谈混凝土冬期施工质量控制注意事项

苏 可

(中铁二十五局集团第三工程有限公司，湖南 长沙 412000)

谈混凝土冬期施工质量控制注意事项

苏 可

(中铁二十五局集团第三工程有限公司，湖南 长沙 412000)

鉴于混凝土是质量控制的重要内容，对新建铁路太原至中卫(银川)线冬期施工混凝土的质量控制措施进行了研究，并结合施工过程中的配合比、温度、养护、浇筑等各重要影响环节详述了质控的注意事项，为后续和相关施工提供参考。

混凝土，质量控制，冬期施工，温度措施

0 引言

混凝土冬期施工安全，质量风险大，施工效率低，成本投入高，同时质量问题(事故)具有隐蔽性、滞后性，稍有不慎就会造成经济损失和影响结构的安全使用功能。在负温度条件下，混凝土中的孔隙水结冰，体积膨胀，当混凝土强度不足以抵抗孔隙水结冰所产生的膨胀应力时，混凝土结构就会因冻胀而遭到破坏。因而混凝土冬期施工质量控制主要是采取有效的保温技术和保温措施，确保混凝土不受冻；同时需注重其细节问题(注意事项)，这些往往是施组或标准没有明确要求的，需要靠现场不断积累和收集。

1 加强对原材料的检验和保管

合格的原材料是保证混凝土质量的基础。加强原材料检测，并增加检测频次。

1)天然砂按每天进场的不足一批也作为一批计，每进场一批抽检一批。重点检验其含泥量不超标，同时抽查其含水量，含水量过大卸料后料堆易冻结或结块。

2)粉煤灰重点控制其烧失量，每车抽样对比其颜色的深浅，当颜色发黑时应立即测定其烧失量，烧失量指标控制在5%以内，粉煤灰烧失量指标对混凝土的强度影响较大。

3)砂、石料堆采用防雨布覆盖储存；使用区粗骨料采用防风防雨顶棚，细骨料采用地暖棚即下设地暖(钢板下焊接地暖钢管，利用蒸汽锅炉热水循环)，上设顶棚，根据温度高低隔分为三个仓(即预热仓、加热仓、保温仓)并按计划浇筑量提前将砂转入地暖棚中预温。

4)冬期施工水泥优先选用普通硅酸盐水泥，水泥标号采用不低于42.5号。

2 调整混凝土配合比和投料顺序

1)冬期施工期间，重新进行配合比选定试验，并检测其抗冻性。对各种强度混凝土配合比进行选定或调整，在保持胶凝材料总量不变的前提下，增加15 kg/m3～20 kg/m3左右的水泥，相应减少一定数量的粉煤灰和矿粉，以增加混凝土早期水化热。

2)在满足混凝土工作性能前提下，适当减少拌和用水量，尽量选用坍落度设计允许值的下限，以利早期强度。

3)注意投料顺序：当拌和水加热到40 ℃以上时，为防止水泥产生急凝或假凝现象影响混凝土质量，需先投入骨料和水进行搅拌降温后再投入粉料和外加剂拌匀。

3 控制原材料的入机温度和混凝土拌和物出机温度

1)施工前，按自然环境温度段分别对混凝土原材料中的水和砂进行加热(水洗砂易结冻)，并假定其余材料温度为环境温度，进行热工计算求取参数，供施工参考。施工过程中，可根据实测环境温度、水及砂的温度与拌和物的出机温度来调整水和砂的加热温度，以满足混凝土拌和物出机温度不低于10 ℃的技术要求。

2)水的加热温度不宜高于80 ℃，砂的加热温度不应高于60 ℃。施工过程监测发现，在环境温度为-22 ℃时，混凝土运至工地，入模温度达+9 ℃，此时拌和水只需加热至+50 ℃，砂为+7 ℃时就能满足。

3)施工中搅拌站需设专人每2 h对水、砂、混凝土出机温度进行测量记录，并由记录人、搅拌站负责人签字以保证出站混凝土批次温度波动小，工作性能稳定，并对温度记录表中所有数据的真实性、准确性负责。

4 混凝土浇筑

1)混凝土入模前应测量混凝土的温度，最低不应低于5 ℃，现场技术人员将其测量温度记入“检验批”。

2)混凝土的入模温度宜根据环境温度，构筑物表面系数(冷却面积和体积的比值)进行调整。表面系数大于6 m-1的取5 ℃～15 ℃，表面系数不大于6 m-1时取5 ℃～10 ℃，环境温度低于-15 ℃时取高值，以此类推。

5 混凝土养护

1)冬期混凝土养护温度与强度增长关系。

采用保暖棚内加火炉的方式对墩台养护，抗压强度达到设计强度的30%前，混凝土均不得受冻。跨综合通道特大桥0号墩(左侧)、1号墩(左侧)，货联左线特大桥14号墩在棚内5 ℃，10 ℃，15 ℃温度下的强度增长，采用同条件养护试件的分时段试验强度统计分析，见图1。

2)冬期施工混凝土早期受冻对强度的影响。

试验表明，混凝土终凝前(浇后3 h～6 h)遭遇冻害，开冻后后期强度要损失50%以上，凝结后2 d～3 d遭冻，强度损失15%～20%，详见图2。

由此可以看出混凝土养护在冬季施工中至关重要，因此保温养护的原则是：确保混凝土强度达到设计强度的40%之前不得受冻。养护过程控制中注意事项是：升温降温速度不能太快；混凝土芯部与表面温度、表面与环境温度之差不宜过大(温差不大于20 ℃)。

3)具体方法。

a.水下桩基混凝土，浇筑完成后，填埋无圬工孔口，可不另施加冬养措施。

b.承台、基础垫层、底板，应优先采用蓄热法进行养护较为经济。

当混凝土浇筑成型后应立即防寒蓄热保温，具体做法是：在混凝土表面铺一层塑料薄膜，薄膜应遮盖严密，防止混凝土水分损失。

在薄膜上覆盖棉毡和草帘，覆盖的层数或厚度以混凝土表面温度在降到0 ℃之前达到设计强度的40%为准(薄膜以上所有的覆盖物在养护龄期内必须保持干燥)。现场测试：承台表面覆盖两层草帘加一层棉毡，封闭后不加外热源，也可满足要求。

当环境温度为-11 ℃时，混凝土表面温度+8 ℃，中心温度+22 ℃，非大体积混凝土构筑物需加外热源，同时覆盖。

c.墩台身、框架、涵洞主体采用暖棚法进行养护，棚壁材料可选用防水棉毡。

对于整体浇筑表面系数不小于6 m-1的结构，升温速度不得大于15 ℃/h，浇筑表面系数小于6 m-1的结构，升温速度不得大于10 ℃/h。实际操作中控制升温速度不大于10 ℃/h，能确保结构质量安全。

4)温度及温差控制。

a.不论采用何种养护方法，在养护期内对于浇筑表面系数不大于6 m-1的结构(如墩台身、框架涵洞底板、承台)应每2 h测定一次内部温度与表面温度之差。

b.内部温度测温孔应埋设于距离混凝土边缘不小于50 cm处，每结构部位不少于4处，测量孔采用直径20 mm金属管，埋置长度不小于500 mm为宜，为保证孔内温度与混凝土温度一致，将温度计栓线放入孔内并灌水，用软木或橡皮塞塞住孔口，测温孔应编号交底于记录人员，观测时提上来读数并记录(温度计需留置3 min以上)。

c.表面温度的测量可采用红外线测温仪直接测定(测点不一误差较大)，也可在距混凝土表面不大于100 mm处预埋直径20 mm金属管测定。

d.控制内部温度与表面温度之差不大于20 ℃，若达不到此要求，应及时采取措施，若采用蓄热法，应增加覆盖层数或厚度增加保温。若采用暖棚法，应增加暖棚内的温度。

e.暖棚内各部位的温度差应控制在5 ℃以内，当采用煤炉加热时所产生的二氧化碳会加速混凝土结构物表面的碳化，在封闭的棚内碳化程度将比室外高出数倍，这样会影响混凝土的耐久性，因此暖棚内应每天至少换气两次或用排气管将烟气排至棚外。为避免模板缝隙间的混凝土因干燥而失水，暖棚内地面应经常洒水保持湿润，同时在煤炉上放置一盆水以增加暖棚内空气的湿度。

6 结语

文中对原“施组”中混凝土不受冻强度及温差有关规定进行了修改：

1)关于混凝土强度达到设计强度40%之前不得受冻的说明：来源于2010年12月8日实施的TB 10424—2010铁路混凝土工程施工质量验收标准和《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设[2010]241号文规定；原施组中规定为30%之前不得受冻，因标准更新而废止。

2)关于混凝土芯部温度与表面温度之差、表面温度与环境温度之差不宜大于20 ℃(轨道板、梁体混凝土不宜大于15 ℃)的说明：来源于TB 10424—2010铁路混凝土工程施工质量验收标准规定，原施组中规定温差不大于15 ℃来源于TB/T 3043—2005预制后张法预应力混凝土铁路简支T梁技术条件中蒸养的规定，与现场养护方法不符。

通过2012年和2013年在新建铁路太原至中卫(银川)线混凝土的冬期施工，得到了混凝土拌和物出机温度控制参数，基本找出了冬期混凝土养护温度与强度增长的曲线关系，取得了开冻后混凝土后期强度损失值(终凝前不同时间段遭遇冻害)，具体预防性措施和温控措施得到有效执行，积累了宝贵的冬期施工经验。“百年大计，质量第一”，参建各方都必须从各方面对工程质量引起重视。要想提高冬期施工期间混凝土工程施工质量，除需施工单位制定科学合理的技术方案和严格过程控制外，还需落实细节问题和控制关键点，健全和完善质量保证体系及工序检查制度，并充分发挥业主、监理、政府监督机构的质量管理职能和责任。

[1] 谢永江，陈肇元，倪光斌，等.TZ 210—2005，铁路混凝土工程施工技术指南[Z].北京：铁道科学研究院，2005.

[2] 王 金，薛吉岗,谢永江，等.TB 10424—2010，铁路混凝土工程施工质量验收标准[S].

[3] 张宇宁，常乃超，薛吉岗.铁路混凝土工程施工技术指南[M].北京：中国铁道出版社，2010.

Concrete winter construction quality control matters

Su Ke

(ChinaRailway25thBureau3rdEngineeringCo.,Ltd,Changsha412000,China)

In light of concrete quality control contents, the paper studies concrete winter construction quality control measures of new Taiyuan-Zhongwei (Yinchuan) railway line, describes quality control matters by combining with mixing proportion, temperature, maintenance and grouting and so on, which has provided some guidance for continuous construction.

concrete, quality control, winter construction, temperature measure

2015-02-28

苏 可(1987- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)13-0213-02

TU755

A