浅谈冬期混凝土施工

武九城

（太原市市政工程管理处，山西太原030002）

浅谈冬期混凝土施工

武九城

（太原市市政工程管理处，山西太原030002）

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。在大体积混凝土中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响，因此，掌握温度应力的变化规律，对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

冬期；混凝土施工

1 混凝土冬期施工及其原理

1.1 温度与混凝土硬化的关系

温度的高低对混凝土的强度增长有很大的影响。在湿度合适的条件下，温度越高，水泥水化作用就越迅速、完全，混凝土硬化速度越快强度就越高。当然温度也不能过高，否则会使水泥颗粒表面迅速水化、结成外壳，阻止内部继续水化，造成假凝现象。当温度较低时，混凝土硬化速度变慢，强度也就越低。当温度低于-3℃时，混凝土中的水会结成冰，水泥颗粒不能和冰发生化学反应，水化作用几乎停止，强度也就无法增大。因此为确保混凝土结构工程质量，应采取冬期施工措施，并及时采取气温突然下降的防冻措施。

1.2 冻结对混凝土质量的影响

混凝土在初凝前或刚一初凝就遭到冻结，此时水泥来不及水化或刚开始水化，本身尚无强度，水泥受冻后处于“休眠”状态，恢复正常养护后，强度可以重新发展直到与未受冻时基本相同，没有什么强度损失。

若混凝土在初凝后，本身强度很小时遭到冻结，此时混凝土内部存在两种应力：一种是水泥水化作用产生的黏结力；另一种是混凝土内部的自由水冻结，体积膨胀8%~9%产生的冻胀应力。由于黏结力小于冻胀应力，很容易破坏刚形成的水泥石的内部结构，产生微裂，这些裂纹是不可逆的。加上冰溶化后形成的空隙，严重降低了混凝土的密度和耐久性。在混凝土解冻后，其强度虽然能继续增长，但混凝土强度也不可能达到原设计强度。若混凝土在达到某一强度值后才遭冻结，此时混凝土内部水化作用产生的黏结力足以抵抗自由水结冰产生的冻胀应力，解冻后强度还能继续增长，可达到原设计强度等级，对强度影响不大，只不过增长缓慢而已。因此为避免混凝土遭冻结带来的危害，必须使混凝土在受冻前达到一定强度值，通常称为混凝土冬期施工的临界强度值。临界强度值与水泥品种和混凝土强度等级有关。普通硅酸盐水泥拌合的混凝土为设计混凝土强度值的30%，矿渣硅酸盐水泥拌合的混凝土为40%，对C10及C10以下的混凝土不得小于5.0MPa。

2 冬期施工的工艺要求

2.1 混凝土材料的选择及要求

冬期施工混凝土拌合应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。水泥强度等级不应低于42.5级，最小水泥用量不宜少于300kg/m3水灰比，不应大于0.6，使用矿渣硅酸盐水泥宜采用蒸汽养护，使用其他品种水泥，应注意掺合材料对混凝土抗冻、抗渗性能的影响，掺用防冻剂的混凝土严禁使用高铝水泥。

冬期拌制的混凝土，宜使用无氯盐类抗冻剂。在钢筋混凝土中掺用无氯盐类抗冻剂时，氯盐量应严格控制，混凝土必须振捣密实，不宜采用蒸汽养护。

混凝土所用骨料必须清洁，不得含有冰、雪冻结物及易冻裂的矿物质。在掺用含有钾、钠离子防冻剂的混凝土中，不得含有活性材料。

2.2 混凝土材料的加热

冬期拌制混凝土时应优先采用加热水的方法，当水加热仍不能满足要求时，再对骨料加热。水及骨料的加热温度应根据热工计算确定，通常混凝土强度等级小于52.5级的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，拌合水最高温度为80℃，骨料加热温度最高为60℃；混凝土强度等级大于52.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥拌和水最高温度为60℃，骨料加热温度最高为40℃。

2.3 混凝土的搅拌

搅拌前应用热水冲洗搅拌机，搅拌时间转常温延长50%。投料顺序为先投热骨料和已加热的水，然后再投入水泥。水泥不应与80℃以上的水直接接触，避免水泥假凝。混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃，对拌和好的混凝土应经常检查其温度和和易性，若有较大差异，应检查材料加热温度和骨料含水率是否有误，并及时调整，在运输过程中要防止混凝土热量的散失和冻结。

2.4 混凝土的浇筑

混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢，并不得在冻胀性地基土上浇筑混凝土，当在弱冻胀性地基土上浇筑混凝土时，基土不得遭冻；当在非冻胀性地基土上浇筑混凝土时，混凝土在受冻前，其抗压强度不能低于临界强度。

分层浇筑大体积混凝土结构时，已浇筑层的混凝土温度在被上一层混凝土覆盖前，不得低于按热工计算的温度，且不低于2℃。

3 混凝土的冬期养护

混凝土冬期养护方法有蓄热法、蒸汽加热法、电热法、暖棚法及掺外加剂法。无论采用什么方法均应保证混凝土在冻结前，至少应达到临界强度。

3.1 蓄热法

是以保温材料覆盖减少混凝土温度损失，利用砼热量和水泥水化热，使混凝土砼强度增长达到受冻临界强度的养护方法。

蓄热法具有施工简单、不需外加热源、节能、冬期施工费用低等特点。因此，在混凝土冬期施工时应优先考虑。当只有确定蓄热法不能满足要求时才考虑其他方法。

蓄热法养护有3个基本要素：混凝土入模温度、维护层的总传热系数、水泥水化热值。应通过热工计算调整以上3个要素，使混凝土在冷却到0℃时，强度能达到临界强度的要求。

采用蓄热法时，宜用强度等级高、水化热大的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，掺用早强剂，适当提高混凝土入模温度，外部早期短时加热，同时选用热传导系数小、低价的保温材料，如草帘、草袋、锯末及炉渣等。

3.2 蒸汽养护法

蒸汽养护分为湿热养护和干热养护。湿热养护是让蒸汽直接与混凝土接触，利用蒸汽作用来养护混凝土。而干热养护是将蒸汽作为热载体，通过某种形式的散热器，将热量传导给混凝土使其升温。

3.3 电热法

电热法是以通过电源，使电能转化为热能，产生热量对混凝土进行加热。

3.4 暖棚法

暖棚法是在所要养护的构件周围采用保温材料搭起暖棚，棚内设置热源，以维持棚内的正常温度环境，使混凝土浇筑和养护如同在常温中一样。暖棚搭设需大量的材料和人工，能耗大，费用较大，适用于小型而混凝土集中的工程。采用暖棚法时，棚内温度不得低于5℃，并保证混凝土表面湿润。

以上几种混凝土养护方法都有一定的不足之处，其适用范围都受一定条件环境的制约，因此要根据具体情况具体分析采取不同的养护方法，保证冬期施工质量而不浪费20%～40%的施工季节，使混凝土工程质量有所提高，质量事故有所下降。

Discusses the Winter Time Concrete Construction

Wu Jiucheng

The concreteshold the importantposition in themodern engineering construction.Inmass concrete，the temperature change has the remarkable notallow to neglect influence to the structure stress condition，therefore，grasps the temperature stress the change rule，regarding carries on the reasonable structuraldesign and the construction greatimportance.

winter time；concrete construction

TU528.1

A

1000-8136(2011)05-0038-02