建筑工程混凝土结构冬季施工方法探究

摘要：建筑工程在冬季施工是不可避免的，混凝土冬季施工容易出现质量问题，而且比较普遍，为此本文首先从混凝土冬季施工的原理入手，对其进行了解，然后提出了五个施工方法：调整混凝土配合比、蓄热法、外部加热法、暖棚法、掺外加剂法，最后提出了冬季施工混凝土的养护方法，以供参考。

关键词：混凝土；冬季施工；方法

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

混凝土工程是工程施工过程中的重要组成部分，在我国某些地区的冬季漫长而且极其寒冷，如果找不到有效地混凝土冬季施工方法，就会遇到一系列的问题。运用合理的冬季施工的技术措施进行混凝土施工，能够解决混凝土冬季正常施工，保证工程质量，延长建筑工程施工期，加快工程进度，提高经济效应，具有十分重要的意义。

一、混凝土冬季施工的原理

混凝土浇筑后凝固的过程是其混合物水化作用的结果，当混凝土内部的温度升高时，其水化作用就会加快，强度也会快速增长；而当温度低于0℃时，混凝土中一部分水就会结冰，而此时水化反应会变慢，凝结速度和强度增长也会变慢，直到混凝土中的水全部结冰，混凝土中的水化作用就会停止，强度也不再增加，同时还可能使得混凝土和钢筋表面出现小冰块，使混凝土和钢筋的粘结力减小，这样将导致钢筋混凝土强度降低。而且水凝结成冰后，体积会变大9％，同时产生较大的冰胀应力，当冰胀应力大于混凝土当时抗拉强度时，混凝土就会受到一定的冻胀破坏，使混凝土变“疏”，从而降低混凝土的强度。所以我们可以看出，要保证混凝土的强度，就必须保证混凝土中水化反应的正常进行，而冬季施工中重点就是保证水处于液态。冬季施工中，混凝土浇筑后需要有一段预养期，通过采取一定措施加快混凝土中水化反应，加快混凝土强度的增加。研究表明，混凝土受冻前预养期愈长，强度损失愈小。

在气温恢复0℃以上时，混凝土的水化反应继续进行，混凝土强度还会增加，但增加的幅度不同。对于预养期长的混凝土，初期强度较高(约标准养护28d强度的35％)，混凝土解冻后，后期强度不会有多大损失。而对预养期短，初期强度比较低的混凝土，其后期强度都有较大的损失。所以混凝土在冻结前，要保证其有一段预养期，提高混凝土中的水化反应程度，提高其早期强度。我们需要采用适当的施工方法，避免新浇混凝土早期受冻。

二、混凝土冬季施工的方法

采用混凝土冬季施工的方法的主要目的就是防止低温等因素破坏混凝土早期硬化， 以及保证混凝土的后期强度。具体的工程中要根据实际情况来选择不同的措施，主要从施工和养护阶段进行质量控制，例如调整混凝土的配合比，还有水泥的品种、早强剂、抗冻剂的选择，以及浇筑和养护方法的选择。制定一个合理的方案，考虑工期和发生的费用，在保证工程质量的前提下，做到效率质量比最佳化。以下是实际工程中常用的几种方法。

1、调整混凝土配合比

选择早强硅酸盐水泥，这种水泥水化热较大，早期就能达到较高的强度；控制混凝土中的水灰比，满足施工和易性的要求下，控制水的使用量，除进行水化反应以外的游离水量越多，密实度就会越小，这样会降低混凝土的抗冻能力，水灰比一般不要超过0．6；掺加早强外加剂，这样可以缩短混凝土凝固的时间，提高其早期的强度，常用的早强剂有硫酸钠和MS-F复合早强试水剂；控制好混凝土的级配，使其密实度要高且膨胀系数尽量相近。

2、蓄热法

蓄热法就是把混凝土的各种原材料进行提前加热，储存热量，使其在搅拌前就有较高的温度，这样混凝土经过搅拌和运输，直至浇灌后。混凝土都有比较高的温度，这样可以提高其水化反应的速度，加快混凝土的凝固。一般来说，我们只把混凝土混合物其中的水进行加热，其原因是因为给水加热操作上比较简单，同时水的热容也比较大。水加热的温度一般控制在60℃以下，水加热后，不能直接和水泥进行搅拌，防止出现假凝，所以我们要先将沙子、石子和水进行拌合，并且在其充分拌合，热交换基本完成后再和水泥进行拌合。混凝土搅拌完成后，同时也需要注意运输过程中和浇筑后混凝土的保温，常规做法就是先在混凝土表面铺一层塑料薄膜，然后再在上面铺上棉被和草帘等进行保温，同时要保证搭盖严实，尽量减小混凝土内热量的损失。蓄热法主要用于气温在-10℃左右，此方法有操作简单，发生费用比较少的优点，但是要注意混凝土的外部保暖，防止混凝土外部受冻。

3、外部加热法

外部加热法是通过外部提供的热量，来提高混凝土的温度。可以对混凝土直接加热，也可以加热混凝土周围的空气。经常采用的方法有：

1)室内生火炉进行加热：本方法适合在室内应用，首先要保证其加热环境的相对封闭，不要让内外空气形成对流而使室内热空气迅速外流，同时做好火炉的排烟措施，防止炭火燃烧生成的二氧化碳把混凝土表面碳化，同时也防止生成有害气体伤害到人。此方法操作简单，但现场的封闭比较困难。

2)电加热：利用混凝土中的钢筋作为电极，把电能转化为热能来提高混凝土的温度，或者直接把电热设备放到混凝土表面来进行加热。此方法操作简单．但用电量较大，费用较高。

3)蒸汽加热：利用锅炉产生的蒸汽对混凝土进行加热，但不能增加混凝土的水灰比。此方法发生费用较大，热量损失也较高。

4、暖棚法

混凝土浇筑后，在浇筑好的混凝土上面搭设暖棚，在暖棚内采用暖风机或蒸汽排管等设备进行供热，让棚内的温度保持在0℃以上。此方法发生费用较大，而且施工现场难以实现，所以也较少采用。

5、掺外加剂法

防冻剂适用于外界温度-10℃以上的混凝土施工中。在混凝土拌合物中加入防冻剂，它们之间的混合物的冰点就会低于0℃，能使混凝土在负温下继续硬化，这是混凝土冬季施工的一种有效方法，可以简化施工工艺，节约能源，还可改善混凝土的性能。掺外加剂配制高抗冻性的混凝土，宜优先使用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，防冻剂的掺量应根据混凝土的使用温度而定。防冻剂在使用前应测定各有效成分、水分及不溶物等含量，使用时应按有效固形物计算，配制成规定浓度的溶液。防冻剂配制成溶液使用时，应注意其共溶性，氧化钙、硝酸钙、亚硝酸钙等溶液不可和硫酸钠溶液混合，减水剂和引气剂不可与氯化钙溶液混合，均应分别配制溶液。

三、冬季施工混凝土的养护

冬季施工的混凝土在浇筑完以后的养护及保温措施对混凝土的质量起着至关重要的作用。因为在冬季施工中，空气的温度、相对湿度以及影响湿度的风度决定着混凝土在浇筑后水分的蒸发。水化速度过快会使水化物不能均匀分布在水泥石中。而较低的养护温度可以使水化物均匀分布在水泥石中，这是因为，较低的温度致使水化速度减慢，从而有足够的扩散时间。因此，混凝土在浇筑完以后要及时用草帘、麻袋、棉被等覆盖保温，且需保持干燥，即在覆盖物与砼之间垫一层厚的塑料薄膜，以防止覆盖物被水浸湿，且需延缓拆模时间。对于基础、承台等构件可采取用土掩埋的保温措施。

结束语

建筑工程在冬季施工是不可避免的。以上是笔者多年来对混凝土冬季施工中的点滴经验的总结，不可否认每一种施工方法都是有利有弊的。其使用范围都受一定条件的制约。因此，在施工过程中，要根据施工工地的条件和周围的环境，采用适合本工程的施工方法。使冬季混凝土施工达到最佳的效果。

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