冬季混凝土施工防凍劑的應用與質量控制

文/常健 大連億利混凝土攪拌有限公司 遼寧大連 116400

冬季混凝土施工防凍劑的應用與質量控制

文/常健 大連億利混凝土攪拌有限公司 遼寧大連 116400

本文就冬季混凝土施工中防凍劑的作用，以及如何正確的使用防凍劑進行了論述，并且就如何在冬季施工中加強混凝土的質量控制措施進行探討，從而來確保工程的施工質量。

混凝土；防凍劑；冬季施工；質量控制

1、引言

隨著建筑工程的快速發展，由于受工期制約，許多工程的混凝土冬季施工時不可避免的。根據JGJ104《建筑工程冬期施工規程》規定，當室外日平均氣溫連續5天穩定低于5℃時，即可進入冬季施工階段，當室外日平均氣溫連續5天穩定高于5℃時，即可解除冬季施工。混凝土防凍劑的研制開發也促進冬施技術的提高，但是也存在技術管理人員對防凍劑的應用技術理解不深、經驗缺乏等方面存在誤區。只要采用適當的施工方法和選擇合理的原材料，避免新澆筑混凝土早期受凍，使外露混凝土與冬季外界氣溫保持較小的溫差，也會取得像在天暖施工時的效果。

2、冬施混凝土工程防凍劑的作用機理與使用

混凝土是一種多孔性材料，受凍害具有三個重要條件:溫度、水、混凝土內部結構孔的空隙狀況，三者缺一構不成危害。混凝土在硬化中和硬化后形成許多大小不同的孔隙及相互連通的毛細孔通道。這些孔隙和毛細孔通道充滿水，當溫度降到負溫后，使水相轉變成冰，體積膨脹，造成凍害[1]。防凍劑的作用就是降低砂漿和混凝土中水的冰點，防止冰凍破壞并提供水泥硬化必要的水分，使之在負溫下能緩慢硬化。

混凝土結構工程是建筑的主要承受重力的結構,是建筑工程的骨骼主體。特別是對冬季旋工混凝土工程的質量控制更是倍加關注，但在工程技術人員中廣泛存在幾乎相同的想法和要求,就是冬季施工混凝土工程必須使用混凝土防凍劑,否則將難以保證工程質量,其實這是實踐認識上的誤區。冬期施工混凝土工程的方法有多種,當冬施工程采用蓄熱法、電加熱法、暖棚法、蒸汽養護法是不需要防凍劑的。在采用負溫養護和綜合蓄熱法時,才需要根據最低溫度來選擇摻防凍劑,冬季施工混凝土工程并非必須使用防凍劑。防凍劑的正確使用給一些工期緊迫、冬季施工條件較差的工程,找出一條既能充分利用現有蓄熱法施工條件,又摻入混凝土防凍劑作有效保證的雙保險方法,為混凝土冬期施工的困難找到有效的捷徑。大連地區冬季氣溫屬于冷三天暖三天的海洋氣候，一般冬季施工都是采用負溫養護和綜合蓄熱法。

混凝土受凍存在一些危害，比如降低混凝土的強度，造成混凝土裂縫，使混凝土中的鋼筋銹蝕降低混凝土的耐久性能。為了防止這些危害的產生就要減少混凝土單方用水量，提高混凝土的早期強度，降低水的結冰點，減少混凝土的體積變化[2]。防凍劑就能從根本上解決以上問題，摻防凍劑的混凝土當溫度降到防凍劑規定溫度以下時，其強度不應小于3.5—5.0Mpa，既混凝土達到了某一個強度值時（即臨界強度），就具有一定的抗凍能力了，從此以后低溫不會對混凝土造成永久性傷害，在氣候轉暖后，強度會繼續升高，甚至有可能達到比經常溫養護的混凝土極限強度還高的強度，可見混凝土防凍劑的使用也存在著必然性。

3、混凝土防凍劑摻量的確定

由于混凝土的防凍劑摻量與水泥用量，水灰比，環境溫度，養護條件，減水率等因素有關。我們采用的防凍劑的摻量大多數是根據廠家說明書上的建議摻量，根據施工的環境溫度選取建議摻量按照膠凝材料的百分比進行使用的。一般要根據七天內的最低溫度-5℃，-10℃，-15℃三個溫度值，建議摻量按膠凝材料的重量的百分比分別為3%，4%，5%來使用的。根據配合比設計規程，從C15—C50設計的配合比，水泥用量是由少到多，隨著強度等級的增加水泥用量也在不斷增加，可見強度等級越高水泥用量越多。如果按照廠家的建議根據膠凝材料的百分比進行使用，同一環境溫度摻量相同，混凝土的強度等級不同，強度等級越低防凍劑的用量越少，強度等級越高防凍劑的用量越多。從理論上講是正確的，但是從實際出發是不嚴謹的，如果防凍劑能夠滿足設計的任何強度等級的混凝土，低強度等級能滿足防凍要求，高強度等級的混凝土就更能滿足防凍要求，對于商品混凝土從經濟效益出發，高強度等級的混凝土防凍劑的摻量是可以降低的，因為水泥用量的增加，混凝土的水化熱就大，完全能滿足混凝土達到臨界強度防止受凍害。不能完全的按照說明書的摻量使用，應該從實際情況出發。實際上混凝土防凍劑的摻量應該按照水泥用量的多少，以及單方用水量的多少來決定。應該考慮到水泥水化熱的影響，低標號水泥用量相應較少，低標號的混凝土防凍劑應該多摻，而高標號的混凝土防凍劑少摻。一般C30混凝土受凍的溫度在-4℃，要隨時掌握7天內的最低溫度來調整混凝土防凍劑的摻量。由于防凍組分的增加，防凍劑的減水率不是那么高，配置高強度等級的混凝土按照建議摻量未必能達到工作性的要求，如果防凍組分滿足要求的前提下，此時應該考慮適當的加入減水劑而不是提高防凍劑的摻量而達到工作性的要求。從經濟效益考慮，可以降低混凝土的單方成本。

4 冬施混凝土的質量控制措施

1）原材料的要求：水泥優先選用活性高、水化熱大的普通硅酸鹽水泥。所用骨料必須清潔，不得含有冰雪等凍結物，級配良好、質地堅硬。水采用地下飲用水，對水進行加熱處理，溫度控制在40—50℃。優化配合比正確的使用防凍劑。

2）混凝土的攪拌和運輸：混凝土采用熱水攪拌，熱水盡量不直接接觸水泥，先將熱水與骨料拌合后在加入水泥等膠凝材料，并適當的延長攪拌時間。隨時監測混凝土的出機溫度保證混凝土出機溫度不得低于10℃。混凝土的運輸過程是熱量損失的關鍵階段，對混凝土運輸罐車外包裹保溫材料，并盡量縮短運輸時間和距離，減少熱量的散失。

3）混凝土澆筑前，保證混凝土良好的和易性，應保證入模溫度不小于5℃，澆筑時嚴格控制混凝土澆筑的連續性，以防止出現冷縫影響工程質量。

4）養護：由于進入冬季施工，氣溫較低，混凝土硬化時間較長，養護措施十分關鍵。混凝土澆筑完成后馬上用塑料布覆蓋保持水分，同時在塑料布外側覆蓋保溫被或草墊，防止混凝土受凍并控制混凝土表面和內部溫差[3]。

結語：

混凝土在北方的冬季施工越來越普遍，是不可避免的，冬季施工是個非常復雜的過程，施工時間和溫度的控制，以及合理正確的使用防凍劑確保混凝土在冬季施工中的質量。在冬季施工中只要我們能夠采取正確的措施加強控制，一定能夠保證工程質量。

[1]武九城.淺談冬期混凝土施工[J].科學之友，2011，2.

[2]王淑敏.淺談混凝土防凍劑的原理及使用[J].西部探礦工程，2010，10.

[3]馮曉明.預拌混凝土冬期施工技術及質量控制措施[J].混凝土，2005，11.