芻議低溫季節混凝土的施工應用

劉 影，劉茂祥

（1.北大荒農墾集團有限公司，哈爾濱 150090；2.黑龍江省水文水資源中心，哈爾濱 150036）

依據《水工混凝土施工規范》（SL677-2014）規定混凝土工程在自然低溫條件下施工，應采取保溫防風、防凍、防干等綜合措施，盡量創造正溫的養護環境，使混凝土得以凝結硬化，滿足設計強度，確保工程質量。

1 低溫季混凝土施工常用方法

根據施工結構物所處地理位置和條件的不同，所選擇的方法不同，為杜絕早期混凝土受凍害影響工程質量，筆者對工程建設混凝土拌制期和養護期低溫期施工現場實踐總結，目前施工中常用的方法如下：

1）混凝土拌制期：采用原材料保溫苫蓋法、保溫加熱法、熱水法、摻化學防凍劑法、室內拌和等方法。

a）苫蓋法：根據當地氣溫變化情況，提前將粗細骨料用保溫材料苫蓋，減少水分和熱量散失。

b）原材料保溫加熱法：根據粗細骨料用量，盡量縮短拌合設備和料場間的距離，在骨料進場前，在料場地面下預埋暖氣加熱管或鐵板，在混凝土拌合時，提前接通暖氣或鐵板下直接生火等方式，提高骨料溫度。

c）熱水法：提前將拌合用水加熱，使用熱水拌制混凝土。

d）按試驗室出具的摻化學外加劑（早強劑、抗凍、防凍劑等）混凝土配合比，配制混凝土。

e）室內拌和法：有條件的現場，采取將混凝土拌合設備，設置在廠房內或暖棚內

2）混凝土養護期：采用苫蓋法、暖棚法，電極加熱法，電器加熱法，蒸氣加熱法、綜合蓄熱等方法。

a）蓋法：根據氣候條件對板、梁、柱、塊、物，使用塑料膜、土工布（膜）、保溫被、防寒毯等保溫材料進行苫蓋。

b）暖棚法：根據建筑物的大小不同，將建筑物整體或預制板、梁、塊等構件扣在臨時暖棚內，有條件的最好采用棚內棚，注意建筑物邊緣距離棚壁之間最少距離要＞20cm。根據具體條件棚內可選擇暖氣加熱、火爐加熱、電加熱、蒸汽加熱等措施進行保溫[1]。

c）電加熱法：包括電極加熱法，電器加熱法，適用于供電資源豐富的區域使用。

d）蒸氣加熱法：將板、梁、柱、塊、物分別用塑料膜、土工膜等保溫材料包裹起來，將蒸汽管插入包裹內進行加熱。

e）綜合蓄熱法：根據施工現場自然條件，采用多種保溫措施綜合蓄熱保溫。

在施工生產過程中，無論采取那種保溫蓄熱措施方法，均離不開當地自然環境條件和經濟條件限制，使用前要進行多方案論證比較，選定適合當地且經濟可行的方式方法。

2 硫鋁酸鹽水泥負溫早強混凝土

隨著科學技術的進步，應適我國高質量經濟發展基礎設施工程建設，高新技術建筑材料不斷研發投產，硫鋁酸鹽水泥已推廣應用在混凝土工程低溫季節施工。早強硫鋁酸鹽水泥以3d 抗壓強度表示，劃分為42.5、52.5、62.5 三個強度等級。其初凝時間不得早于25min，終凝時間不得遲于3h，早強硫鋁酸鹽水泥的強度指標，見表1。各齡期強度均不得低于表1 的數值。

早強硫鋁酸鹽水泥適用于下列情況的混凝土低溫期施工：①裝配結構的接頭，孔道灌漿、漿錨節點；②結構截面平均厚度＜50cm的鋼筋混凝土梁、柱、板、墻；③用于噴錨支護，固井堵漏等工程。

低溫期施工不宜使用硫鋁酸鹽早強混凝土的情況：①大體積混凝土工程；②建筑裝修或磚砌砂漿工程；③使用溫度經常高于100℃的工程。由于硫鋁酸鹽水泥受溫度的影響大，配制負溫早強混凝土時，必須摻加適量的防凍劑，如亞硝酸鈉、氯鹽等。

2.1 用于裝配式結構的硫鋁酸鹽水泥負溫早強混凝土

裝配式結構接頭的冬期負溫施工，由于混凝土數量少，位置分散，很難利用電熱、蒸氣和暖棚等養護措施，保溫也很困難。非常適合采用硫鋁酸鹽水泥負溫早強混凝土。施工中應注意以下5 點：

1）混凝土（砂漿）的水灰比和用水量在保證施工的條件下應盡可能小，水灰比一般控制在0.4～0.5。

2）負溫早強混凝土摻亞硝酸鈉的量（占水泥重量），可根據施工當天預計最低氣溫及對強度發展的要求參考表2 選用。

表2 亞硝酸鈉摻量參考表

3）混凝土拌合物溫度以15 ～25℃為宜，不應低于+5℃。應先考慮用熱水拌合，視需要還可加熱砂。

4）澆筑前，接頭處舊混凝土和鋼筋表面要清刷干凈，并清除冰雪，當溫度低于-10℃時，須設法預熱。

5）接頭混凝土（砂漿）搗實后，將表面抹平，外露面覆蓋一層塑料薄膜，上面加蓋適當的保溫材料。

哈大高速工程有6 座拼裝化橋梁工程在負溫條件下施工建設，采用硫鋁酸鹽水泥負溫早強混凝土，混凝土設計強度C30，施工期間最低氣溫-25℃。水灰比0.40，亞硝酸鈉摻量3 ～4%，澆筑溫度5 ～10℃。抗壓強度3d 超過20MPa，7d 超過30MPa。2012 年施工，工程質量優良，提前投入使用，至今已安全運行將近10a，工程效益顯著。

2.2 用于梁、柱、板、墻的硫鋁酸鹽水泥負溫早強混凝土

對于平均厚度為20 ～50cm 的梁、柱、板、墻或基礎混凝土的預制或現澆施工，采用早強硫鋁酸鹽水泥，僅需用適當的防凍措施，由于水化熱的關系，混凝土有可能在部分或全部時間內處于正溫硬化，因而強度發展很快。施工時須注意以下5 點：

1）亞硝酸鈉摻量根據施工當天預計最低氣溫，混凝土平均厚度及對強度發展要求參見表 3 選用，防凍措施視具體情況決定。

表3 亞硝酸鈉摻量和防凍措施參考表

2）混凝土的澆筑溫度以5 ～15℃為宜，最低不應低于+2℃。

3）硫鋁酸鹽水泥凝結時間較快，配制成負溫早強混凝土，實際的初凝時間約為3～5h，可以滿足施工要求，但是在組織施工時仍要加以注意。

4）混凝土澆筑后進行適當保溫是必要的。利用水化放熱，混凝土可以處在較高的正溫養護。

5）對于混凝土升溫較高的工程，特別要注意拆模后由于溫差而造成裂縫。要求混凝土冷卻到+5℃后強度滿足要求時方可拆模。

3 低溫季節混凝土的應用注意事項

低溫季節混凝土拌合物的出機口溫度，一般不低于10℃。混凝土拌合物入模溫度應不低于5℃。施工時要按隨澆筑，隨振搗，隨覆蓋保溫的原則連續作業。

控制好混凝土受凍前的臨界強度，防止混凝土早期受凍是保證負溫混凝土質量的關鍵。負溫混凝土宜優先選用蓄熱法養護，筆者多年低溫季節混凝土工程低溫施工管理經驗得知，當采用防凍外加劑且防凍劑含有引氣成分時，不宜加熱養護。如工程緊迫，必須加熱時，應通過試驗確定升溫速度及最高溫度限值。