建筑工程技術中混凝土冬季施工技術的研究

盧峰

山東省樂陵市自然資源局 山東 德州 253600

引言

混凝土是建筑工程中不可或缺的材料之一，主要有水泥、砂石、外加劑以及水等原材料組成，澆筑凝固后結構堅硬、穩定，因此被廣泛作為建筑施工中的主體材料。不過在冬季進行混凝土施工需要格外注意，冬季氣溫低伴隨雨雪天氣，大幅度增加了施工難度，并且氣候環境會直接影響混凝土施工質量。如混凝土內部水分結冰，破壞混凝土結構強度等，所以想要提高混凝土冬季施工質量，應加強技術上的研究，控制技術、溫度等條件，降低對混凝土施工質量的影響，推動我國建筑工程順利開展。

1 建筑工程混凝土冬季施工技術原理與特點

1.1 混凝土冬季施工技術原理

混凝土材料施工與水化反應存在直接聯系，其中水泥與水是產生水化反應的關鍵因素，促使混凝土材料從初凝到終凝獲得強度，而溫度對水化作用速度有著重要影響。冬季氣溫較低、氣候干燥，各項條件均不滿足混凝土施工要求，而溫度與水化作用速度、混凝土結構強度存在正比關系，溫度越高水泥與水的反應越快、混凝土硬化速度越快，不過溫度過高也會出現假凝現象。在氣溫低于5℃的條件下，水化速度會不斷放緩，混凝土的硬化速度也會隨之降低，當溫度達到0℃時，水化作用就會完全停止，而氣溫低于-2℃～-4℃時，混凝土材料內部的水逐漸結冰，體積增大9%，混凝土內部形成明顯的凍脹應力，從而形成質量問題。

1.2 混凝土冬季施工技術特點

目前來看冬季氣溫氣候等多項條件，均不符合混凝土施工要求，大大提高了混凝土施工難度，所以需要做好詳細規劃，保證混凝土施工流程合理，這要求施工單位能夠加強施工編制，將各個施工環節合理排放，確保符合冬季施工要求。另外施工前要加強設備、工具、材料的檢查，施工結束后必須做好養護管理，相比夏季施工增加了取暖裝置等設施，并且會提高能源消耗需求，由此可見混凝土冬季施工成本增加，根據以往的施工案例進行分析增加幅度為30%～50%。通過對混凝土冬季施工技術的原理進行分析，質量問題具有明顯的隱蔽性和滯后性，只有在春季氣溫不斷提高才會顯露，嚴重影響了建筑工程的使用壽命[1]。

2 建筑工程混凝土冬季施工常見質量問題

2.1 混凝土裂縫

裂縫是混凝土冬季施工中比較常見的現象，形成原因有很多企業家會復雜，比如冬季施工鋼筋銹蝕造成混凝土體積膨脹，最終引發混凝土沿受力筋或箍筋方向形成大面積裂縫。另外混凝土水形態變化產生的壓力，同樣容易引發混凝土裂縫，水灰比過大混凝土早期強度有所降低，并且冬季氣溫過低，加快了混凝土材料的熱量損失，都會引發結構裂縫。

2.2 表面起灰、反霜

冬季氣溫較低且相對干燥，伴隨著較大的風力，混凝土材料中的水分，從邊緣處逐漸朝著中心位置轉移，最終造成混凝土內部空隙問題，加上強風影響骨料間的黏結力降低，混凝土材料的性能自然有所削弱。一般來說混凝土結構表面起灰，就是砂漿與粗骨料脫離產生，導致錯過了裸露在外，該問題與水灰比過大有關，加上溫度較低水化反應受阻，最終造成表面起灰。混凝土反霜也是由氣溫較低引起，混凝土材料的水分快速蒸發，并且受到外加劑的影響，混凝土結構表面逐漸形成結晶，對整體性能造成負面影響，甚至埋下安全隱患威脅到整個建筑工程質量。由此可見，冬季低溫與混凝土施工質量存在密切聯系，長時間處于低溫的狀態下，混凝土結構強度增長也會不斷延長。

3 建筑工程混凝土冬季施工技術優化策略

3.1 嚴格把控材料選擇與配比

3.1.1 水。混凝土材料在配置過程中，對水質有著極為嚴格的要求，為了保證混凝土材料質量，應通過飲用水進行配置攪拌，若施工現場缺少飲用水，或因其他問題無法使用，必須注意把控水質，符合建筑工程混凝土材料用水標準。一般來說，較薄的混凝土材料中，用水不能存在含有腐蝕性的物質，否則會侵蝕鋼筋、阻礙水泥硬化，導致混凝土結構強度達到降低。因此在用水前要做好過濾處理，將水中雜質清除，由于冬季氣溫相對較低，為了保證混凝土材料溫度，會提前對水進行加熱，以此來控制好溫度，滿足混凝土材料配制需求。

3.1.2 水泥。水泥是配置混凝土時應用的基礎材料，也是影響混凝土材料質量的關鍵因素，為了順利在冬季完成施工，必須挑選適合冬季氣候環境的水泥材料，并根據工程實際與所處環境控制水泥材料配比。首先由專業工作人員仔細檢查水泥材料的類型、生產日期、級別等重要信息，使用前應做好水泥材料質量檢驗，明確水泥強度、安全性等指標，應達到國家規范要求。其次，不同品種的水泥材料水化后會產生不同的熱量與收縮程度，所以在使用過程中要進行全方位考量，比如以冬季低溫氣候為例，比較適合采用硅酸鹽水泥作為原材料，注意控制好水泥用量，使用適當比例的外添加劑，充分融合后即可應對冬季不良氣候，降低施工中的負面影響。

3.1.3 骨料。混凝土冬季施工效果與骨料的使用有關，骨料作為混凝土配制過程中的必備材料，在質量上要滿足國家與行業標準，如果骨料質量存在問題，會影響混凝土水化過程。因此要嚴格檢查骨料，避免其中存在有機物，否則會造成溶解與水化現象，降低混凝土材料的性能，無法為冬季施工提供保障。另外在使用前做好清潔工作，對使用的骨料展開嚴格檢查，減少其中存在的冰塊、雜物，同時適當使用外加劑。由于外加劑中存在鈉鉀離子，一旦與活性氧化物相容便會產生化合反應，對混凝土造成腐蝕，破壞混凝土結構強度，所以骨料中不能存在活性氧化物[2]。

3.2 做好混凝土攪拌過程控制

在所有原材料準備完畢后，將其放入攪拌機器進行混合作業，需要注意工作人員應時刻監督管理，控制混凝土材料的攪拌過程，確保混凝土材料整體品質符合標準要求，攪拌作業時可以從兩個方面入手。①混凝土材料攪拌時，應嚴格控制內含物質的清潔度，提前將攪拌設備內部清理干凈，避免攪拌過程中出現雜質影響整體性能。一般來說，混凝土材料存在其他雜質，是影響質量的關鍵因素，所以攪拌過程中要嚴格把控，避免對混凝土材料的穩定性造成負面影響。在使用外加劑的情況下，工作人員應按照使用需求，將準備好的外加劑均勻撒在混凝土表面上，充分混合后即可進行澆筑施工。②為了提高混凝土材料質量，滿足冬季低溫氣候施工需求會添加相關試劑，將一定比例的溶液倒入攪拌設備，提高混凝土材料的整體品質。拌合過程中主要利用機械設備攪拌作業，工作人員應時刻監督確保混凝土材料攪拌均勻，各類材料充分融合，攪拌地點應控制在施工區域不遠處，避免運輸時造成熱量損失，影響后續澆筑施工質量。③混凝土材料會散發出一定熱量，并且決定了混凝土凝固時間，是否能夠達到施工質量要求，所以應注意混凝土材料的熱量散發。以往混凝土材料配制、攪拌主要在機械設備內開展，利用攪拌車反復翻轉，但儲泥罐缺乏密封處理，必然會造成混凝土材料的熱量流失，而冬季氣溫寒冷會加快混凝土熱量散發速度，在運輸到施工現場前便開始凝固，對混凝土施工造成負面影響。因此在冬季進行混凝土施工時，應改變傳統的配制、澆筑方法，比如增強儲泥罐密封性能，采用高密封性攪拌混凝土材料，對于翻轉過程中造成的熱量流失，應通過擴大儲蓄罐容積的方式解決，并采用振動等方法代替傳統攪拌，高頻率地振動同樣能夠將原材料混合，并防止混凝土熱量散失凝固，為冬季施工創造良好條件。

3.3 加強混凝土材料運輸管理

在冬季低溫寒冷的條件下，若混凝土運輸車輛不密封，并且與施工區域的距離較遠，運輸時便會產生混凝土凝結的現象，一旦發生凝結混凝土材料便無法繼續使用，導致浪費大量材料成本，同時拖慢了施工時間，促使建筑工程經濟效益受損。因此在運輸混凝土材料的過程中，應采取有效的保溫措施，避免混凝土材料熱能流失造成固態化現象。首先，需要明確冬季下混凝土材料運輸時溫度要控制在5℃，并通過澆灌等方式，確保混凝土材料始終處于液態。其次，運輸過程中加強保溫處理，盡量縮短運輸時間，罐車本身要有保溫裝置，同時利用50℃的水進行沖洗，泵管可以通過棉簾包裹。整個運輸過程要做到快速、連續，運輸至施工現場后仔細檢查罐車內混凝土的狀態，如果出現凍傷嚴禁使用。

3.4 重視混凝土砌筑施工控制

冬季低溫氣候環境并不適合混凝土施工，想要在不影響質量的條件下完成建設，必須嚴格把控砌筑施工環節，確保能夠經受住低溫氣候的考驗。比如，可以通過防凍手段進行混凝土施工作業，根據當地冬季實際溫度，適量添加防凍劑即可避免混凝土結冰，有利于進行砌筑施工。若室外溫度達到施工標準，也要發揮出混凝土的最大化性能，將各類原材料充分結合，一般來說砌筑砂漿施工，需要室內溫度保持在-10℃，否則無法進行砌筑施工作業，強行施工會受到低溫氣候影響造成質量問題。另外，應直接應用在砌筑施工環節，避免混凝土材料存放時間過長，若需要放置應保證溫度，施工前做好檢查與質量把控。

3.5 落實混凝土養護管理措施

3.5.1 搭建暖棚提高溫度。混凝土冬季施工結束后，應做好科學的養護管理，比如搭建暖棚對混凝土結構進行保溫，同時棚內安裝熱風機、電熱器等取暖裝置，即可有效控制棚內溫度條件，確保符合混凝土養護管理需求。不過要注意應避免溫度過高，破棚內存在塑料與木材，溫度過高容易引發火災，只要保證棚內溫度穩定。取暖裝置必須符合安全規范，配備專業人員定期檢查，若出現溫度過高等問題，及時采取處理措施，保證混凝土冬季施工質量。

3.5.2 澆筑結束噴灑水蒸氣。混凝土冬季施工面臨最大的問題就是氣溫過低，除了搭設暖棚以外，還可以通過噴灑水蒸氣的方式，對混凝土結構進行保溫處理。噴灑水蒸氣的原理為，利用水蒸氣溫度加熱混凝土結合，一方面有利于滿足混凝土溫度需求，另一方面能夠解決混凝土施工后成型過程中的脫水現象。通過噴灑水蒸氣，混凝土結構周圍環境濕度條件優秀，并且能夠起到有效的保溫效果，避免寒冷干燥的氣候環境影響混凝土施工質量。不過需要注意水蒸氣噴灑后，受到冷空氣影響迅速降溫，所以該方法更適合短時間加熱，并不適合長期加熱養護。

3.6 混凝土生產活動監督管理

在施工現場溫度高于-8℃時，可以通過加溫拌和水等方法，提高混凝土材料溫度，不過要注意盡量避免混凝土材料溫度過高，減少混凝土結構假凝現象。施工過程中需要嚴格把控各個環節，包括原材料進場，應進行細致入微地檢查與實驗檢測，攪拌過程中設備內不能存在任何雜質與凍塊物料，盡量保證攪拌設備的生產效率，都能達到預期的標準狀態，從而營造較好的生產條件。由于冬季氣溫寒冷，對混凝土施工有著嚴格要求，應提前制定科學的施工方案，重點了解當地的氣溫與地質條件，考慮到冬季氣候對混凝土材料的影響，確保各個施工項目能夠環環相扣，避免出現拖延等問題[3]。

4 結束語

混凝土是建筑工程中不可或缺的材料，為了滿足施工周期、效益等需求，部分施工單位為選擇在冬季完成施工任務，而冬季氣溫較低會對混凝土施工造成諸多影響。冬季具有寒冷干燥的特點，并不適合開展混凝土施工，若需要在冬季進行施工，應提前做好統籌規劃，確保符合混凝土施工技術需求。從以往的施工案例來看，冬季寒冷氣候會造成質量問題，較低的氣候環境改變了混凝土物理性質，同時引發混凝土結構干裂、分化。因此施工過程中要嚴格把控，如混凝土材料質量、混凝土施工環境條件，切實滿足混凝土冬季施工要求。