加熱。將鋼筋作為電極，或將電熱器貼在混凝土表面，使電能變為熱能，以提高混凝土的溫度。此法簡單方便，熱損失較少，易控制，不足之處是電能消耗量大。④紅外線加熱。以高溫加熱器或氣體紅外線發生器，對混凝土進行密封輻射加熱。

2.4抗凍外加劑

摻化學外加劑是混凝土的配制過程中，按水泥用量的百分比摻入適量的單一或復合化學劑。在10℃以上的氣溫中，對混凝土拌和物摻加一種能降低水的冰點的化學劑，使混凝土在負溫下仍處于液相狀態，水化作用能繼續進行，使混凝土早期強度得到迅速增加從而在滿足冬期施工工程質量要求的前提下，簡化冬期施工工藝，節約能源和附加設備，降低工程造價。目前常用有氧化鈣、氯化鈉等單抗凍劑及亞硝酸鈉加氯化鈉復合抗凍劑。

上述4種冬季施工方法都有利弊，其適用范圍都受一定條件的制約。應根據工的現有條件，采用一種或兩種以上施工方法結和作用。

參考文獻

[1] 李東升《混凝土冬季施工》 中國水利水電出版社

[2] 李繼業《新型混凝土技術與施工工藝》 中國建材工業出版社

[3] 杭有聲《建筑施工技術》 高等教育出版社