冬季混凝土施工技术分析

　　摘要：以冬季混凝土施工的质量通病，对水泥、骨科、水、外加剂等组成原材料的选择，浇筑，养护等若干问题浅谈下冬季混凝土施工的一些措施，并总结了冬季混凝土施工应注意的几个问题。
　　关键词：冬季施工，混凝土施工技术，质量通病，措施。
　　近几年，有幸被公司安排到内蒙古、山西等华北地区与其他施工企业共同工作，使我这个南方的建筑人员对北方的冬季混凝土施工有了初步认识及有些见解谈法。
　　随着工程建设的规模大，工期紧，有的项目不得不进行冬季施工，大量对冬季混凝土的施工理论和方法表明，即使是在冬季进行混凝土施工，只要采用适当的施工方法，也能取得良好的施工效果，达到设计要求。
　　一、概述
　　冬季施工的起止日期为：当冬天到来时，如连续5天的日平均气温稳定在5℃以下，则此5天的第一天为进入冬季施工的初日，当气温转暖时，最后一个5天的日平均气温稳定在5℃以上，则此5天的最后一天为冬季施工的终日(日平均气温是1天内2，8，14和20时4次室外气温观测结果的平均值，这是在地面以上1.5m处，并远离热源的地方测得的)。
　　1、冬季施工的气温特点
　　根据华北地区的气温特点，平均气温低于5℃的起止时间为每年的11月15日～翌年的3月15日，总计128d。但根据历年气温的变化规律，冬季施工又可分为一般低温阶段和极低温阶段。一般低温阶段的时间是：每年的l1月15日～12月中旬和翌年的2月中旬-3月15日，大约70d～80d，占整个冬施时间的60％左右，白天的工作环境基本处于正温。极低温阶段的时间是：每年的12月下旬～翌年的2月中旬，特别是1月份属于华北地区气温的最冷月，日最低气温在一10℃左右。
　　2、冬季施工的特点
　　冬季施工由于施工条件及环境不利，准备工作的时间短，技术要求复杂，因此是工程质量事故多发的季节，且大多数质量事故存在隐蔽性和滞后性，在春季才开始暴露出来，因而给事故处理带来了很大的难度，轻者进行修补，重者返工重来，不仅给工程带来损失，而且影响工程的使用寿命，其中尤以混凝土工程居多。
　　3、混凝土冬季施工的质量通病
　　1)钢筋的锈蚀与混凝土裂缝。由于钢筋的氧化锈蚀伴随体积膨胀，致使混凝土沿主筋或箍筋方向产生裂缝。水泥的安定性不良混凝土的水灰比太大，早期强度低，失水太快也会引起开裂。混凝土内部水分由边缘向中心移动，形成压力也将引起轴向裂缝。
　　2)结构疏散与水分转移。水分转移及结构疏散的混凝土，以表面呈冰晶、土黄色，砂浆骨料结合脆弱，声音空哑等为特征。同时由于混凝土内部压力、温差、湿度差，使水分自边缘向中心移动造成空隙。
　　3)表面起灰。所谓“表面起灰”是以砂浆和粗骨料相脱离，表面起灰，骨料裸露为特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大，离析，泌水严重，粘聚性、保水性差，加上养护温度低，水泥水化趋于停止，混凝土水分迅速外离，导致表面起灰。
　　4)结晶腐蚀——混凝土表面返霜。混凝土硬化后，某种外加剂溶液通过毛细管的作用渗到混凝士表面，而混凝土表面的水分则逐渐蒸干，此种情况还将影响混凝土与饰面层的结合。
　　二、冬季施工混凝土的原材料选择
　　冬季混凝土施工无论采取哪种方法，混凝土的原材料必须达到要求。
　　1、胶凝材料—水泥。在冬季混凝土的一般施工方法中，如掺早强防冻剂、蓄热法、暖棚法等，应选用活性高而水化热大的水泥品种，因此，应优先选用硅酸水泥和普通硅酸水泥。水泥标号一般不低于425#，用量最低不少于300kg/m3.
　　2、 骨科。混凝土骨科分细骨科和粗骨科。细骨科宜选用中砂，含泥量应小于3%，粗骨科须选用经15次冻融值试验合格（总质量损失小于5%）的坚实级配花岗岩火石英岩碎石，不应有风化的颗粒，含泥量小于1%。
　　3、 水灰比。混凝土中，孔隙率和孔结构特征对抵抗冻害起着明显的作用，而水灰比又直接影响混凝土的孔结构，故冬季施工混凝土的水灰比应不大于0.6。
　　4、外加剂主要有：氯盐（氯化钠、氯化钙）、亚硝酸钠、碳酸钾、亚硝酸钙—尿素、氨水、硝酸钙—亚硝酸钙—氯化钙—尿素等。在多种情况下，这种混凝土冬季施工方法和其他方法（如蓄热法）综合使用时更为有效。掺抗冻外加剂的混凝土在养护时，在达到临界强度以前，使用氯化钠时气温不能低于-10℃，氯盐复合外加剂（氯化钠+氯化钙）不能低于-15℃，碳酸钾不能低于-20至-25℃。当温度低于上述要求时，混凝土即将冻结，其硬化即停止。由于氯盐具有对钢筋的腐蚀性，在钢筋混凝土中不允许使用。亚硝酸钠、碳酸钾、氨水、硝酸钙—尿素、苏打—碳酸钾—塑化剂等对钢材无腐蚀性的外加剂，在钢筋混凝土中可以使用。选用什么样的外加剂及其掺量，在使用中就其外界温度、混凝土类型（素混凝土或钢筋混凝土），遵照有关规定，严格使用。以上两种冬季施工方法各有利弊，其适用范围都受一定条件的制约。具体施工时应根据工地现有条件和因素，采用一种或两种施工方法结合使用。
　　三、混凝土的浇筑
　　按照规定混凝土不允许现场拌制，需用商品混凝土冬季混凝土的养护。
　　1、浇筑前，由于采用的是商品混凝土，所以施工方先了解了商品混凝土中掺入的抗冻剂及其性能，提前做好了相应的防冻保温措施；并及时清扫了模板和钢筋上，特别是新老混凝土(如柱、梁交接处)交接处的冰雪与垃圾。
　　2、施工方特别注意混凝土运送到后是否发生了的冻结现象，若出现混凝土冻结现象，就要在浇筑前进行加热拌和，保证混凝土的入模温度不低于15℃。
　　3、对于梁、柱、板等重要工程，施工方采用连续施工，每次浇筑的厚度不超过60cm，浇筑的长度不超过6m，并加入防冻剂、减水剂、早强剂、引气剂组成的复合外加剂，减少水灰比，采取重复振捣，加压振捣，提高结构的密实性，力求达到预期的强度。
　　四、混凝土的养护
　　1、新浇筑的混凝土在终凝前受冻害，这种冻害不会使之产生恶化，化冻后重新振捣密实，加强养护、不使混凝土重新受冻，混凝土性能就不会受到损害。
　　2、混凝土硬化期间受冻，对混凝土性能损害极大，不但使混凝土物理、力学性能降低，达不到设计要求，影响工程应用，而且降低混凝土的耐抗性，造成永久性缺陷。这种冻害强度损失可达50%，对于强度等级较低的混凝土，受冻害对其性能的影响较大。
　　3、在混凝土浇筑后的1~2天，由于水化热的作用，混凝土是处在升温阶段。在初凝阶段，紧贴混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，封闭混凝土中多余拌合水，以实现混凝土的自养护，上加双层草袋及一层塑料薄膜。覆盖厚度应根据混凝土测温结果随时调整，在保证混凝土内外最大温度差不超过25℃的前提下，尽量减少覆盖厚度，切实把握好保温与散热的矛盾关系。根据混凝土测温信息以及天气气温变化情况调整养护条件。注意天气预报，一旦气温骤变，及时、迅速采取相应措施防止混凝土冻害和温度收缩裂缝的发生。若气温在0℃以上时，就铺1层保温材料，若是气温在0℃以下时，就要铺2层甚至3层保温材料。
　　4、当混凝土的温度冷却到5℃时，才可将模板和保温层拆除。若混凝土与外界温差大于20℃时，应对拆模后的混凝土表面采取临时覆盖措施，使其缓慢冷却，以防混凝土表面温度骤降而产生裂缝。
　　五、冬季混凝土施工应注意的几个问题
　　要选择混凝土的最佳养护期，以达到最佳养护效果。
　　防止混凝土早期冻害。在实际施工中，要因地制宜，制定出可行的方案，选择科学的方法，对混凝土进行保护，以避免混凝土早期冻坏。
　　要保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。在实际工程中，要根据施工时的气温情况，工程结构状况（工程量、结构厚大程度与外露情况），工期紧迫程度，水泥的品种及价格，早强剂、减少剂、抗冻剂的性能及价格，保温材料的性能及价格，热源的条件等，来选择合理的施工方法。
　　注意模板及拆模。有的工程同一时间和相同施工条件的混凝土由于模板不同而出现不同结果，如：直接接触铁模板的混凝土发生了冻害现象，使用竹胶板及三合板隔离的一切正常。因此，我们要注意模板的使用，冬季混凝土施工最好是避免直接使用铁模板，并且要注意拆模的时间。
　　结语
　　惟有合理安排工程项目的冬季施工，才可以保质保量地完成预定的施工任务；减少或杜绝事故的发生，完善施工质量事故隐患控制措施，大大缓解了受季节限制的混凝土施工工期压力。
　　
　　
　　
　　参考文献：
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　　[2]陈哲,杨波.冬期施工方案实践[J].山西建筑,2007,33(2):162-163
　　[3]莫飞鸿.混凝土冬季施工若干技术问题的综述[J].湖南交通科技2010.3(VOL.36NO.1):97-100

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