混凝土冬季施工常见冻害及预防

李海江

【摘 要】 随着现代建筑施工对工期进度、原料质量稳定性、施工工效以及改善环境等因素的日益关注，泵送商品混凝土的使用突飞猛进，不仅在工业与民用建筑中占据绝对优势，并且在水利、交通等基础设施领域中的应用也越来越广泛。相比普通混凝土，泵送商品混凝土具有大坍落度、高砂率、较小粗骨料粒径等特点，这使其硬化后的收缩变形显著增加，更容易产生裂缝、孔洞等病害，尤其是在冬季施工中。由于冬季寒冷的气候条件以及施工工艺的特点，混凝土冬季施工造成的工程病害往往具有隐蔽性和滞后性，严重影响着整个工程的质量、进度与成本控制，因此，必须根据泵送商品混凝土的特点有针对性地进行防治。目前，有关泵送商品混凝土的病害问题已经越来越多地受到了业内技术人员的关注。

【关键词】 混凝土；泵送商品混凝土；冬季施工；病害

引言：

目前，全国各地普遍展开了混凝土冬季施工的技术攻关，并形成了对混凝土冬季施工冻害的有效预防措施，这在一定程度上缩短了工期，节约了成本.成为建筑行业发展的热点之一。本研究通过对混凝土冬季施工病害的分析，从技术的角度出发提出了防止混凝土低温冻害的观点，并通过做好施工前准备，施工中组织，施工技术运用，投资控制等措施，在防范冻害发生的基础上，将混凝土冬季施工技术进行深入分析。

一、冬季施工混凝土工程的基本原理

冬季气温下降时，在负温作用下，混凝土内部的水开始凝结成冰，逐渐由液相水变为固相水，参与水泥水化作用的水减少后，水化作用因缺水减慢，强度增长相应减慢，水凝结成冰以后，体积膨胀增长大约9%，所产生的冻胀应力使混凝土的内部结构遭到破坏而使强度降低，如果冻结成冰后在骨料和钢筋表面产生冰凌，减弱骨料和钢筋与水泥浆的粘结力，从而使混凝土物理力学性能发生改变，不足以保持原性能，不能满足图纸设计混凝土强度要求，还会降低混凝土的密实性和耐久性。混凝土强度的获得是由于水泥水化的作用，水泥的水化作用与水温度高低有关。在正温养护条件下，混凝土拌合物逐渐凝结，强度才能持续不断的增长，随着温度的升高，混凝土加快凝结至硬化，强度的增长速度加快。相反的混凝土遭受冻害，强度增长减慢或停止增长；若正温条件恢复，混凝土解冻后的強度仍能缓慢增长，但其强度有明显的降低。大量试验研究表明，混凝土受冻前有一个预养期，受冻前预养期越长，强度损失越小。在这个时期内，使混凝土获得一个不受冻害的最低强度，或者说是受冻前的某一初始强度值称为临界强度。当恢复正温养护后，混凝土强度仍会继续增长。

二、混凝土冬季施工常见冻害分析

1、混凝土表面脱皮

脱皮产生的主要原因是因为混凝土温度过低而产生的强度增长缓慢的现象，如果这时拆模过早会造成混凝土表面温度急剧下降，进而出现混凝土表面形成麻面，伴随水泥砂浆的粉状脱落。混凝土在冬季制备时没有达到规范的拌制强度，在振捣中振捣强度不足，抹面时温度下降过快也是产生混凝土表面脱皮的主要原因。

2、混凝土裂缝

冬季混凝土施工中裂缝主要有三种表现形式，从危害程度上可以分为：贯穿性裂缝、深层裂缝、表层裂缝。贯穿性裂缝直接破坏了混凝土的整体结构，是危害最为严重的类型。深层裂缝对于结构有部分断裂的效果，因此具有一定的危险性。表层裂缝危害程度较小，但是如果过于频繁出现也会引起较大的威胁。产生混凝土裂缝的原因主要有：冬季混凝土水化热积累形成温度阶梯，产生温度裂缝。冬季混凝土浇筑后干缩现象严重，产生干缩裂缝。

3、混凝土受冻

在冬季低温的状态下，混凝土中自由水迅速固化结冰，特别在混凝土初凝的早期，结晶的水会停止水泥的水化作用，同时结冰的水体会出现体积的膨胀，这会在混凝土内部形成裂隙的扩大，进而在微观上破坏了混凝土结构的整体性，造成混凝土各种问题的发生。

4、现浇板开裂渗漏严重

现浇板开裂渗漏，主要是因为拆模过早、养护期过短和过早堆放网架构件所致。过早拆模或仅仅用顶柱代替原支设模板，改变其受力状态，将导致早期裂缝的产生。另外，商品混凝土一般都掺加了适量的缓凝剂或者缓凝型减水剂以及粉煤灰，因此，初凝时间要比普通混凝土长很多。因早期强度低，所以过早的拆模并在其上堆载施工势必会导致裂缝的产生。加之商品混凝土的坍落度较普通混凝土要大得多，硬化后干缩变形显著，而板的表面积较大，水分蒸发速度较快，冬季浇注时板面覆盖不及时将极易产生干缩裂缝，这种裂缝往往是上下贯通的。根据GB50204-2002_2011版《混凝土结构工程施工及验收规范》的规定，当板结构跨度为2-8m和>8m时，在混凝土强度相应达到设计强度的75%和100%时方可拆除模板。

另外在现场还发现，混凝土浇筑时铺料方法不正确。为了减少接管次数，浇筑人员往往在某一处泵送相当数量的混凝土，同时用插入式振动棒使混凝土液化，使其自然流淌、摊铺，而不是人工用铁铲将混凝土摊铺均匀。人工铁铲摊铺势必造成混凝土骨料沉积，浆体外流，使浆体聚集区产生收缩裂缝的风险大大增加。

三、混凝土冬季施工常见冻害的预防措施

1、做好混凝土冬季施工的前期准备

工程人员和技术人员在进入低温季节开始就应密切关注温度的变化，及时判断进入冬季施工的时间。要在进入冬季施工的前一段时间展开对施工的准备工作，对人员、机械、材料、设备、物资进行充分的准备，同时展开冬季施工的技术交底和培训，提高全体人员冬季进行混凝土施工的能力和技术。

2、原材料质量控制

进场的各种原材料应根据规范规定，查验其出厂合格证、产品质量合格证等，重点控制好水泥的种类及质量。混凝土拌制前，应做好原材料的清洗、加热及保温等工作，搅拌用水和骨料加热温度应通过热工计算确定，水泥不得进行加热，应对其进行保温保存。

3、重点关注混凝土板的浇注

商品混凝土的大坍落度特性导致了干缩变形大，较自拌混凝土极易产生裂缝。针对板结构特性，建议分两次对表面进行处理，两次表面处理不但能够提高板的密实度还可以减少板面裂缝的产生。板的第二次表面处理要在混凝土终凝之前且表面不见明水时进行，这样才能将混凝土内部的水分排挤出一部分，从而减少干燥收缩变形量，避免裂缝的产生。

4、切实落实冬季混凝土的保温养护措施

在混凝土浇注以后，要及时进行覆盖养护，避免因水分蒸发过快而导致的体积收缩，同时降低混凝土板的温、湿梯度。养护时可先在混凝土表面用塑料薄膜封闭，再用保温棉毡进行覆盖，并安排专人定时看护测温。要向施工人员明确冬季施工的特殊性，严格按照相关规程确定养护时间和拆模时间，杜绝习惯性思维造成的随意施工。

5、混凝土拆模

拆模的迟早直接影响到混凝土质量和模板使用周转率。拆模时间应根据设计要求、气温和混凝土强度等级情况而定。对非承重模板，混凝土强度达到2.5MPa以上，其表面和棱角不因为拆模而损坏方可拆除。对承重模板达到规定的混凝土设计标号的百分率后才能拆模。

6、投资控制

混凝土冬季施工的投资控制应从规范与制度的完善做起。建设部、财政部印发的《建筑安装工程费用项目组成》中，没有明确规定冬季施工费用的计算方式，各省市及各行业对冬季施工费用计算的规定参差不齐，多以冬季或冬雨季施工增加费的方式出现，有些规定以定额直接工程费或人工费为计费基础，按照指定的固定费率计算整个项目的冬季施工增加费或冬雨季施工增加费，有些将冬季施工费用平均摊销至全年、按照规定的取费标准计取冬季施工增加费或冬雨季施工增加费。多数关于混凝土冬季施工费用的计算笼统而概括，使得建设单位难以对投资成本进行计算与控制，施工单位施工亦无固定依据，不利于工程的工期、质量与成本的控制。为保证质量、控制成本，施工前编制专项施工组织设计，预估冬季施工费，然后与地方规定的计取费用相比较，做到有的放矢。

为完善混凝土冬季施工费用控制管理，首先应制定完善的混凝土冬季施工工艺流程，而后，应针对不同施工阶段、施工工艺及养护方式等逐步制定具体、翔实的费用定额/计算规则；其次，对混凝土冬季施工的施工组织设计、技术交底与安全交底等资料进行完善，为混凝土冬季施工系统、有序地进行提供保障。工程具体实施过程中，应结合投资成本、施工地区与施工条件等选择合适的施工工艺与流程，编制合理的冬季施工方案与施工组织设计，对施工人员进行详细的混凝土冬季施工技术交底与安全交底，在保证工程质量的前提下，加快施工进度，节约投资成本。

四、结束语

混凝土冬季施工工程病害嚴重制约了整个工程的质量、进度与成本控制，混凝土受冻是混凝土冬季施工控制的重点和难点。因此，以防止混凝土受冻为中心，从施工前准备、施工组织设计编制、施工质量管理与控制、投资控制等几个方面对混凝土冬季施工进行系统化管理是十分必要的，其对控制工程质量、加快施工进度、节约投资成本具有十分重要的意义，是混凝土冬季施工管理未来发展的必然趋势。

参考文献：

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