浅谈建筑工程混凝土冬期施工需要注意的一些问题

2015-01-26海军工程质量监督山珊

中国建设信息化 2015年14期

文｜海军工程质量监督山珊

1.引言

目前，随着工程建设对质量要求不断提高，在冬期施工时，大多数项目采取的措施是到位的，工程质量是可以保证的。但也有一些工程项目由于质量意识淡薄，忽视了冬期施工的特点，冬期施工措施还不够到位，冬施过程中存在一些问题，如：没有编制冬期施工方案，混凝土试块未按规定留置和养护，冬施混凝土保温养护、测温措施落实不到位，还有个别工程甚至发生了结构混凝土受冻现象。在混凝土进入冬期施工后很容易造成混凝土质量事故发生。

2.混凝土受冻机理及冬期施工的特点

《建筑工程冬期施工规程》（JGJ/T 104-2011）规定：根据当地多年气温资料统计，室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即进入冬期施工。作者认为如果当日最低气温低于0℃时，也可认为进入冬期施工。冬期施工时，温度每降低1℃水泥的水化速度就要降低5%～7%，混凝土强度增长慢。当温度降至0℃以下时，混凝土中水分开始结冰，水泥水化作用基本停止，混凝土强度增长不明显，且会产生冰胀应力，使早期水泥石结构内部出现细微裂缝，降低了混凝土和钢筋之间的粘结力，从而影响混凝土构件的质量。

混凝土在负温下的受冻模式有四种，其受冻机理分别如下：

2.1 初龄受冻

混凝土在浇筑后、初凝前（按3.5小时计算）或刚刚初凝就受冻害。出现这种情况后，由于冻结温度低，冻结快，混凝土中的水分在受冻时基本没有转移，水泥来不及水化，冻前强度等于零。混凝土受冻后处于“休眠”状态，恢复正常温度后，强度可以重新发展，最后达到设计强度，基本没有强度损失。

2.2 幼龄受冻

指新浇筑的混凝土初凝后，在水泥水化的胶凝期间受冻。其特点是冻结温度比初龄受冻高0～5℃，冻结缓慢，而缓慢受冻是造成水分转移的最良好条件，混凝土中水分在冻结期间发生转移，大量水分向低温区和骨料表面迁移，最终在骨料周围形成冰聚体和冰薄膜；当转入正常温度后，混凝土内水泥石与骨料之间形成了相对较大的空隙。这种冻结可使混凝土最终强度损失20～40%,，其强度损失的大小，主要取决于水分移动的程度，冬期混凝土施工，就是要尽全力避免这种受冻模式。

2.3 成龄受冻

混凝土强度已达到能抵抗受冻破坏的强度，强度损失一般不超过5%，耐久性也不受影响。从节约混凝土冬期施工费用及节能出发，这种受冻模式规范是允许的。

2.4 硬化完成后受冻

即混凝土达到设计强度后才受冻，其破坏机理是冰晶的膨胀压力起主要作用。

3.混凝土冬期施工应注意的问题

3.1 施工方案的编制

冬期施工方案是指由施工单位编制、报经监理单位审批后实施的冬期施工指导性文件。冬期施工方案编制方面存在的主要问题有：不按规定编制冬期施工方案，或者虽然编制了冬期施工方案但未经监理审批，冬期施工方案针对性和操作性不强等。造成上述问题的主要原因是有的施工单位对冬期施工认识存在误区，认为冬期施工只涉及混凝土、砌体等湿作业防冻和保温养护，对冬期施工重视不够。事实上，冬期施工涉及土方、地基与基础、砌筑、钢筋、混凝土、屋面保温及防水、装饰、钢结构及越冬工程的维护等多个分部、分项工程和工序等，是一个系统工程。凡是施工过程和工程质量受冬季气温变化和低温影响的施工项目，均要考虑冬期施工。

综上所述，冬期施工前，施工单位必须结合工程的实际情况，编制有针对性、可操作性的施工方案。冬期施工方案要做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，要尽量缩短工期，减少能源消耗。冬期施工方案应包括：施工周期、施工程序方法、现场布置、设备材料及能源供应计划、安全防火措施、测温及质量检查制度等。冬期施工方案编制完成后，应按程序施工单位技术负责人审核，报监理审批，然后按方案实施。

3.2 冬期施工混凝土试块的留置与养护

混凝土试块是混凝土强度试验、统计、评定和验收的要件，还是确定临界强度、拆模强度等的重要依据，特别是对于冬期施工更为重要。因此，冬期施工中一定要重视混凝土试块的留置和养护工作，不仅要留够试块的组数，还要按规定对试块进行养护。有些工程进入冬期施工后，仍按常温施工条件留置试块，特别是同条件试块留置组数不足，给后期施工、混凝土实体检验和质量问题的处理造成了困难。一般情况下，除了留置常温施工所需的试块外，还要特别注意留置以下两种与冬期施工相关的同条件养护试块。

3.2.1 确定受冻临界强度所需的同条件养护试块

冬期施工中浇筑的混凝土在受冻以前必须达到的最低强度称为混凝土受冻临界强度。为了确定是否达到受冻临界强度，每个检验批、不同强度等级的混凝土必须留置一组同条件养护试块，只有当同条件养护试块强度达到规范规定的临界强度时，保温养护措施才能停止。需要特别注意的是，有的工程采取了“综合蓄热”等保温措施，此时，同条件养护试块拆模后，要放置在靠近临近建筑结构构件的位置，采取同条件的“综合蓄热”等保温养护方法，即，同条件试块要和相应结构构件在相同的温、湿度和“雨雪风霜”环境条件中进行养护。

3.2.2 检验混凝土抗冻、抗渗能力所需的同条件养护转标准养护试块。冬期施工中，为了提高混凝土的抗冻能力，一般都要添加抗冻剂，还有的工程混凝土本身就有抗冻、抗渗方面的要求，为了检验混凝土的抗冻、抗渗能力，需要至少留置一组试块与工程同条件养护28d，再标准养护28d后进行抗冻或抗渗试验。

3.3 冬期施工混凝土测温

在冬期施工中，混凝土测温主要是为了监控浇注混凝土后早期的养护状态和质量，确定临界强度的试压时机以及推算混凝土的早期强度，此过程非常重要，是必须采取的检验措施。冬期施工混凝土测温方面存在的问题主要有：测温制度不健全，测温孔留置的位置、数量不符合要求，测温操作不规范，测温记录不能真实反映混凝土实体温度等。

冬期施工混凝土测温应注意以下几点：

3.3.1 设置合理测温点

在有代表性的结构部位和温度变化大、易冷却的部位设置测温孔。当采用“蓄热法”养护时，应在设置在易于散热的部位；当采用“加热法”养护时，应分别设置在离热源不同部位；当采用“暖棚法”施工时，在离地面50cm高度处必须设点；大体积结构应在表面及内部分别设置。测温孔孔深为10-15cm，也可为板厚的1/2或墙厚的1/2。对结构构件的梁、板、柱、墙等，布设的测温点应不少于该批次浇筑典型构件的25%，并且点位布置应当灵活，既能反映最不利情况下的混凝土养护温度（如墙、柱上表面等），也能反映该批次混凝土平均养护温度；室内二次结构、地面混凝土等，当不掺用抗冻剂时，布设的测点应不少于该批次浇筑典型构件的50%，掺用抗冻剂时为10%，且不少于6个。全部测温孔、点均应编号，绘制布置图，并在结构实体对应位置做出明显标识

3.3.2 测温操作要规范

测温前要检查温度计是否正常，温度计插入测温孔后，用保温隔热材料塞住孔口四周，将温度计留置在孔内3-5min。特别说明的是，室外温度低的情况下，温度计读数要迅速、准确，以避免视差、时差，不要使头、手或灯头接近温度计下端。找到温度计水银柱顶点后，先读小数、后读大数，以免误读。读数同时，将测温孔用保温材料按原样覆盖好，把标志旗插入测孔内。测量结果要填入《测温记录》，保证数据要真实准确。测温人员应同时检查覆盖保温情况，还应了解结构混凝土的浇筑日期、要求温度、养护期限等，若发现混凝土温度有过高或过低现象，应立即通知有关人员，及时采取有效措施。

3.3.3 确定测温项目内容

室外气温和环境温度，每昼夜至少监测1次，以及最高、最低气温；如果工程采用现场拌制混凝土，那么水、水泥、砂、石及外加剂溶液温度，均需测量；如果采用预拌混凝土，混凝土出罐、浇筑、入模温度，每一工作班不少于1次；特别说明，对于预拌混凝土，必须与商品混凝土厂联系，要求其加大水、水泥、砂、石及外加剂溶液的温度控制。对于混凝土养护温度的测量，当蓄热养护时，从入模开始到混凝土到受冻临界强度、混凝土温度降到0℃或设计温度以前，每四小时应测量一次；采用掺防冻剂的无覆盖养护法，在强度达到受冻临界强度以前每二小时测定一次，并在强度达到受冻临界强度以后延续测温不少于48h；暖棚法施工时，每昼夜测温不应少于4次。

4.受冻混凝土的鉴别和处理

从笔者所参与的工程质量监督来看，冬期施工主要避免的是幼龄受冻。判断混凝土是否幼龄受冻，最简单的办法是观察混凝土表面是否有放射状的花纹。此外，混凝土表面还会出现螺旋纹、颜色发白等现象，骨料边缘和底面有化石似的冰晶体，易碎，这样的情况会导致混凝土与钢筋粘结力大大降低，内部有较多大孔隙。混凝土发生幼龄受冻时，最稳妥的处理方法是待混凝土终凝后把局部受冻的混凝土砸掉，清理接茬部位，用高标号混凝土填补，严重时必须将整个结构构件拆除重新浇筑。当混凝土受冻初期处理不及时，致使混凝土因幼龄受达不到设计强度时，必须按规范要求采取设计复核、返修加固等措施处理。