淺談混凝土的冬季施工方法

董艷梅

近年來，我國建筑市場的不斷繁榮發(fā)展，使得我們周圍的環(huán)境變化日新月異，特別是城市建設(shè)更是得到了飛速的發(fā)展。我們周圍的一座座橋梁，一幢幢大樓在不經(jīng)意間拔地而起，給我們的城市增色不少。得益于混凝土冬季施工技術(shù)的發(fā)展，逐漸的，很多混凝土的工程在 0℃以下的冬天也在繼續(xù)施工。但是，我們也清楚，如果不采取合理冬施措施的話，混凝土工程的質(zhì)量很容易出現(xiàn)問題，形成安全隱患。作為工程技術(shù)人員，需要懂得混凝土冬施的原理，掌握其具體的方法，并且能運(yùn)用到冬施過程中，才能確保混凝土的質(zhì)量，保證工程的質(zhì)量。

1 混凝土冬季施工的原理

混凝土冬季施工是指:在寒冷地區(qū)的日平均氣溫保持在 5℃以下，或者最低氣溫保持在-3℃以下，這種氣溫連續(xù)保持5 d或多于 5 d時，混凝土就需要采取冬季施工措施了。

在冬季，特別是我國北方，外部氣溫較低，這樣會造成混凝土受凍而反應(yīng)速度減慢，更主要的是，如果混凝土澆筑后形成較低強(qiáng)度時就受凍的話，這樣混凝土易被凍疏，其最終強(qiáng)度會降低。

混凝土在澆灌后，由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，最后具有很高的強(qiáng)度，這是混合物進(jìn)行水化作用的結(jié)果。水化作用的速度和混凝土的配合比以及反應(yīng)溫度有主要的關(guān)系，配合比好和溫度高，則反應(yīng)速度快，反之亦然。當(dāng)反應(yīng)溫度降低到 0℃時，混凝土混合物中的一部分水就會結(jié)冰，這樣參與水化作用的水就會變少，導(dǎo)致水化作用速度減慢，強(qiáng)度的增加也變慢。如果溫度繼續(xù)下降，混凝土中的水就會凝固成冰，混凝土由于凍脹，體積略增，水化反應(yīng)基本停止。

實(shí)驗(yàn)證明，冬施混凝土需要有一段預(yù)養(yǎng)期，調(diào)整混凝土配合比和采取一定的保溫加熱措施來加快水化反應(yīng)速度及混凝土的凝固速度，預(yù)養(yǎng)期的時間越長，最終強(qiáng)度損失越小。當(dāng)氣溫恢復(fù)到 0℃以上，混凝土解凍后，混凝土強(qiáng)度繼續(xù)增加。當(dāng)混凝土經(jīng)過預(yù)養(yǎng)期，強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d的35%以上時，混凝土的最終強(qiáng)度和正常養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)度相近，如果前期強(qiáng)度小的話，則最后強(qiáng)度也會有不同程度的損失。防止混凝土早期受凍，這是混凝土冬季施工最需要注意的。

2 混凝土冬季施工方法

由上面分析我們可以得出，為了保證混凝土的最終強(qiáng)度，混凝土冬施中，我們必須采取一定措施使混凝土早期不被凍壞。針對不同的工程情況，不同的氣候條件來確定不同的冬施方案，考慮混凝土的配合比、添加劑、養(yǎng)護(hù)方法的選用，同時考慮節(jié)省造價，保證質(zhì)量等條件，選擇一種或幾種措施運(yùn)用于具體的混凝土冬施中。下面是幾種在混凝土冬施中常被采用的措施。

2.1 調(diào)整混凝土配合比

實(shí)驗(yàn)表明，硅酸鹽水泥的水化熱比較大，選擇早強(qiáng)硅酸鹽水泥，可以獲得較高的早期強(qiáng)度，還可以通過反應(yīng)產(chǎn)生較多的熱量來提高混凝土的溫度;控制水灰比，增加水泥的用量，增加水化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，減少水的用量，減少多余游離水的含量;加入早強(qiáng)劑，提高混凝土的早期強(qiáng)度，減少混凝土的凝固時間;做好混凝土的級配控制，提高其密實(shí)度;加入防凍劑，使混凝土在 0℃以下也可以硬化，一定時間內(nèi)達(dá)到要求強(qiáng)度。

2.2 蓄熱法

蓄熱法就是把混凝土的各種原材料進(jìn)行提前加熱，儲存熱量，使其在攪拌前就有較高的溫度，這樣混凝土經(jīng)過攪拌和運(yùn)輸，直至澆灌后，混凝土都有比較高的溫度，這樣可以提高其水化反應(yīng)的速度，加快混凝土的凝固。一般來說，我們只把混凝土混合物其中的水進(jìn)行加熱，其原因是因?yàn)榻o水加熱操作上比較簡單，同時水的熱容也比較大。水加熱的溫度一般控制在 60℃以下，水加熱后，不能直接和水泥進(jìn)行攪拌，防止出現(xiàn)假凝，所以我們要先將沙子、石子和水進(jìn)行拌合，并且在其充分拌合，熱交換基本完成后再和水泥進(jìn)行拌合。混凝土攪拌完成后，同時也需要注意運(yùn)輸過程中和澆筑后混凝土的保溫，常規(guī)做法就是先在混凝土表面鋪一層塑料薄膜，然后再在上面鋪上棉被和草簾等進(jìn)行保溫，同時要保證搭蓋嚴(yán)實(shí)，盡量減小混凝土內(nèi)熱量的損失。蓄熱法主要用于氣溫在-10℃左右，此方法有操作簡單，發(fā)生費(fèi)用比較少的優(yōu)點(diǎn)，但是要注意混凝土的外部保暖，防止混凝土外部受凍。

2.3 外部加熱法

外部加熱法是通過外部提供的熱量，來提高混凝土的溫度。可以對混凝土直接加熱，也可以加熱混凝土周圍的空氣。經(jīng)常采用的方法有:

1)室內(nèi)生火爐進(jìn)行加熱:本方法適合在室內(nèi)應(yīng)用，首先要保證其加熱環(huán)境的相對封閉，不要讓內(nèi)外空氣形成對流而使室內(nèi)熱空氣迅速外流，同時做好火爐的排煙措施，防止炭火燃燒生成的二氧化碳把混凝土表面碳化，同時也防止生成有害氣體傷害到人。此方法操作簡單，但現(xiàn)場的封閉比較困難。

2)電加熱:利用混凝土中的鋼筋作為電極，把電能轉(zhuǎn)化為熱能來提高混凝土的溫度，或者直接把電熱設(shè)備放到混凝土表面來進(jìn)行加熱。此方法操作簡單，但用電量較大，費(fèi)用較高。

3)蒸汽加熱:利用鍋爐產(chǎn)生的蒸汽對混凝土進(jìn)行加熱，但不能增加混凝土的水灰比。此方法發(fā)生費(fèi)用較大，熱量損失也較高。

2.4 暖棚法

混凝土澆筑后，在澆筑好的混凝土上面搭設(shè)暖棚，在暖棚內(nèi)采用暖風(fēng)機(jī)或蒸汽排管等設(shè)備進(jìn)行供熱，讓棚內(nèi)的溫度保持在0℃以上。此方法發(fā)生費(fèi)用較大，而且施工現(xiàn)場難以實(shí)現(xiàn)，所以也較少采用。

3 結(jié)語

混凝土的冬季施工越來越普遍，但其出現(xiàn)的質(zhì)量問題也很多，主要問題就是混凝土受凍后其最終強(qiáng)度達(dá)不到要求。針對實(shí)際的工程采取合理的混凝土冬施方案，盡量減少發(fā)生的費(fèi)用，是一個優(yōu)秀工程技術(shù)人員必須具備的能力。

[1] GB 50119-2003，混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].

[2] GB 50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3] 劉秉京.混凝土技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，1998.

[4] 丁國社，苗宏亮.淺談冬期混凝土施工的技術(shù)管理措施[J].山西建筑，2010，36(5):152-153.