混凝土在公路桥梁的冬期施工方案

李涛

（宁夏银川市建设工程综合检测站，宁夏 银川 750001）

0 引言

根据国家现行标准《建筑工程冬期施工规程》(JGJl04)规定，当日平均气温连续5 d低于5℃，为冬季施工开始日期；日平均气温连续5 d高于5℃，为冬季施工结束日期，在这个时间段称之为冬期施工日期。根据大武口地区的历年冬季气温记录，现场应于10月30日开始进行测温，每天测量的温度记录有一个达到上述条件即确定为冬施的起、止日期。混凝土冬期施工要结合具体的项目情况通过计算得出科学的施工方案，进而保证冬季施工的质量。

1 施工前期准备

组织技术员、试验员、测温员、材料员、安全员等学习《建筑工程冬期施工规程》(JGJl04)，以及具体分项工程冬期施工方法，冬施措施；提高质量意识、安全意识，加强对冬施措施的理解，严格按国家规定、规范、规程施工。组织有关人员学习安全防护、防火措施。加强施工人员防风、防滑、防寒、防火、防中毒等方面的安全意识。测温人员必须严格按照冬施方案进行测温，并做好记录安排专人进行气温观测，做好记录与气象部门保持联系，及时了解天气情况，防止寒流袭击，积极采取保温措施。

2 组织实施

根据施工计划，混凝土冬期施工的施工方案为：

（1）温度控制：当室外日平均气温连续5 d稳定低于5℃即进入冬期施工。

（2）受冻前强度控制：普通混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制时，应达到设计强度标准值30%；采用矿渣硅酸盐水泥配制时，应达到设计强度标准值40%，但混凝土为C10及以下时，不得小于5.0 N/mm2。

（3）初冬施工水泥采用普通硅酸盐标号，一般不应低于P.O42.5#，最小水泥用量不宜少于300 kg/m3，水灰比不应小于0.6。

（4）冬季拌制混凝土时水应加热，标号等于及大于P.O42.5#的普通硅酸盐水泥，加热不大于60℃，水泥标号小于P.O42.5#，水加热不大于80℃。

（5）砂子、石子加热根据水泥标号而定不小于P.O42.5#，骨料加热不大于40℃，反之骨料加热不大于60℃，所用骨料必须清洁，不含冰、雪、冻结物。

（6）搅拌前，应用热水冲洗自动搅拌机、搅拌时间应是常温时间的1.5倍，混凝土出机温度不低于10℃，入模温度不得低于5℃，从搅拌机卸出混凝土到浇灌完，每个工作班对混凝土至少测温四次。

（7）冬季保温：混凝土表面先铺一层塑料薄膜，再铺二层棉毯、如果气温过低最后用电热毯蓄热，并且要严实。养护期间不得低于抗冻剂规定的要求。

（8）混凝土养护测温在养护期间至少每6 h一次，对掺防冻剂混凝土，在强度未达到3.5 N/mm2，2 h测一次并且要有记录，达不到规定要求立即采取措施。

（9）材料：冬施所需混凝土均采用商品混凝土，施工现场只对配合比、原材料、防冻剂的出厂检测及复试报告进行检查，对防冻剂用量的要求，以及对入模温度的控制。

（10）运输与浇筑：

a.混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰霜和污垢。运输和浇筑混凝土用的容器应有保温措施。

b.混凝土浇筑时要保证混凝土的均匀性和密实性，要保证结构的整体性，尺寸准确，钢筋、预埋件位置正确，拆模后混凝土表面要平整、光洁。

c.混凝土拌合物入模浇筑，必须经过振捣，使其内部密实，并能充分填满模板各个角落，制成符合设计要求的构件。采用机械振捣，振捣速度要快，浇筑前应做好必要的准备工作。

d.混凝土拌合物出机温度不低于10℃，入模温度不低于5℃。

（11）混凝土梁、板、柱及基础筏板均设测温孔，并绘制测温孔平面布置图，配测温人员，做好测温记录，随时掌握混凝土内部温度，必要时采取外部加热措施。

（12）混凝土质量控制及检查：

a.混凝土质量检查除应符合国家现行标准GB50204927及其它国家有关标准规定外，还应符合下列要求：

i检查外加剂质量及掺量，抽样检查合格后方可使用。

ii检查水、骨料、外加剂溶液和混凝土出罐及浇筑时温度。

iii检查混凝土从入模到拆除保温模板期间的温度。

b.冬期施工测温的项目与次数应符合表1的规定。

表1 冬季施工测温要求一览表

c.混凝土养护期间温度测量应符合下列规定：

i从混凝土入模开始至混凝土达到受冻临界强度，或混凝土温度降到0℃或设计温度以前，应至少每隔6 h测量一次。

ii掺防冻剂的混凝土在强度未达3.5 N/mm2之前应每隔2 h测量一次，达到受冻临界强度以后每隔6 h测量一次。

3 热工计算

根据实际工程中所用混凝土，每m3混凝土中的材料用量为：水168 kg，温度80℃；水泥410 kg，温度 5℃；砂 520 kg，温度 -3℃；石 1 338 kg，温度-3℃；砂含水率3%，石含水率1%，搅拌房内温度10℃，混凝土拌和物采用封闭式泵车运输，运输和成型共历时1 h，当时气温-5℃。

3.1 混凝土拌和物的理论温度

式中：T0——混凝土拌和物的理论温度，℃；

Gw、Gc、Gs、Gg——每m3水、水泥、砂、石的用量，kg；

Tw、Tc、Ts、Tg——水、水泥、砂、石的温度，℃；

Ps、Pg——砂石的含水率；

b——水的比热，kj/kg·K；

B——水的溶解热，kj/kg·K。

当骨料温度大于0℃时，b＝4.2，B＝0

当骨料温度水不大于0℃时，b＝2.10，B＝335

3.2 混凝土从搅拌机中倾出时的温度

式中：T1——混凝土从搅拌机中倾出时的温度，℃；

Td——搅拌棚内温度，℃。

3.3 混凝土经运输成型后的温度

式中：T2——混凝土经过运输成型后的温度，℃；

t——混凝土自运输至成型的时间，h；

n——混凝土倒运次数；

Tp——室外气温，℃；

a——温度损失系数(封闭式自卸汽车a＝0.1)。

3.4 混凝土因钢筋及模板吸热后的温度

式中：T3——混凝土因钢筋及模板吸热后的温度，℃；

Gm——1 m3混凝土的重量，kg；

Gn——与1 m3混凝土相接触的模板和钢筋的总重量，kg；

Cn——混凝土比热，取1 kJ/kg·K；

Cm——钢材比热，取0.48 kJ/kg·K；

Tm——模板钢筋的温度，即当时的大气温度，℃。

3.5 混凝土内部中心温度计算

假设龄期6 d，混凝土厚0.5 m。

取最大值则e-mt＝0

式中：W——每m3混凝土水泥用量，kg/m3；

Q——每kg水泥水化热量，461 kj/kg；

ρ——混凝土密度，取2 400 kg/m3；

t——混凝土龄期，d，t＝6。

式中：Tj——混凝土浇注温度，℃；

Tt——龄期t时混凝土绝热温度，℃；

ξ——不同浇注块厚度降温系数，ξ＝0.46。

3.6 混凝土表面温度计算

Tb(τ)——龄期τ混凝土表面温度，℃；

Tq——大气平均温度，℃；

H——混凝土计算厚度，m，H＝h+2h’；

h——混凝土实际厚度，m；

h’——混凝土虚厚度，m，h’＝Kλ/U；

λ——混凝土的导热系数，取2.33W/m·K；

K——计算折减系数，可取0.666；

U——模板及保温层的传热系数，W/K；

δi——各种保温材料的厚度，m；

λi——各种保温材料的导热系数，W/m·K；

Rw——外表面散热阻，可取0.043 m2K/W；

△T(τ)——龄期τ时混凝土内最高温度与外界气温之差，℃，△T(τ)＝Tmax-Tq。

通过热工计算，当室外平均气溫在0℃以下时，水加热到80℃，综合考虑到保温，保湿措施，棉毯外加剂的作用，混凝土强度可在3 d就能达到临界强度，能够保证混凝土达到设计要求。

4 结语

混凝土冬期施工中要严格按照《建筑工程冬期施工规程》中的规定进行，严把质量关，对混凝土施工的各个环节要严格监控，确保工程安全有效地进行，积极监测温度做好保温措施。

[1]JGJl04-97，建筑工程冬期施工规程[S].

[2]GB50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[3]刘秉京.混凝土技术[M].北京:人民交通出版社,1998.