浅谈冬季混凝土的冻害

摘要：当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时混凝土工程施工属于冬季施工。混凝土强度增长主要靠水化作用，水结冰时，水化作用停止，而且水结冰时，体积会膨胀，促使混凝士结构松散破坏，因此，冬季混凝土施工应采取措施加以保护。

关键词：冬季施工防冻剂混凝土冻害

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

1引言

当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时混凝土工程施工属于冬季施工。混凝土应尽可能在高于5℃的气温条件下施工。因为其强度增长主要靠水化作用，水结冰时，水化作用停止，而且水结冰时，体积会膨胀，促使混凝士结构松散破坏，因此，当昼夜平均气温低于-5℃时，应停止施工。当昼夜平均气温在5℃至-5℃之间，则应采取措施加以保护方能施工。[1][2]

2 混凝土冻害的影响因素

影响混凝土面层冻融破坏的原因比较复杂，大致如下：

2.1内部因素

如骨料、水泥、外加剂、水胶比、单位用水量、含气量、配合比，即混凝土本身的质量。混凝土设计抗冻标号决定混凝土抗冻能力，组成混凝土的材料品质与抗冻性决定着混凝土抵抗冻融破坏的能力，另外抗冻性要求较高的混凝土可采用引气剂提高抗冻标号。

2.2外部因素

如冻融温度、冻融速度、湿润条件、冻融循环次数，即影响混凝土的工作环境条件。

2.3构造因素

如有筋无筋、体积大小、薄厚、排水措施等。

2.4施工因素

如配合比、拌合、浇捣、养护条件等。在养护初期混凝土受冻，会降低混凝土抵抗冻融破坏的能力。

上述诸因素是互相关联，互相制约的，这些因素综合起来决定着混凝土冻融破坏的程度和速度。

3 混凝土防冻措施

要提高混凝土的抗冻能力，尤其应特别强调施工和养护阶段的质量控制。针对以上论述和分析，应从混凝土的原材料选择、配合比、生产、浇筑和养护四个环节着重考虑：[3][4]

3.1混凝士原材料的选择

1.选用抗冻性高的水泥

我国各种水泥抗冻性高低次序如下：硅酸盐水泥＞普遍硅酸盐水泥＞矿渣硅酸盐水泥＞火山灰或粉煤灰硅酸盐水泥。在冬季混凝土施工中，应首选硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

2.掺入提高抗冻性效果显著的外加剂

减水剂、早强剂、速凝剂、防水剂等外加剂的加入，可以提高早期混凝土抗冻性能，防止新拌混凝土受冻，使混凝土受冻临界强度提前达到。引气剂和发泡剂等外加剂的加入，可以提高后期混凝土的抗冻性能，防止硬化混凝土受冻，提高混凝土的抗冻性。

3.2混凝土的配合比设计

配合比、水胶比、最优砂率及含气量对混凝土的抗冻性都有影响。其中影响最大的就是水胶比。因为水化反应所需水份只占水泥重量的25%~30％，但为了满足施工和易性的要求，常常将水量加大到50%~70％，甚至更大。用水量大大超过水泥水化反应的实际水量。而且是游离态存在于混凝土中，游离水越多，孔隙就越多，密实度就越小，因而就会降低混凝士的抗冻能力，甚至结冰，使混凝士抹面工作难以进行。冬季进行混凝土施工时，一定要掌握好砂率，控制好水胶比。

3.3混凝士的生产

冬季生产混凝土，应在混凝土拌和前将水或骨料加热。通常是仅将水加热，因为加热水设备简单，同时水的热容量比骨料热容大，一般1lkg水升高1℃时所吸收的热量要比1lkg骨料升高1℃所吸收的热量多4倍。冬季搅拌混凝土时，骨料不得带冰雪和冻结团块。对各项材料根据热工计算确定需要的温度进行加热，严格按施工配合比和塌落度要求进行生产，搅拌投料顺序先骨料、水、搅拌再加入水泥搅拌，避免水泥与加热到80℃以上的水直接接触，搅拌时间较常温延长50%，拌和物出机温度不得低于10℃，混凝土搅拌要连续，要求运输距离尽量要缩短，运输混凝土容器要采取保温措施。

3.4混凝士的浇筑

混凝土在浇筑前应清除模板、钢筋上冰雪污垢，到现场混凝土应及时浇注，连续施工，不但要遵循普通混凝土浇筑要求，而且要遵循冬季混凝土施工特殊要求，混凝土拌和物入模温度不得低于5℃。密切关注天气变化情况，尽量放在白天气温较高时候施工，避开气温过低时浇注混凝土，这样在夜里最低气温来临时混凝土已经凝固，并具有一定的抗冻强度。冬季混凝土施工不宜留施工缝，如果是技术或施工组织上的原因不能连续施工时，应正确留置施工缝。冬季施工接缝混凝土时，易在接缝部位产生水膜，降低接缝处混凝土强度，如果新旧混凝土温差过大，温度应力作用造成新旧混凝土开裂。在新混凝土浇筑前应加热使接合面有5℃以上的温度，浇筑完成后，应采取措施使混凝土结合面继续保持正温，直到新浇筑混凝土达得一定的抗冻强度。混凝土在浇捣时避免过振与漏振，不允许产生分层离析泌水现象，如果出现泌水，应设法排除，以免破坏混凝土的整体结构，影响混凝土的强度、抗冻等性能。混凝土入模后应抓紧时间振捣、整平、抹面。

3.5混凝土的养护

对浇注完毕混凝土立即用塑料膜或蓬布外加草帘等覆盖保温，适应混凝土强度增长速度的要求，在混凝土负温到来时具有抗冻强度不受冻害，所以混凝土的养护十分重要。优先采用廉价方便的蓄热法养护，用蓄热法养护时，要求成型开始养护温度不得低于10℃。采用逐次逼进方法计算施工混凝土从蓄热养护开始在凝结不受冻害的条件下冷却到0℃的时间。当气温偏低、结构表面系数较大，蓄热法不能满足强度增长速度的要求时，可选择锅炉蒸气输入布设的排管加热、混凝土部位搭设暖棚加热及电热法，或采用以上方法综合。

4 小结

由于冬季气温较低，水泥的水化反应迟缓，致使浇捣作业过后很长时间（一般5小时之后）才能进行最后一道抹面工作。对于此种情况，要做好混凝土的养护工作，避免混凝土表面结冰，具体作法如下：[5]

1.晚间浇筑混凝土

抓紧时间进行初抹面两遍；压砂整平后盖上保温层，待白天气温升高到0℃之上时再进行最后一道抹面和压纹。

2.采用蓄热法

由于水泥的水化作用释放出的热量使混凝土集料温度上升，塑料布和草苫子覆盖使水化热量蓄保起来（刚浇筑抹面的混凝土塑料布放到底层，可防止草粘到混凝土上妨碍最后一遍抹面压纹），以减少热量的失散。

3.使用防冻剂

使用防冻剂，降低混凝土中水的液态冰点，使混凝土中水分在较低温度时仍能保持液态，为水泥水化提供条件。

参考文献

杨占印, 曹德光. 高性能混凝土的发展现状及应用探讨. 建筑技术开发. 2004,31.

黄志辉, 施养杭. 高性能混凝土及其应用前景. 基建优化. 2005,26.

陈允林. 论混凝土工程冬季施工注意事项. 城市建设理论研究. 2011,25.

张培河. 浅谈混凝土结构工程冬季施工技术及注意事项. 科技创新与应用.2012,16.

卢俊红, 冶伟峰. 浅谈混凝土工程冬季施工技术. 土木建筑学术文库. 2010,14.