冬季水泥混凝土道路施工养护

岳 鹏

(开封市恒通市政工程有限公司，开封 475001)

冬季水泥混凝土道路施工养护

岳 鹏

(开封市恒通市政工程有限公司，开封 475001)

近年来，在社会经济不断进步的背景下，我国加快了城市建设。技术的进步，使得水泥混凝土成为我国道路施工建设的主要材料。这种材料和技术是对传统道路建设手段的革新，然而它也存在着一定的不足，即受气候因素影响严重。加强对水泥混凝土不同季节情况下的施工养护研究，对于促进路面建设和我国城市建设具有重要意义。本文将从冬季水泥混凝土道路施工养护角度出发，具体讨论混凝土的冻害及其成因，并在实践基础上总结水泥混凝土的防冻措施。

冬季；水泥混凝土；道路施工养护

前言：在社会经济不断进步的背景下，我国的道路建设技术取得了较大的进步。近年来，城市发展速度加快，道路的建设有时不得不违反季节的限制性因素进行，冬季水泥混凝土道路施工成为常见现象。因此，相关部门及专家有必要加强对养护问题的研究，促使城市建设更加顺利，从而促进国家的发展。薄壁结构是这种道路面板的主要特点，同传统的技术相比，它拥有更大的体积，需要更大的占地面积，因此通过加热原料来防止其受冻的传统方式已经不再适用，现阶段要想促进我国道路建设技术的不断进步，加强对冬季水泥混凝土道路施工养护问题的研究具有重要意义。

一、冬季水泥混凝土道路产生冻害的原因

在水化作用下，混凝土的强度有明显增长的特点，因此在气温高于五摄氏度的条件下更适合应用其进行道路建设。如果在冬季施工，混凝土中的水分就会结冰，这样一来，混凝土的强度就会下降。并且由于结冰，水的体积瞬间增大，将严重破坏混凝土的结构，导致其变得松散。所以，正常状况下，一旦气温降到零下五摄氏度以后，就不能够继续进行道路建设，而如果气温尚未低于零下五摄氏度，可以在一定程度上的防护下进行施工[1]。

二、混凝土冻害相关影响因素

（一）内部与外部因素

气温较低情况下，导致混凝土容易遭到冻害的原因很多，其中内部因素指的是混凝土自身的质量问题，其中包括水分与灰的比例、配合率、水泥、骨料等；而外部因素指的是道路建设的施工环境问题，其中包括空气湿润条件、冻融速度与温度等[2]。

（二）施工因素

在进行道路建设的过程中，混凝土出现冻害，不仅受其内在性质和外界环境的影响，还与施工过程中各项人为因素息息相关。例如，人为的造成配合比例的失调、拌合和浇捣过程中技术失误以及相关的养护不足等。种种因素共同影响着混凝土冻害的程度及严重性。具体分析其原因可以发现，首先，较低的设计抗冻标号。该指标对于混凝土抗冻能力的标准具有重要意义。在现阶段的施工条件下，施工人员通常会忽略掉冻融破坏因素，在不确定该指标的具体数值情况下就开始进行建设工作；其次，材料品质问题。施工过程中，考察混凝土是否能够具有较高的能力来抵抗冻融现象，与其自身的材料品质及抗冻性能具有较大的关系，同时，施工过程中如果需要混凝土拥有较高的抗冻性，那么提高抗冻标号提高就要靠添加加气剂来完成；再次，施工与养生过程中，影响混凝土抗冻性能的主要因素是不严格的配合比例、过大的水灰比例、不均匀的人工搅拌、不密实的振捣和滋润养生遭到忽视等因素。值得注意的是，混凝土的受冻如果产生在养生初期，那么它的抗冻融破坏能力将会大幅度下降[3]。

三、防冻措施

在冬季道路施工过程中，加强对施工和养生过程的控制，对于混凝土抗冻水平的提高具有重要作用，其中，质量控制最为关键。在综合考虑混凝土相关冻害影响因素的条件下，应重点从加强原材料选择、配合比、浇筑和养生阶段着手来提高养护工作效率。

（一）科学选择原材料

1. 适用抗冻能力更高的水泥

水泥的选择过程中，要以其抗冻性为标准，抗冻性越高越好。在我国现阶段生产的水泥当中，其抗冻性高低各有不同，其中抗冻性能最强的是硅酸盐水泥，最差的是粉煤灰硅酸盐水泥。因此，硅酸盐水泥成为冬季道路施工过程中必不可少的原材料[4]。

2. 添加外加剂

大部分情况下，添加外加剂对于混凝土抗冻能力的提升具有明显作用。添加时，要根据水泥的重量按照百分比来计算。如加气剂应该以最高万分之一的比例计算；减水剂应在最高百分之一以内；防冻剂的最高比例是百分之五等[5]。

（二）合理的混凝土配合比例

混凝土的配合比和水灰比是否合理，对于提高混凝土的抗冻能力具有重要作用。其中还要充分考虑混凝土中空气的含量以及它所包含的最优砂率。而所有的影响因素当中，水灰比的影响较大。混凝土在发生水化作用时，它的水分重量只占水泥总重量的最高百分之三十。然而，通常在施工过程中都要充分考虑到施工的和易性，因此要不断加大水量，甚至水量可以在百分之七十以上。大大增加的水量远远超出了水化反应的需求，这样一来，水分就以游离的形式包含在混凝土内，这些游离水，会导致孔隙的增加，这样就会降低混凝土的密度，也因此导致混凝冻抗冻性减弱。当温度低到一定程度以后，就会结冰，道路施工过程中就无法进行混凝士抹面作业。冬季水泥混凝土道路施工过程中，砂率的掌握至关重要。并且，水灰比例应该在0.6以内[6]。

（三）浇筑混凝土

首先，冬季水泥混凝土道路施工的养护，应尽量充分的搅拌混凝土，促使其更加均匀透彻，由此更能够提高其抗冻能力。在技术不断进步的背景下，机械搅拌成为现阶段混凝土搅拌的重要手段，它能够促使混凝土经过搅拌以后，变得颜色一致，更加均匀。同时，浇捣工作也应当更加注意，过振或漏振都很容易造成混凝土抗冻能力的下降，还会出现分层离析泌水现象。这一现象的产生，就要耗费更多的人力和物力来将其进行排除，只有这样才能够保护混凝土的整体结构。不使其抗冻能力受到影响。此外，还需要采用封闭式料斗进行混凝土的搅拌。而采用的料斗本身容量不宜过小，从而避免因材料倒运而损失热量。同时，料斗中需要具有保温构造，以便进一步确保混凝土的温度。

其次，加热原材料。这一工作应当在搅拌混凝土之前进行。加热水和粒料对于提高混凝土的抗冻性能具有重要作用。一般情况下，会采取加热水的方法，同粒加热相比，这种方法更加简单方便。混凝土搅拌过程中，将水加热至最高八十五摄氏度。也可以将二者同时加热至最高其实摄氏度，并且要确保混凝士在搅拌过程中拥有低于四十摄氏度的温度，摊铺后的温度要高于二十摄氏度。受这种情况的影响，混凝土应在近距离内进行运输，否则会使混凝土在途中就冷却下来。因此，要在搅拌混凝土之前就准备好运输及各种仪器。同时，需要在浇筑前将模板钢筋上的冰雪污垢清扫干净。而当混凝土入模后，要能够及时的将其进行振捣、整平、抹面，以确保混凝土能够在较高抗冻性能下进行道路建设。

（四）混凝土道路施工的冬季养护

就实际情况而言，在混凝土道路施工的整个过程，都需要采用相应的冬季养护工艺降低水泥混凝土搅拌、运输、浇筑和养护过程的热量损失。

在冬季气温处在0℃以下时，需要采取正温养护工艺使水泥混凝土在浇筑后保持一段时间的正温。而在混凝土逐渐硬化，并具有一定的早期抗冻能力后，则可以使温度冷却至0℃以下。而这种工艺的基本做法就是对原材料进行加热，并对搅拌站和运输工具进行适当保温。而在必要的情况下，则需要进行钢模板和施工缝处的水泥混凝土的加热，继而使混凝土经过搅拌和浇筑后仍具有一定的正温度。此外，除了在暖棚内进行水泥混凝土的浇筑，还需要在结构物周围采取保温材料维护，以便进行能源的节约，并进行混凝土的硬化加速。而需要注意的是，虽然水泥混凝土的正温养护工艺本身的温度不会超过30℃。但在采取人工加热时，仍然要确保混凝土的温度不超过80℃[7]。最后，在完成振捣实工作后，则需要立即用塑料薄膜覆盖在裸露的混凝土表面，从而防止水泥混凝土脱水，并且避免保温材料吸水。而在养护结束后，则需要进行保温层和模板的拆除，并确保构件中心与表面与环境气温相差不超过20 ℃。就目前来看，常用的水泥混凝土正温养护工艺有蓄热法、暖棚法、电热法和蒸汽加热法。

在进行冬季水泥混凝土道路施工时，还可以采取负温养护工艺进行混凝土的养护。具体来讲，就是进行原材料的预先加热，并使水泥混凝土浇筑完毕的温度在5℃以上。而在搅拌的过程中，则需要进行防冻剂的添加。在浇筑完成后，则需要利用塑料薄膜进行水泥混凝土表面的保护，从而避免材料脱水或受到霜雪的侵袭。而在这一过程中，如果环境气温与防冻剂规定温度始终保持一致，掺有防冻剂的水泥混凝土将不会遭受冰害[8]。此外，根据负温配合比的设计原则，水泥混凝土经负温养护后不仅需要达成工程设计的各方面质量要求，自身的耐久性还要不低于常温施工所具有的水平。同时，配合比的设计还要遵循经济合理的原则，并且具有一定的可操作性，继而满足水泥混凝土道路施工的多方面要求。

就实际情况而言，在进行水泥混凝土道路施工时，还可以进行综合养护工艺的运用。具体来讲，就是在水泥混凝土搅拌的过程中进行少量的防冻剂的添加，并进行材料的预先加热。而在此基础上，则要对搅拌站和运输工具进行适当保温，从而保证水泥混凝土在搅拌厚度温度达到10℃以上。而在构件的断面尺寸小于300毫米时，混凝土的温度则需要达到13℃以上。在混凝土浇筑完成后，需要利用人工加热或蓄热保温等方式使混凝土在1到1.5d之间处在正温养护阶段。而在混凝土终凝后，则可以使混凝土的温度下降至0℃以下，并逐渐与环境气温相平衡。此时，虽然水泥混凝土的强度不高，但是依靠防冻剂的功效，仍然可以在负温中硬化[9]。相较于负温养护工艺，综合养护工艺只需要掺少量的防冻剂，并且水泥混凝土的强度增长较快。而相较于正温养护，综合养护工艺的能耗较少，具有更好的技术经济效果。因此，自混凝土浇筑起 6天的时间里，如果平均气温不低于零下10℃，就可以优先采用综合养护工艺。

结论：近年来，我国经济得到快速发展，在这种情况下，人们对于城市建设的要求越来越高。而道路建设是城市建设的重要内容之一，它决定着城市的交通规划是否能够顺利进行。在这种情况下，道路建设有时会在不适合建设的时节开工。现阶段先进的道路建设是以水泥混凝土为主要材料的，这一材料在冬季施工过程中，由于温度过低，会出现混凝土抗冻能力下降的现象。因此我们应从材料选择、混凝土配合比和混凝土的浇筑等问题上加强分析，采用各种手段，有针对性的促使施工养护工作更加完善，促进我国道路建设技术的进步，提高道路建设质量。

[1]樊寅. 多年冻土地区水泥混凝土路面破坏模式及结构可靠度研究[D].长安大学,2012.

[2]李镇. 重载交通水泥混凝土路面结构设计与施工关键技术研究[D].长安大学,2012.

[3]廉向东. 湿热地区水泥混凝土路面基层性能评价与路面结构协调设计[D].长安大学,2012.

[4]杨旭东. 湿热地区水泥混凝土路面沥青加铺层结构与材料研究[D].长安大学,2012.

[5]王晨. 普通水泥混凝土路面使用性能评定与养护维修技术研究[D].长沙理工大学,2013.

[6]雷毅. 水泥混凝土路面快速修补用聚合物改性水泥基材料的研究[D].湖南大学,2014.

[7]刘春龙,朱瑞强. 浅谈寒冷地区水泥混凝土路面的施工养护技术[J]. 黑龙江科技信息,2011,30:304.

[8]于蕾,张金喜. 水泥混凝土路面施工养护措施的可行性及有效性[J]. 北京工业大学学报,2012,02:213-218+274.

[9]吴道航. 道路施工中水泥混凝土路面的灌缝及养护工作[J]. 河南科技,2010,12:53+55.

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