建筑工程技术中混凝土冬季施工技术分析

焦俊霞

（太原建工集团有限公司，山西 太原 030000）

在建筑工程中新浇混凝土的主要应用原理是利用水泥和液态水之间发生的化学反应，产生坚硬复合物，用于钢材和砂石的原料的紧密结合，进而成为牢固的整体建筑结构。而建筑工程技术中混凝土冬季施工技术的主要困难，在于寒冷干燥的施工环境不仅会使水冻结，导致水泥化学反应提前停止，还会导致混凝土物理性质发生改变，出现干裂、分化等现象，对水泥结构造成持续损害。同时冬季环境对与施工人员的技术要求也较高，因此一定要根据实际情况采用最科学高效的方式进行混凝土冬季施工，保障工程施工质量，确保混凝土在工程建设中能够得到有效应用。

1 混凝土冬季施工的困难

在冬季寒冷的室外环境下进行混凝土施工时，如果没有事先采取防护措施，那么低温会让混凝土中的液态水凝固成冰，通常情况下这些因低温形成的固体冰能够占据正常混凝土含水体积的10%左右。在进行混凝土施工时，水凝固成冰的过程会产生大量膨胀应力，混凝土结构会受到这股膨胀应力的影响遭到破坏，导致混凝土硬度和强度下降。除此之外，当天气渐渐回暖温度上升时混凝土施工期间凝结成的冰也会随之融化，由于固体冰占据了10%的体积，其融化蒸发后混凝土结构会出现大量缝隙，导致混凝土干裂，密实程度和强度严重下降，开裂情况见图1。

图1 混凝土开裂

根本无法保障工程建设质量。这些都是建筑工程混凝土冬季施工需要注意的地方，因此我们为了保障工程建设质量，确保混凝土在工程建设中能够得到有效应用，我们在进行混凝土冬季施工时要采取有效防护措施，并针对建筑工程技术中混凝土冬季施工技术进行深入研究。

2 建筑工程技术中混凝土冬季施工技术应用分析

2.1 确定原材料配比

在建筑工程中混凝土冬季施工过程中，混凝土最重要的性质就是抗冻性，因此为了有效保障混凝土抗冻性，首先要在原材料的选择上有针对性地选取具有良好抗冻性的材料，同时还要事先制定科学合理的原材料配比方案。通常情况下在冬季进行混凝土施工时选择硅酸盐水泥作为混凝土施工原材料，硅酸盐水泥发热量较高，具有良好的抗压能力，且能够为混凝土强化过程加速，是十分理想的混凝土拌制原材料。为了尽可能提升水化热量缩短硬化时间，我们可以在混凝土拌制过程中适当增加水泥材料的用量，大概增加30kg/m为最佳用量，以此降低水灰比例。此外为了使泥浆具有良好的黏聚性，有效提升混凝土的抗冻性，我们可以在进行混凝土材料配比时在其中添加适当的引气剂，其应用原理是通过让水泥产生大量气泡以及泥浆体积的增大来提升泥浆的黏聚性，这样一来混凝土的抗冻性也就得到有效保障。在使用引气剂是需要特别注意的是，不能让引气剂影响混凝土原材料配比，以此避免其影响混凝土强度。此外，我们还可以在混凝土拌制过程中引用添加硫酸钠等外加剂，这些外加剂的使用可以减少混凝土所需凝结时间，且能提升混凝土的强度和硬度，延长混凝土的使用寿命。

2.2 温度控制措施

在冬季混凝土施工过程中最重要的部分就是做好温度控制工作，在施工时应用的具体温度控制措施如下。

1）蓄热法：指的是对混凝土材料进行加热，并在材料表面铺设塑料膜等材料为混凝土保温，见图2。此方法主要应用于气温不低于-15℃的工程项目混凝土施工中，具有成本低、操作方法简洁等优势，但不足之处是混凝土强度增长速度较慢。

图2 蓄热法

2）负温养护法：指的是在混凝土拌制过程中适当加入防冻材料，避免混凝土凝固。此方法主要应用于气温不低于-25℃的工程项目混凝土施工中，其优点是成本低，缺点是混凝土强度增长速度较慢。

3）外加热法：指的是采用采暖装置控制混凝土所处环境温度，主要应用于气温不低于-15℃的工程项目混凝土施工中，优点是能够让混凝土强度正常增长，硬化过程稳定，缺点是成本较高。

2.3 混凝土运输

多数混凝土运输车辆未全部密封，遇到冬季运输时，就会因天气寒冷，运输时间长等问题，出现混凝土凝结的情况。一旦凝结后，混凝土就不能用于施工中，缺少混凝土，施工便无法继续，且也会增加施工的整体成本，降低建筑企业的经济效益。基于此，要求在混凝土运输中，使用必要的保温材料，确保在运输中混凝土自身热量不会快速流失，出现固态化情况，影响使用。在运输中，要始终保证混凝土温度在5℃，同时，还需要不断搅拌，保证混凝土始终保持液体状态。此外，还需要最大限度缩短运输时间，保证混凝土能够顺利实现浇筑。

2.4 混凝土养护施工技术

在建筑工程冬季混凝土施工过程中，混凝土养护施工技术十分重要。在进行混凝土浇筑施工时要在最短时间内完成对混凝土人工抹平振浆，并在混凝土浇筑完成后采用蓄热法的温度控制措施对混凝土进行保温养护，以此减少空气对流对混凝土的凝结成型过程造成的不利影响。对于刚刚完成浇筑的混凝土层，不能直接选择使用保温材料进行覆盖，可以先覆盖一层塑料薄膜，而后在上面加盖草袋、麻袋等保温采矿，从而更好的对混凝土进行保温。此外可以在混凝土中添加抗冻剂，提升混凝土的抗冻性，露出的外表面要用草袋或胶布进行覆盖。在最开始对混凝土进行养护时，养护温度需要略高于防冻剂标准温度，并借助一定辅助措施来帮助混凝土保温养护。在冬季会经常遭遇雨雪等恶劣天气，在此环境下为了不影响混凝土性能，保障施工人员的生命安全，需要暂停施工。

3 保障建筑工程中混凝土冬季施工技术使用效果的具体措施

3.1 控制好建筑工程混凝土施工的建筑材料温度

低温是主要影响冬季混凝土施工的要素，因此在混凝土冬季施工时最重要的工作就是保温工作，而保温工作的第一步就要从混凝土原材料的选取入手。混凝土主要由水、水泥和砂石混合构成，再添加水时可以使用温度高一点的水，为混凝土搅拌提供温暖的环境，当然水的温度也不能过高，以免使水泥发生化学反应发生安全事故。对于水泥的保温方式，不能直接对其加热，水泥粉末经加热会发生化学反应，存在一定危险。因此只需将水泥放置在一个大型的容器中，并在容器外部做好保温处理即可，虽然没有为水泥材料加热升温，但是最起码保证了水泥内部热量。在此过程中需要特别注意的是，混凝土原材料无论是否经过搅拌，都不能长时间露天摆放，要从源头上避免材料被污染，防止混凝土内部水分结冰，保障混凝土的质量，进而便于后续混凝土冬季施工。同时，还可以选择对砂石骨料进行加热，利用排管通热水或者通蒸汽加热方法，对混凝土进行保温处理。骨料加热还需要保证温度低于60℃，避免对混凝土结构造成破坏，在加热粗骨料过程中，还需要注意不能对混凝土水灰比造成影响。

3.2 改进传统混凝土配置及浇筑方法

以往传统的混凝土搅拌是在搅拌车内进行，这种方法由于车内混凝土经过反复搅拌翻转，且储泥罐并没有进行密封处理，会导致混凝土热量大量散失。尤其在寒冷的冬季，采用此种方法对混凝土进行搅拌，很可能在到达施工现场前混凝土就开始凝固，严重影响混凝土的使用效果，并为混凝土施工带来一定阻碍。因此要对传统的混凝土搅拌方式进行改良，首先针对搅拌车内储泥罐密封问题，为了防止罐内混凝土热量大量散失，我们可以采用密封性强的储泥罐进行混凝土搅拌。其次针对搅拌过程中的反复翻转散失的热量，我们可以通过扩大搅拌罐容积的方式来进行改善，并用震动的方式代替搅拌，高频率的震动更有利于各种材料的混合，且能够减少搅拌过程中热量的损失，具有良好的应用效果。此外，为了节省时间通常混凝土搅拌工作会在车上进行，因此在冬季我们要做好搅拌车的保温工作，比如使用合适的保温材料覆盖车身等，这样可以在防止混凝土热量散失凝固的同时确保车辆抵达施工现场后能够立刻投入使用，提高混凝土冬季施工效率。

3.3 混凝土浇筑完成后做好加热保温工作

3.3.1 搭建暖棚取暖

搭建暖棚是最简单的保温方式，只需要在混凝土结构周围搭建具有良好保温性的暖棚，并在棚内安设如热风机、电热器等适宜的取暖装置就可以实现对棚内温度的控制。然而这种方法在使用过程中需要注意，棚内温度不可以过高，对于塑料、木材这些暖通材料，高温下很容易引发火灾，埋下安全隐患。因此为了保证棚内温度供应稳定，确保棚内采暖装置设备安全，建筑施工企业要配备专门的工作人员定期检查棚内状况，一旦发现温度过高等安全问题，一定要立即采取有效调整措施，防止火灾事故发生的同时保障混凝土施工质量。

3.3.2 向浇筑完成的混凝土喷洒水蒸气

向浇筑完成的混凝土喷洒水蒸气也是一种常用的冬季混凝土保温方式，其保温原理是，通过水蒸气对混凝土进行加热，解决冬季混凝土施工后成型过程经常发生的脱水问题，喷洒水蒸气方法见图3。不仅可以保证混凝土周围空气环境的湿度，还能为混凝土结构保温，对于冬季寒冷干燥的环境，想混凝土喷洒水蒸气加热无疑可以解燃眉之急。然而此方法也有一定不足，水蒸气喷洒后遇到冷空气会迅速变冷，因此此方法只适合对混凝土进行短时间的加热，不适合较长时间的加热，施工人员在使用此方法对混凝土进行保温处理时一定要事先考虑到这方面的限制。

图3 喷洒水蒸气

3.3.3 利用化学反应放热

化学反应过程会吸收或释放大量的热量，因此在冬季寒冷环境中的混凝土施工变可以合理利用化学反应释放的热量对混凝土结构进行保温防护。这种方法十分简便，无须配套使用其它的热源或设备，且在室外温度在-10℃～-15℃之间的范围内使用效果最佳。需要注意的是选择化学反应时要确保此反应过程绝对安全且能够稳定的释放热量，以此保证其在混凝土成型过程中可以不间断持续保温。

3.4 控制原材料选用及原材料配比

混凝土主要由水、水泥和砂石构成，保障建筑工程混凝土冬季施工效果的第一步是选择合适的原材料，并结合工程实际情况和所处环境对原材料配比构成进行合理的调整，有关混凝土原材料的选用及配比具体调整措施如下。

1）水泥：水泥材料在正式投入使用前，工作人员要严格检查其品种、生产日期、级别等基本信息，并进行预先试验，检查水泥的强度、安全性等指标是否满足使用要求及国家相关规定。尤其在进行混凝土冬季施工时，对于水泥材料的选用更要结合工程实际情况来进行多方面考量。因为不同品种的水泥之间水化后产生的热量和收缩程度存在一定差异，会影响其使用效果。因此通常情况下在冬季进行混凝土施工时选择硅酸盐水泥作为混凝土施工原材料，同时控制好硅酸盐水泥的用量，如果需要在混合过程中需要在混凝土中额外添加外加剂，要确保水泥和外加剂充分融合，避免混合不良不适配导致混凝土性能受到影响，影响后续工程建设。

2）水：混凝土的拌制对水质有较高要求，通常情况下要求使用饮用水进行混凝土搅拌，如果遇到特殊情况无法使用饮用水，那么使用的水质必须要满足国家混凝土搅拌用水的标准。而且较薄混凝土用水不能含有会腐蚀钢筋或阻碍水泥硬化的相关物质，以免影响混凝土的性能。除此之外，在进行混凝土拌制之前，要事先对使用水进行过滤处理，去除水中杂质。尤其在冬季进行混凝土施工时，为了保证混凝土的温度，会对水加热处理，因此在进行混凝土拌制之前，要确保对水加热时不会生成特殊物质影响混凝土水化。

3）骨料：通常情况下，混凝土骨料质量必须满足国家行业混凝土用砂质量相关标准，为了防止混凝土水化过程受阻，要避免混凝土骨料中出现有机物，因为有机物会发生溶解或水化，会对混凝土性能造成一定影响，无法为混凝土的质量提供保障。同时还要做好骨料的清洁工作，工作人员要对使用骨料严格检查，避免骨料上有冰块等杂物。除此之外，如果需要在混合过程中需要在混凝土中额外添加外加剂，且外加剂中含有大量的钠钾离子，要确保骨料中不能存在活性氧化物，以免活性氧化物与外加剂中的钠钾离子发生化合反应，产生的化合物会对混凝土造成腐蚀，破坏混凝土结构，影响后续使用。

4 结语

综上所述，冬季寒冷干燥的环境并不适合进行混凝土施工，但为了满足当下建筑行业发展需要，必要时也要在冬季施工，以此来加快施工进度。建筑工程技术中混凝土冬季施工问题一直以来都是我国面临的建筑难题，对此技术的研究改良对于我国城市化建设的推进具有重要意义。冬季对混凝土施工带来的最大影响是质量问题，寒冷的环境会改变混凝土的物理性质，进而导致混凝土发生干裂、分化等问题。因此我们要在施工过程中采用合理技术手段控制好混凝土周围的湿度和温度，避免混凝土性质发生改变，使其再投入使用时具有良好的使用效果。