淺談建筑工程混凝土冬期施工措施

劉 冰

（盤(pán)錦職業(yè)技術(shù)學(xué)院 遼寧盤(pán)錦 124010）

淺談建筑工程混凝土冬期施工措施

劉 冰

（盤(pán)錦職業(yè)技術(shù)學(xué)院 遼寧盤(pán)錦 124010）

我國(guó)北方要經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的寒冷冬期，因此混凝土的冬期施工就不可避免，為保證工程的正常進(jìn)行，一定要對(duì)混凝土的施工采取一定的調(diào)整措施。本文將就混凝土冬期施工時(shí)應(yīng)該注意的一些問(wèn)題及相關(guān)措施進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

混凝土；冬期施工

一、混凝土冬期施工的必要性

由于地區(qū)差異，在北方，冬期施工在所難免，而混凝土在澆筑和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中對(duì)溫度和濕度都有一定的要求，因此，當(dāng)冬期施工對(duì)混凝土施工的環(huán)境造成一定影響時(shí)，就需要適時(shí)調(diào)整施工方法，以便混凝土施工的順利進(jìn)行。所以，采取相應(yīng)的有效措施，以確保混凝土冬期施工的順利進(jìn)行，是保證混凝土工程乃至整體建筑工程質(zhì)量的關(guān)鍵所在。

二、混凝土冬期施工的原理

混凝土中的水泥和水發(fā)生水化反應(yīng)，從而凝結(jié)、硬化并最終產(chǎn)生強(qiáng)度。水化反應(yīng)的速度受溫度影響非常大，溫度越高，混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)越快，越低則越慢，當(dāng)溫度降到0℃以下時(shí)，水化反應(yīng)基本不再發(fā)生，混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)也就停止。不僅如此，當(dāng)溫度降低到-2℃～-4℃時(shí)，冰的體積開(kāi)始膨脹，就會(huì)將構(gòu)件脹裂，產(chǎn)生裂縫，降低了構(gòu)件的耐久性。同時(shí)，結(jié)成水結(jié)成冰還會(huì)使混凝土與鋼筋的黏結(jié)力下降，從而使構(gòu)件強(qiáng)度下降。另外，雖然解凍后水化反應(yīng)能夠繼續(xù)進(jìn)行，混凝土的強(qiáng)度也可以繼續(xù)增長(zhǎng)，但是已經(jīng)達(dá)不到原設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)。

規(guī)范規(guī)定：凡根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄隁鉁刭Y料，室外日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)工程進(jìn)入冬期施工。因?yàn)閺幕炷翉?qiáng)度增長(zhǎng)的情況看，新拌混凝土在5℃的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度增長(zhǎng)很慢，而且在日平均氣溫低于5℃時(shí)，一般最低氣溫已低于0～-1℃，混凝土已有可能受凍。

三、混凝土冬期施工的一般要求及方法

一般情況下，混凝土冬期施工要求在正溫下澆筑和養(yǎng)護(hù)，使混凝土強(qiáng)度在冰凍前達(dá)到受凍臨界強(qiáng)度，在冬期施工時(shí)，要根據(jù)自然條件、結(jié)構(gòu)類型、工期要求來(lái)確定混凝土工程冬期施工的方法，以保證混凝土的施工質(zhì)量。

1.混凝土材料的選擇

配制冬期施工的混凝土?xí)r，所用的水泥強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于42.5，水泥用量應(yīng)保證在300kg/m3以上，同時(shí)水灰比小于0.6。混凝土所用的骨料須保證清潔，不得含有雜質(zhì)，此外，骨料儲(chǔ)備場(chǎng)地應(yīng)選擇地勢(shì)較高干燥的地方。

2.混凝土材料的加熱

混凝土材料的加熱時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮加熱水的方法。因?yàn)樗子诩訜幔冶葻岜壬笆螅錈崛萘恳泊蟆Ｔ趯?duì)骨料進(jìn)行加熱時(shí)，應(yīng)通過(guò)熱工計(jì)算來(lái)確定相應(yīng)的溫度，但不得超過(guò)下表規(guī)定[1]。

混凝土的攪拌溫度是由外界氣溫及入模溫度所決定的，根據(jù)所需要的混凝土溫度，選擇材料的加熱溫度。

水泥不得直接加熱，使用前宜運(yùn)入暖棚存放。

表1 -1 拌和水及骨料最高溫度 (單位：℃)

3.混凝土的攪拌

混凝土不宜露天攪拌，可搭設(shè)暖棚；宜選用大容量的攪拌機(jī)，減少熱損失。攪拌前要用熱水或蒸汽沖洗攪拌機(jī)；攪拌時(shí)間的長(zhǎng)短一般為常溫?cái)嚢钑r(shí)間的1.25～1.5倍；投料順序?yàn)橄韧度牍橇虾蜔崴橇现胁坏脦в斜┘皟鰣F(tuán)，然后投入水泥，且水泥不能與80℃以上的水直接接觸，防止水泥假凝。混凝土出機(jī)時(shí)的溫度大于10℃為宜，入模溫度高于5℃為宜。已經(jīng)攪拌好的混凝土要經(jīng)常檢查其溫度與和易性，若與規(guī)定有較大差異，應(yīng)立即檢查并及時(shí)加以調(diào)整。另外，拌制摻用外加劑的混凝土外加劑應(yīng)隨水加入，做好記錄，嚴(yán)格按劑量要求摻入。在運(yùn)輸過(guò)程中要有保溫措施。

4.混凝土的澆筑

澆筑之前，要對(duì)模板以及鋼筋做認(rèn)真清理，并在清理后及時(shí)澆筑混凝土，然后立即覆蓋保溫；拌合物的容器應(yīng)該具備保溫措施，混凝土在澆筑過(guò)程中要盡量提高速度，以防止混凝土內(nèi)的熱量散失過(guò)快。混凝土的入模溫度一般取15℃～20℃，養(yǎng)護(hù)前的溫度不得低于2℃。且不得在強(qiáng)凍脹地基上澆筑混凝土，當(dāng)在弱凍脹地基上澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)對(duì)基土采取一系列保溫措施，以免遭凍，當(dāng)在非凍脹性地基土上澆筑混凝土?xí)r，混凝土在受凍前，其抗壓強(qiáng)度不得低于臨界強(qiáng)度[1]。

對(duì)于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，要注意混凝土的澆筑程序和施工縫的位置，防止在加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，破壞結(jié)構(gòu)。

5.混凝土的運(yùn)輸

混凝土拌合物經(jīng)攪拌傾出后，還需經(jīng)過(guò)一段運(yùn)輸距離才能入模成型，在運(yùn)輸過(guò)程中，仍然要有熱量損失，因此應(yīng)采取必要的措施減少混凝土的熱損失，同時(shí)應(yīng)保證混凝土的和易性。研究表明，運(yùn)輸中的溫度損失，與運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸工具的散熱以及倒運(yùn)次數(shù)有關(guān)。為了盡量減少損失，應(yīng)根據(jù)具體情況采取一些必要措施。如盡可能減少運(yùn)輸時(shí)間和距離，減少倒運(yùn)次數(shù)等，保證混凝土入模溫度不低于5℃。

四、混凝土的養(yǎng)護(hù)

冬期混凝土的養(yǎng)護(hù)方法主要有兩大類，第一類為蓄熱法、蒸汽加熱法、暖棚法和電熱法，這類冬期施工方法，實(shí)質(zhì)是人為地創(chuàng)造一個(gè)正溫環(huán)境，以保證新澆筑的混凝土強(qiáng)度能夠正常的不斷的增長(zhǎng)，甚至可以加速增長(zhǎng)；第二類為冷混凝土法，這類方法實(shí)質(zhì)是在拌制混凝土?xí)r，加入適量的外加劑，可以適當(dāng)降低水的冰點(diǎn)，使混凝土中的水在負(fù)溫下保持液態(tài)，從而保證了水化作用的正常進(jìn)行，使得混凝土強(qiáng)度得以在負(fù)溫環(huán)境中持續(xù)地增長(zhǎng)[2]。另外，也可以將蓄熱法與外加劑結(jié)合使用，稱為綜合蓄熱法，下面就幾種混凝土冬期施工的養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

1.蓄熱法

蓄熱法就是將具有一定溫度的混凝土澆筑后，在其表面用草簾、鋸末、爐渣等保溫材料并結(jié)合塑料布加以覆蓋，避免混凝土的熱量和水泥的水化熱散失太快，以此來(lái)維護(hù)混凝土在凍結(jié)前達(dá)到所要求的強(qiáng)度。蓄熱法施工方法簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低，較易保證質(zhì)量。

2.蒸汽加熱法

蒸汽加熱養(yǎng)護(hù)分為濕熱養(yǎng)護(hù)和干熱養(yǎng)護(hù)兩類。濕熱養(yǎng)護(hù)是讓蒸汽與混凝土直接接觸，常用的棚罩法、蒸汽套法以及內(nèi)部通汽法等就屬這類。而干熱養(yǎng)護(hù)則是將蒸汽作為熱載體，通過(guò)某種形式的散熱器將熱量傳導(dǎo)給混凝土使其升溫，如毛管法和熱模法就屬這類。

(1)棚罩法簡(jiǎn)單講就是做一個(gè)臨時(shí)蒸汽室，之后將蒸汽通入內(nèi)部對(duì)混凝土進(jìn)行加熱。本法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)施施工簡(jiǎn)便、所用費(fèi)用比較小，但其缺點(diǎn)是耗汽量較大，且溫度不容易控制。一般用于地槽中的混凝土結(jié)構(gòu)或小型預(yù)制構(gòu)件。

(2)蒸汽套法是在模板外面加一層不密實(shí)的材料做成蒸汽套，汽套與模板之間的空隙控制在150mm左右為宜，通入蒸汽加熱混凝土。此方法與棚罩法相比，優(yōu)點(diǎn)是溫度容易控制，缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜、費(fèi)用較大，一般用于現(xiàn)澆柱、梁等整體結(jié)構(gòu)的加熱。

(3)內(nèi)部通氣法是在混凝土構(gòu)件內(nèi)部預(yù)留直徑為φ13～φ50mm的孔道，再將蒸汽送入孔內(nèi)加熱混凝土。當(dāng)混凝土達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度后，將蒸汽形成的水排除，再用灌入砂漿進(jìn)行填充。內(nèi)部通汽法節(jié)省蒸汽、費(fèi)用較低，但入汽端易產(chǎn)生裂縫，適用于梁柱、桁架等結(jié)構(gòu)件。

此外，常用的方法還有毛管法、蒸汽熱模法等。

3.暖棚法

暖棚法是將混凝土構(gòu)件或結(jié)構(gòu)放在搭設(shè)的棚中，內(nèi)部設(shè)置散熱器、排管、電熱器、熱風(fēng)機(jī)或火爐等熱源，通過(guò)加熱，使混凝土在正常的溫度下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。此外，由于空氣的熱輻射與蒸汽比較低，為了提高暖棚法效果，要使熱空氣流通起來(lái)；同時(shí)也要注意保持暖棚內(nèi)的溫度相對(duì)穩(wěn)定，避免混凝土干燥脫水從而影響構(gòu)件強(qiáng)度。當(dāng)在暖棚內(nèi)直接燃燒燃料加熱時(shí)，要防止混凝土早期碳化，注意通風(fēng)。采用暖棚法養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r棚內(nèi)溫度不得低于5℃，并必須嚴(yán)格遵守防火規(guī)定，注意安全。

4.電熱法

電熱法是利用電腦作為熱源來(lái)加熱養(yǎng)護(hù)混凝土的方法。這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、熱損失少、能適應(yīng)各種施工條件。但耗電量較大，冬期施工附加費(fèi)用較高。

5.冷混凝土法

冷混凝土法是在混凝土中加入適量的外加劑，使混凝土在負(fù)溫下能繼續(xù)水化，增長(zhǎng)強(qiáng)度。常用的外加劑有防凍劑、早強(qiáng)劑、減水劑和引氣劑。

(1)防凍劑的作用是防止混凝土中的水分在低溫下結(jié)冰，這樣混凝土在早期就不會(huì)受凍，其中的水泥就可以繼續(xù)發(fā)生水化作用。

(2)早強(qiáng)劑是指可以提高混凝土早期強(qiáng)度但對(duì)后期強(qiáng)度影響不大的一種常用外加劑，早強(qiáng)劑的主要作用在于能夠加速水泥的水化速度，從而促進(jìn)混凝土早期強(qiáng)度的發(fā)展。

(3)減水劑是指在混凝土和易性及水泥用量不變條件下，能減少拌合用水量、提高混凝土強(qiáng)度；或在和易性及強(qiáng)度不變條件下，節(jié)約水泥用量的外加劑。

(4)引氣劑是指在混凝土中，經(jīng)攪拌能引入大量分布均勻的微小氣泡的外加劑。當(dāng)混凝土具有一定強(qiáng)度后受凍時(shí)，孔隙中部分水被凍脹壓力壓入氣泡中，緩解了混凝土受凍時(shí)的體積膨脹，故可防止凍害。

6.綜合蓄熱法

綜合蓄熱法是在摻和早強(qiáng)劑或復(fù)合型早強(qiáng)外加劑的混凝土澆筑后，利用原材料加熱和水泥水化所放熱量，再采取一定保溫措施，使混凝土的冷卻速度得以延緩，在混凝土溫度降到0℃或設(shè)計(jì)規(guī)定溫度前達(dá)到預(yù)期要求強(qiáng)度的一種施工方法。該方法只適合于不是特別寒冷的地區(qū)(室外平均氣溫-15℃以上)、厚大結(jié)構(gòu)(表面系數(shù)不大于5)和地下結(jié)構(gòu)等。優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)單，不需外加熱源，冬期施工費(fèi)用低。因此，在混凝土冬期施工時(shí)均優(yōu)先考慮采用此方法[3]。

五、結(jié)束語(yǔ)

在冬期施工時(shí)對(duì)原材料和施工過(guò)程均要采取必要的措施，無(wú)論采用那一種方法，都要求嚴(yán)格把控各個(gè)環(huán)節(jié)，從而保證混凝土冬期施工的工程質(zhì)量。

[1]張厚先,王志清.建筑施工技術(shù)(第二版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

[2]丁憲良,魏杰.建筑施工工藝(第一版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

[3]梁漢金,歐慶軍.混凝土施工質(zhì)量控制[J].法制與經(jīng)濟(jì)(下旬),2011(09).

The measures of concrete winter construction of architectural engineering

Liu Bing

(Panjin Vocational and Technical College, Panjin Liaoning,124010, China)

In the north of our country to experience the months of cold winter, so it is inevitable of concrete construction in winter, to guarantee the normal construction of the project, we must take measures to adjust concrete construction. Some problems should be paid attention to in the construction of concrete in winter and the related measures are briefly introduced.

concrete; winter construction

TU71

A

1000-9795（2014）01-0475-02

［責(zé)任編輯：陳懷民］

2013-11-23

劉 冰（1981-），女，遼寧盤(pán)錦人，講師，從事建筑與土木工程方向的研究。