浅谈冬季建筑工程砼施工方法

[摘 要]在我国北方寒冷季节，由于受工期制约，许多工程的砼冬季施工是不可避免的。国内外对砼冬季施工理论和方法的研究认为，当环境温度降到4℃时，只要采用适当的施工方法，避免新浇砼早期浸冻，使外露砼与冬季气温保持较大温差，也会取得像在天暖施工时的效果

[关键词]冬季；砼施工；方法选择

中图分类号：TU8；TU758.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）14-0127-01

在我国北方寒冷季节，由于受工期制约，许多工程的砼冬季施工是不可避免的。国内外对砼冬季施工理论和方法的研究认为，当环境温度降到4℃时，只要采用适当的施工方法，避免新浇砼早期浸冻，使外露砼与冬季气温保持较大温差，也会取得像在天暖施工时的效果。

砼拌和物浇灌后之所以能够逐渐凝结和硬化，直到获得最终强度，是由于水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与砼本身组成材料和配合比有关，主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时，水化作用加快，强度增长也较快；当温度降低到0℃时，存在于砼中的水有一部份开始结冰，逐渐由液相（不）变为固相（水）这时参与水泥水化作用的减少了，因此，水化作用减慢，强度增长相应较慢。温度继续下降，当存在于砼中的水完全变成冰也就是完全由液相变为固相时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不再增长。

水变成冰后，体积约增大9%，同时产生约2500千克每平方厘米的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值，使砼受到不同程度的破坏（即旱期受冻破坏）而降低强度值。此外，当水变成冰后，还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料钢筋的粘结力，从面影响砼的抗压强度。当冰凌融化后又会在砼内部形成各种各样的空隙，而降低砼的密实性及耐久性。

由此可见，在冬季施工中，水的形态变化是影响砼强度增长的关键。国内外许多学者对水在砼中的形态进行大量的试验研究结果表明，新浇砼在冻结前有一段预养期，可以增加其内部液相，减少固相，加速水泥的水化作用。试验形容还表明，砼受冻前的预养期愈长，强度损失愈小。

砼化冻后（即在正常温度条件下）继续养护，其强度还会增长，不过增长的幅度大小不一。对于预养期长，获得初期强度较高（如达到R28R35%）的砼受冻后，后期强度几乎没有损失，而对于安全预养期短，获得初期强度比较低的砼受冻后，后期强度都有不同程度的损失。

由此可见，砼冻结前要使其在正常温度下有一段预养期，以加速水泥的水化作用，使砼获得不遭受冻害的最低强度，一般称临界强度，即可达到预期效果。对于临界强度，各国规定取值不等，我国规定为不低于设计标号的30%，也不得低于35千克/厘米。

砼冬季施工方法的选择

从上述分析可以知道，在冬季砼施工中，主要解决三个问题：一是如何确定砼最短的养护龄期；二是如何防止砼早期冻害；三是如何保证砼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、结构后天程度与久露情况）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。一般来说，对于一个工程可以有若干个不同的冬季施工方案。一个理想的方案，应当用最短的工期，最低的施工费用，来获得最优良的工程量，也就是工期、费用、质量最佳比。目前，基本上采用以下4种方法。

调整配合比方法

主要适用于0℃左右的砼施工。具体方法：1、选择适当的水泥是提高砼抗冻的重要手段。试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期放出强度最高，一般3天抗压强度大约相当于普通硅水泥7天的强度，效果较明显。2、尽量降低水灰比，稍增加水泥量，从而增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。3、掺用引气剂。在保持砼配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆的体积，提高拌和称的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓冲砼内水结冰所产生的水压力，提高砼凝结时间，提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠（掺用水泥用量的2%和MS―F复合早强试剂（掺水泥用量的5%）。4、选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。

蓄热法

主要用于气温-10℃左右，结构比较厚大的工程，做法是：对原材料（水、砂、石）进行加热，使砼在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有相当的热量，以使水泥水化放热 较快，并加强对砼的保温，以保证在温度降到0℃以前使用背后浇砼具有足够的抗冻能力。此法工艺简单，施工费用不多，但要注意内部保温，避免角部与外露表面受冻。

外部加热法

主要用于气温-10℃以上，而构件并不厚大的工程。通过加热砼构件周围的空气，将热量传给砼，或直接对砼加热，使砼处于正常温度条件下能正常硬化。1、火炉加热。一般在较小的工地作用，方法简单，但室内温度不高，干燥，且放出二氧化碳会使新浇砼表面碳化，影响质量。2、蒸气加热。用蒸气使砼在湿热条件下硬化。此法较易控制，加热温度均匀。但因其需专门锅炉设备，费用较高。且热损失较大，劳动条件亦不理想。3、电加热。将钢筋作为电极，或将电热器放在砼表面，使电能变为热能，以提高砼温度。此法简单方便，热损失少，不足的是电能消耗量大。4、红外加热。以高温电加热器或气体红外线发生器，对砼进行密封幅射加热。

抗冻外加剂

在-10℃以上的气温中，给砼拌和物掺加一种能降低水的冰点的化学剂，使砼在负温下仍处于液相状态，水化作用能继续进行，从而使砼强度继续增长。目前常用的有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。

上述4种冬季施工方法都有利有弊，其适用范围都受一定条件的制约。应根据工地现有条件，采用一种或两种以上施工方法结合使用。