大体积混凝土冬期施工技术思考分析

王林林 胡东宇 贺海强 张振兴

【摘要】大体积混凝土冬期施工作为主要研究对象，因为冬期施工注意事项比较多，加上条件特殊，所以施工难度比较大。结合项目具体情况，做好施工准备工作，尤其是材料与机械方面。随后制定详细的施工方案，顺利完成浇筑、振捣等步骤，加大施工管理与养护力度，目的在于顺利完成大体积混凝土冬期施工作业，保证施工质量。

【关键词】大体积混凝土;冬期施工;混凝土拌和;振捣速度

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.01.071

1、引言

大体积混凝土冬期施工技术研究，是打破混凝土冬期施工困境的关键措施。冬期因为气温、环境等的变化，混凝土施工不利因素增多，因此对混凝土施工质量的影响更大。但是在现代化建设与城市发展背景下，建筑工程项目增多，建筑施工压力大，为了提升自身在建筑市场中的竞争优势，必须从多方面取得建筑施工更多的突破，及时将建筑施工技术创新，完善建筑施工流程，克服建筑施工困难。冬期施工对于所有建筑施工企业来讲施工难度都比较高，基于此，加大对大体积混凝土冬期施工技术的研究力度，改善冬期施工的不足，通过特殊的防护与技术处理，保证冬期施工质量，从而为建筑企业的健康发展与市场竞争提供更多有利条件。

2、工程项目概况

此次研究主要针对天津中医药大学第二附属医院中医药传承创新工程展开。该工程项目位于天津市河北区增产道69号。根据医院建设需求规划，工程总建筑面积为4.2万㎡。分别涉及到地上建筑与地下建筑，其中地上建筑面积为3.2万㎡，地下建筑面积为1万㎡。最大基坑深度12米，该工程属于是天津市重点民生工程。工程包括中医临床传承和研究基地中心，同时将中医院传承工作室规模与内涵建设，对实验中心进一步搭建完善，增加专科实验室与生物样本库。施工量比较大，建筑结构多元化，建筑施工技术以及施工操作复杂，要求标准高。

3、大体积混凝土冬期施工准备工作

3.1施工准备

冬期施工因为温度的影响，为施工工作开展带来很多不便。严格按照大体积混凝土冬期施工指导规范，制定科学合理的施工方案，管理人员、监理人员等对其综合审查，待达到规定标准后，签订施工指导书，着手进行施工准备工作。根据施工方案对岗位进行划分，坚持做到责任到人。组织施工人员参与施工操作与安全培训，在此基础上及时完成技术交底工作，并签字留档。

制定施工测温计划，实时了解外界气温变化，同时还要对砂石、施工材料温度及时掌握，尤其是混凝土搅拌过程中的温度与出罐温度变化。还要注意大体积混凝土的入模温度，时刻关注养护温度变化。在此基础上，明确大体积混凝土冬期施工期间，防裂、防冻处理原则，主要包括以下几点：

（1）混凝土材料中不允许出现冻块，时刻检查混凝土材料状态。拌和物的温度及时测量，施工全程混凝土材料都不能有冻结现象。

（2）严格控制混凝土受冻情况，尤其是临界强度点到达之前如果受冻，必然会影响到内部结构，造成混凝土强度下降。

（3）内外温度必须控制在规定数值以内，及时预防大体积混凝土裂缝，将混凝土结构受影响风险降到最低。

3.2物资与设备准备

（1）物资方面的储备

物资部要做好物资储备，砂、石料、防冻型外加剂的储备，保证冬施生产使用，更要与供应商协商控制好砂、石的含水率、含泥量，以防砂、石结冰。做好冬期生产施工燃料的采购工作。做好混凝土搅拌车等相关车辆防冻液的采购，必要时准备-20℃的防冻液。做好冬施用生产器材、保温必需品以及劳保用品的采购工作，保证冬施生产使用。

（2）设备方面的准备

设备部門冬施前要联系好对锅炉的检测，做好供热（汽）管线及原材料加热装置的检修工作，确保锅炉及管线的安全正常运转。同时做好搅拌机组、生产车间及相关设备的保温工作，液体外加剂要有保温加热装置。设备部门要做好冬施测温器具的检测工作，保证正常使用。生产部要检查搅拌车保温套的配备情况，及防冻液的更换情况。对生产工艺中受环境温度影响的车间、原材、流程环节采取适当的保温、供暖工作，确保生产正常、产品质量稳定。冬施前要对使用锅炉进行试运行检查，温度控制表要提前进行检测，锅炉工需培训上岗。

4、大体积混凝土施工材料选择与处理

4.1水泥

水泥以粉煤灰硅酸盐水泥为主，但是因为工程需求量大，因此还需要添加普通硅酸盐水泥，以粉煤灰将水化热降低。表1为水泥物理-力学性能参数。

4.2细骨料

选择高强度、低含泥、低碱活性的曲阳达铭中砂，细度模数控制在2.4-2.7之间。

4.3粗集料

大体积混凝土选用5～25mm连续级配涞水顺合碎石，均为低碱活性。根据JGJ 52-2006检验，碎石性能达标。

4.4矿物掺合料

① 粉煤灰：选用天津国华盘山发电厂生产的F类II级粉煤灰，符合国家现行标准《用于水泥的和混凝土的粉煤灰》（GB1596-2017）的规定，主要性能指标见表2。

② 矿渣粉：选用三河天龙新型建材有限公司生产的S95级粒化高炉矿渣粉，符合国家现行标准《用于水泥和混凝土的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046-2017）的规定。

4.5混凝土外加剂

经试验比较，选用北京建筑工程研究院生产的AN4000聚羧酸系高性能减水剂（标准型）。其主要技术性能指标见表3。

4.6水生活饮用水

符合行业标准《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）的规定。

5、大体积混凝土冬期施工技术应用

5.1科学选择混凝土出机温度

大体积混凝土冬期施工，材料准备并充分搅拌后，浇筑温度与出机温度的控制非常关键。震捣过程中，提前对浇筑温度进行测量，按要求入模温度必须≥5℃。因为大体积混凝土冬期施工，不仅需要保证施工顺利进行，还要从防冻与防裂方面出发，受到体积面积的影响，浇筑温度下降非常快，因此表面温度的控制难度大。但是受到水泥水化热的影响，内部温度却持续上升，内外温差的控制，主要集中在浇筑环节。全程实施保温防护，浇筑温度过高或者过低均会引发冻结或者开裂。及时对热损失进行计算，从而掌握精准的拌和温度与出机温度。

拌和温度计算如下：

式中：W-混凝土组成材料重量（kg）;

C-混凝土组成材料比热（J/kg·K）;

T-混凝土组成材料温度（℃）。

5.2浇筑施工基础预热

混凝土浇筑施工之前，需要及时对各种组件以及冷壁进行预热。具体涉及到预埋铁件、混凝土预制模板以及冷壁等。其中的冰、霜冻等主要利用蒸汽进行清除，并且逐渐将表面温度提高。根据冷壁内部温度情况确定是否需要预热。预热的时间必须参考温度计算，有效的预热，保证混凝土临街强度到达之前不会出现冻结现象。

5.3原材料的加热处理

原材料加热处理是混凝土施工的重要环节。结合施工现场气温条件，若气温≥-1℃，则原材料加热以拌和水方式为主，观察加热温度变化，以出机温度数值为准。当然加热期间，水温的控制非常重要，按要求必须≤60℃。若气温<-1℃，则提前将细骨料加热，随后对粗骨料加热，粗骨料加热达到冰雪融化为止。砂石料加热在处理中，注意干燥情况，为了防止出现过热现象，温度控制到≤75℃。

5.4材料运输中的保温处理

混凝土材料运输期间，项目积极采用全球定位技术，全程观察材料运输情况，同时对断车以及压车等情况有效预防。规划好运输路线，以最短周期完成运输则工作，从而规避混凝土离析或者分层情况。基本运输路线之外，还要规划备用路线，以免运输过程中出现堵塞或者其他情况能够及时应变。混凝土运输时间一定要适当缩短，同时结合运输时间以及施工现场的浇筑速度，保证混凝土材料及时运输到施工现场。

5.5浇筑、振捣施工技术

大体积混凝土浇筑与振捣是施工的关键环节，必须加大对施工细节的处理，以此保证大体积混凝土施工质量。首先浇筑施工中，受到大体积混凝土施工结构与施工材料流动性的影响，此次施工选择“分段定点”浇筑方法。逐层完成混凝土浇筑，借助施工中的自然坡度，推进混凝土浇筑。严格控制浇筑面，避免留下施工缝，影响到结构整体的稳固性。其次振捣施工处理，正常振捣操作中一定要对混凝土接茬位置特别处理，振捣棒的插入深度需≥50mm，同时按照“快插慢拔”施工原则，及时将上下层接茬位置消除。待初次振捣结束，及时封闭振捣空穴，待再次振捣施工期间，将粗骨料空隙或者钢筋空隙等有效消除，从而保证大体积混凝土振捣施工密实性，有效预防混凝土裂缝。两次混凝土振捣施工结束，将混凝土拌合物再次进行液化处理，将配料所造成的水膜等消除。打散水泥中未水化颗粒，并且将砂浆、水等重新搅拌，这样就可以保证混凝土拌和料水化更充分，以此将大体积混凝土的强度提高，同时还能够对渗水通道有效预防，及时排除混凝土施工中的气泡，以此提高大体积混凝土施工质量。

5.6混凝土施工裂縫的预防

混凝土结构施工中，裂缝是最常见问题。为了有效预防裂缝，必须对结构形式科学选择。综合浇筑快、温度应力之间的关系，过大的浇筑快会导致温度应力明显增加，从而增加混凝土结构裂缝风险。这种情况下，就需要采取分缝分块的方式，严格控制浇筑快平面尺寸，降低裂缝风险。此外材料的选择以及配合比的设计等，都会直接影响到混凝土施工质量。水泥、粉煤灰等严格按照施工标准选择，精准计算混凝土配合比，保证混凝土拌和料的质量。加大温差控制力度，尤其是出机温度与表面温度，协调好内外温差变化，匀速完成混凝土浇筑，将拌和料暴露时间科学控制。定期对混凝土结构养护处理，施工操作有序完成的同时，以表面保温法、主动加热法、暖棚法等，保证混凝土施工的温度需求。

结束语：

综上所述，大体积混凝土施工中，因为施工结构复杂，施工面积大，所以混凝土施工技术的应用至关重要。通过对项目情况的了解，科学选择混凝土原材料，保证材料性能的同时，制定完善的温度控制计划。结合冬期施工特殊要求，逐步完成混凝土施工，保证大体积混凝土冬期施工质量。

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