浅论混凝土冬季施工技术

摘要：结合多年的工程实践经验，笔者从混凝土配合比、施工、养护等方面较为详细的介绍了混凝土北方冬季施工技术要点，可供相关专业技术人员参考。

关键词：冬季混凝土施工、配合比、正温养护、负温养护、综合养护

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

1 引文

由于混凝土自身的特点，环境温度对工程质量的影响极大。在常规施工下，当气温降至0℃以下时，如果混凝土自身还没达到临界抗冻强度，则混凝土发生冻伤，对混凝土的内在质量造成严重影响。

近来我公司在北方开拓建筑市场，在陕西、山西、哈尔滨等地均已接到大型公路桥梁工程，我国北方广大地区，冬季时间长气温低，为了使工程体现常年均衡施工，以适应业主的工期要求，必须适当的组织冬季施工。结合我们在山西施工的经验，浅论混凝土冬季施工。

2 混凝土的配合比设计

冬季施工，混凝土配合比设计是保证质量的重要一环，配合比的设计必须要考虑到混凝土施工采取何种工艺、采取何种养护措施，根据气温条件、工程的具体情况，设计恰当的配合比。

每种水泥各有其特性。水泥的早期强度、水化放热量和负温性能等因素与冬季施工的效果有密切关系。冬季气温低混凝土强度增长慢，为了加速工程进展，节约养护费用，在一股情况下，应尽量选用标号在425号以上的硅酸盐水泥或早强(R)型普通硅酸盐水泥，有条件时可选用快硬水泥。

混凝土遭受冻害是由于拌合水结冰造成，如果混凝土中的含水量较少，则冻害的严重程度便可降低。水灰比的确定应尽量按此原则。级配良好的粗骨科而且最大粒径较大时，用水量可以减少。

外加剂是在混凝土拌制过程中掺入，以改善混凝土性能的可溶性物质。在冬季施工中，主要外加剂主要有减水剂、早强剂、防冻剂。

当混凝土拌合物中掺人减水剂后，含水较少的混凝土可以较早获得抗冻能力。在混凝土拌合物中掺入适量的早强剂后可将混凝土1-3d龄期的强度提高20~50％，而对后期强度无不良影响。因此冬季施工的混凝土，不论采用何种养护工艺均应使用早强剂。防冻剂配方设计应以所选择的养护工艺为依据与混凝土配合比设计综合起来进行。混凝土配合比设计若与防冻剂配方设计脱节，就难以获得理想的混凝土。

3 混凝土施工

混凝土拌合物的温度以及各种组成材科的加热温度要经过计算和经济效果比较，并在工艺设计中确定。

水泥应储存在暖棚内，使用时保持5℃以上温度，不得加热。

加热水同加热骨科相比，当重量相等温度也相等情况下水可以把5倍的热量带入拌合物内，所以能有效地提高拌合物的温度，同时加热水也比较容易，因此要仍先考虑对水加热。水的加热温度不宜超过80℃，水泥与80℃以上热水接触会发生假凝或形成团块，所以当水温超过80℃时，就要调整投料顺底使水分与骨科预拌，然后投入水泥开始正式搅拌。

当施工期问的日平均气温高于-5℃时，只加热水即可满足施工要求，日平均气温低于-5℃时，可考虑再将砂加热，而石子除非气温过低，尽可能不进行加热，因为加热石子是不经济的。

混凝土拌合物在运输过程中要尽量减少热量损失，主要措施是：1)事先选择好运输路线，使距离较短和运输时间较少。2)采用封闭式料斗，容量不宜太小并且要有保温构造。3)避免或尽量减少中间倒运，要使拌合物直达浇筑地点并一次卸入模板内。

在混凝土浇注时，附着在模板、钢筋上的冰雪污垢应消扫干净，尽量不要用蒸汽来直接融化冰雪，因为融化的水会重新冻结。

混凝土在振捣密实以后，的表面应立即用塑料薄膜覆盖。这样做的结果不仅可以防止混凝土脱水而且可以避免保温材科吸水。保温材料要根据工艺设计的要求准备及时围护。

在冻胀性地基上浇注混凝土时，地基土应事先加热并保温，不应在冻结的地基上浇注混凝土 。

4 正温养护工艺

冬季气温虽然处于0℃以下，但可以通过各种技术手段，使混凝土于浇筑之后先保持一段时问的正温，待逐渐硬化直至具有足够的早期抗冻能力以后才冷却至0℃以下。这种工艺称为正温养护工艺。

早期抗冻能力的获得即是抗冻临界强度的达到，但实际工作中，同等气温条件的试件难以制作，对临界抗冻强度不易测定。因此，我们采用一些经验公式进行计算。

在20℃标准温度下养护，非矿渣类水泥混凝土的早期抗冻能力获得时间为：

(1)

矿渣类水泥混凝土早期抗冻能力获得时间为：

(2)

其中：D为时间，W/C为水灰比。

当混凝土在其他温度养护时，可以折算成20℃标准养护。

其等效系数为：

M=0.273+0.0224T+0.000706T2 (3)

其中，M为等效系数，T为养护温度。

例如某构件采用养护温度为10℃，混凝土为普通硅酸盐水泥拌制，其水灰比为0.5，试计算混凝土何时可获得早期抗冻能力?

在20℃下获得早期抗冻能力时间为：D=（0.5-0.28）*5.56=1.22d

10℃的等效系数为:M=0.273+0.0224*10+0.000706*10*10=0.568

10℃养护温度下获得早期抗冻能力时间为：1.22/0.568=2.15d

该计算方法对养护温度范围的要求是，以各种常用水泥拌制的空白混凝土为50℃以下正温；掺有木钙减水剂的混凝土，为30℃以下正温；掺有早强减水剂的混凝土，为20℃以下正温；掺有防冻剂的混凝土，从20℃起至该种防冻剂的使用温度之间。

5 负温养护工艺

混凝土负温养护工艺的基本作法是原材料预先适当加热使混凝土在浇注完毕时的温度在5℃以上，拌合物中掺入防冻剂，在一般情况下，浇筑后，混凝土的表面仅用塑料薄膜作保护性覆盖，目的在于避免脱水和防止霜雪侵袭。表面系数大于18的构件在日平均气温低于-8℃的条件下施工时，在冷却过程中须用保

温材料适当围护，以延长其冷却时间。负温养护的混凝土，在终凝前，其本身温度即降至0℃以下，混凝土就在负温中硬化。

6 综合养护工艺

混凝土综合养护工艺的基本做法是：在混凝土拌和物中掺有少量的防冻剂，原材料预先加热，搅拌站和运输工具都要适当保温，拌合物浇筑后的温度一般须达到10℃以上，当构件的断面尺寸小于300mm时须达到13℃以上。通过蓄热保温或人工加热，使混凝土在浇筑后有一个短暂的约为1~1.5d的正温养护阶段，直至终凝以后温度才降至0℃以下，然后逐渐与环境气温相平衡。此时混凝土的强度虽然还很低，但依靠防冻剂的作用，混凝土在负温中继续硬化。

综合养护工艺的优点是：与负温养护工艺相比较，防冻剂掺量可以减少，混凝土强度增长也较快。与正温养护比较可以减少能耗。尤其是当采用综合蓄热法时，扩大了蓄热法的应用范围，避免了人工加热，有较好的技术经济效果。

综合养护工艺适用于温凝土自浇筑起6d内平均气温不低于-10℃或极端最低气温不低于-16℃的条件下施工。

表1 综合养护工艺防冻剂参考配方

规定温度C 防冻剂掺量%水泥重

-5 亚硫酸钠2+硫酸钠2+木钙0.25

尿索1+硝酸钠2+硫酸钠2+木钙0.25

-10 亚硝酸钠3.5+硫酸钠2+木钙0.25

亚硝酸钠2+硝酸钠2+硫酸钠2+木钙0.25

尿素2+硝酸钠2+硫酸钠2+木钙0.25

7结束语

冬季施工对我公司来说是一崭新课题，希望本文抛砖引玉，能促进我公司的冬季混凝土施工水平。

参考文献：

[1] JTG/T F50－2011，公路桥涵施工技术规范.

[2] JGJ104－2011，建筑工程冬期施工规程.

[3]［3］GB/T8076－2009，混凝土外加剂.