混凝土工程冬季施工技术

摘要：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,避免新浇混凝土早期浸冻,使外露混凝土与冬季气温保持较小温差,也能取得良好的施工效果。

关键词：混凝土；冬季施工；技术

1.混凝土冬季施工基本原理

在混凝土施工过程中，由于水泥具有水化作用，在完成混凝土拌合物的浇灌后，随着时间的推移将出现凝结、硬化，直至达到设计强度。值得注意的是，水泥水化作用的速度，其不仅取决于混凝土的配合比、拌制材料，同时其所处环境的温度变化也有着直接影响。由于冬季施工环境的气温通常低于0℃，混凝土内部含有的水分将凝结成冰，固态作用降低了水泥水化作用的速度，以至于混凝土需要更长的固结时间。倘若周边气温持续下降，当混凝土内部水分凝结成冰转为固态时，将直接停止水化作用，而水将增加9%左右的体积、产生2500kg/cm2的冻胀应力，此时混凝土内部所形成的强度值往往低于冻胀应力，从而造成不同程度的破坏，降低混凝土质量。此外，对于部分钢筋、骨料表面上的混凝土，由于其内部含有一些较大颗粒的冰凌，不仅大幅降低了混凝土与作业面的粘结力，同时也消弱了混凝土的抗压强度。当混凝土内部的冰凌融化后，将形成多种多样的孔隙，严重影响了混凝土的密实度、耐久性。

经上述分析表明，在冬季的低温环境中进行混凝土施工，水的形态变化对于施工混凝土的质量有着直接影响。通过长期的实践、总结并对国外相关案例进行分析我们发现，在进行新一轮混凝土的浇筑前，有一段预养时间，能够有效减少混凝土内部的固相、增加液相，从而加快水泥水化作用的速度。在混凝土受冻前，预先养护的时间越长，混凝土的强度损失则越少。

当混凝土所处环境恢复常规性温度条件，化冻后应继续进行养护，虽然此时混凝土的强度将继续增长，但增长幅度有所区别。在相同的气温环境下，安全养护时间较短、初期强度较小的混凝土，其受冻后的强度将出现一定的损失；预养时间较长、初期强度较大的混凝土，受冻后的强度损失微乎其微。由此可以看出，为进一步加速水泥的水化作用，在混凝土处于常温环境时应留有一定的养护时间，待混凝土的强度达到能够抵御冻害的标准后，方可进行后续操作。

2.混凝土允许受冻临界强度

混凝土早期遭受冻害后，其抗压强度和抗拉强度均有不同程度的损失，钢筋与混凝土的

粘结强度将有较大的损失，混凝土的抗渗性和耐久性都要有降低。混凝土允许受冻临界强度是指新浇注混凝土在受冻前达到某一初始强度值，然后遭到冻结，当恢复正温养护后，混凝土强度仍会继续增长，经28d标养后，其后期强度可达到强度等级的95%以上，这一受冻前的初始强化值叫做混凝土允许受冻临界强度。

3.冬季混凝土施工应注意的问题

3.1 防冻剂、早强剂的使用问题

有些工程在施工中虽然使用了防冻剂、早强剂，但还是出现了冻害现象。在防冻剂、早强剂的说明书中使用方法和条件都有详细介绍，使用前要仔细阅读。不要认为使用了防冻剂、早强剂就万事大吉了，如果使用条件不符合要求也无法达到预期目的。

3.2 模板及拆模问题

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，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。其原因是由于铁模的导热性能好，使混凝土自身的热量散失快，未达到临界强度混凝土就结冰造成冻伤。建议冬季混凝土施工一定要避免直接使用铁模板。除检测同条件养护试块强度外拆模时一定要检测混凝土实体结构的强度，混凝土工程冬季施工中就曾发生过由于混凝土强度不满足拆模要求而造成混凝土柱子产生竖向裂缝的质量问题。

4.混凝土的施工技术

4.1 调整配合比的方法

对于所处环境气温在0℃左右的混凝土施工，可通过混凝土配合比的调整来防治冻害，

保证施工操作的正常进行，其主要是根据项目的需求与标准，选择适当品种的水泥，以最为直接的方法提高混凝土的抗冻性。据相关试验表明，冬季混凝土的施工采用强硅酸盐水泥较为适合，此种水泥有着良好的水化热性能，能够在前期释放最高强度。在进行混凝土的拌制时，可适当增加水泥的用量，降低水灰比，从而加快水化作用。在不改变混凝土配合比的前提下，可从中掺入引气剂，由此产生的气泡增大了浆液的体积，提高了拌合物的保水性、粘聚性、流动性，能够大幅减缓混凝土内部水分凝固所带来的压力，提高其抗冻性。此外，若要加快混凝土的固结速度、提高其早期强度，在拌制混凝土的过程中，可掺加硫酸钠、MS-F复合早强试水剂等早强外加剂，具体用量根据水泥用量而定。

4.2 蓄热法

4.2.1 对原材料进行加热

在施工过程中，要适当对原材料（砂、石、水）进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有相当的热量。以达到加快水泥水化放热的速度。

4.2.2 加强保温

在施工过程中，要加强对混凝土的保温。以保证在温度降到0℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力，避免角部与外露表面受冻，且要延长养护养护龄期，在冬季施工中，蓄热法使用于地下基础和其他大体积混凝土结构工程，可与其他方法（暖棚法、外加剂法）联合使用。利用混凝土原材料加热后的余温，浇筑后四周和上面用保温材料（塑膜、草帘等）严密覆盖，再压上30cm 厚的细土更好。利用水泥的水化热量，在缓慢冷却过程中逐渐硬化。同时，蓄热法具有经济、简便、节能等优点，混凝土在低温下硬化，最终强度损失小。

4.3 外部加热法

外部加热法主要是使用于气温在零下10℃以上，且结构并不厚大的工程，外部加热法是通过加热混凝土构件周围的空气，将热量传给混凝土。或者对混凝土直接加热。使混凝土在正温条件下能正常硬化。在施工过程中，外部加热法主要有以下几个方面。

4.3.1 火炉加热

火炉加热比较简单，但是不能很大程度提高温度，而且比较干燥，同时放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化，在一定程度上会对工程质量造成影响。

4.3.2 蒸汽加热

这种蒸汽加热方法比较容易控制，并且加热的温度也比较均匀，可以使每个部位的温度基本保持均衡，使混凝土在湿热条件下硬化。但是这种方法美中不足的就是，成本比较高。需要用专门的锅炉设备。而且热量损失较大。

4.3.3 电加热

在施工过程中，可以使用钢筋做为电极，或将电热器贴在混凝土表面。通过这样是电热转化为热能。以达到提高混凝土的温度。除了以上三种加热方法，还可以通过红外线加热法，以高温电加热器或气体红外线加热器，对混凝土进行密封辐射加热。

5.结语

在实际进行工程项目的冬季施工时，应是综合考虑具体的气温情况、早晚温差等环境条件因素，根据施工结构的厚度、外漏情况、工程量、工期等要求与标准，结合水泥材料、保温材料、添加剂的性能、品种以及价格，选用最为合理、经济、可行的施工技术与方法。一般情况下，同一工程项目的施工有着多种不同的施工技术与方案，应选择最为贴合项目实际特点与需要的施工技术。

参考文献

[1]孙增志.浅论混凝土工程冬季施工保证质量的措施[J].黑龙江水利科技.2002-09-20.

[2] 刘立新. 浅析冬季施工对高强混凝土质量控制及检验[J]. 商品与质量, 2009,(S6) .