建筑工程技术中混凝土冬季施工技术的研究

卢峰

山东省乐陵市自然资源局 山东 德州 253600

引言

混凝土是建筑工程中不可或缺的材料之一，主要有水泥、砂石、外加剂以及水等原材料组成，浇筑凝固后结构坚硬、稳定，因此被广泛作为建筑施工中的主体材料。不过在冬季进行混凝土施工需要格外注意，冬季气温低伴随雨雪天气，大幅度增加了施工难度，并且气候环境会直接影响混凝土施工质量。如混凝土内部水分结冰，破坏混凝土结构强度等，所以想要提高混凝土冬季施工质量，应加强技术上的研究，控制技术、温度等条件，降低对混凝土施工质量的影响，推动我国建筑工程顺利开展。

1 建筑工程混凝土冬季施工技术原理与特点

1.1 混凝土冬季施工技术原理

混凝土材料施工与水化反应存在直接联系，其中水泥与水是产生水化反应的关键因素，促使混凝土材料从初凝到终凝获得强度，而温度对水化作用速度有着重要影响。冬季气温较低、气候干燥，各项条件均不满足混凝土施工要求，而温度与水化作用速度、混凝土结构强度存在正比关系，温度越高水泥与水的反应越快、混凝土硬化速度越快，不过温度过高也会出现假凝现象。在气温低于5℃的条件下，水化速度会不断放缓，混凝土的硬化速度也会随之降低，当温度达到0℃时，水化作用就会完全停止，而气温低于-2℃～-4℃时，混凝土材料内部的水逐渐结冰，体积增大9%，混凝土内部形成明显的冻胀应力，从而形成质量问题。

1.2 混凝土冬季施工技术特点

目前来看冬季气温气候等多项条件，均不符合混凝土施工要求，大大提高了混凝土施工难度，所以需要做好详细规划，保证混凝土施工流程合理，这要求施工单位能够加强施工编制，将各个施工环节合理排放，确保符合冬季施工要求。另外施工前要加强设备、工具、材料的检查，施工结束后必须做好养护管理，相比夏季施工增加了取暖装置等设施，并且会提高能源消耗需求，由此可见混凝土冬季施工成本增加，根据以往的施工案例进行分析增加幅度为30%～50%。通过对混凝土冬季施工技术的原理进行分析，质量问题具有明显的隐蔽性和滞后性，只有在春季气温不断提高才会显露，严重影响了建筑工程的使用寿命[1]。

2 建筑工程混凝土冬季施工常见质量问题

2.1 混凝土裂缝

裂缝是混凝土冬季施工中比较常见的现象，形成原因有很多企业家会复杂，比如冬季施工钢筋锈蚀造成混凝土体积膨胀，最终引发混凝土沿受力筋或箍筋方向形成大面积裂缝。另外混凝土水形态变化产生的压力，同样容易引发混凝土裂缝，水灰比过大混凝土早期强度有所降低，并且冬季气温过低，加快了混凝土材料的热量损失，都会引发结构裂缝。

2.2 表面起灰、反霜

冬季气温较低且相对干燥，伴随着较大的风力，混凝土材料中的水分，从边缘处逐渐朝着中心位置转移，最终造成混凝土内部空隙问题，加上强风影响骨料间的黏结力降低，混凝土材料的性能自然有所削弱。一般来说混凝土结构表面起灰，就是砂浆与粗骨料脱离产生，导致错过了裸露在外，该问题与水灰比过大有关，加上温度较低水化反应受阻，最终造成表面起灰。混凝土反霜也是由气温较低引起，混凝土材料的水分快速蒸发，并且受到外加剂的影响，混凝土结构表面逐渐形成结晶，对整体性能造成负面影响，甚至埋下安全隐患威胁到整个建筑工程质量。由此可见，冬季低温与混凝土施工质量存在密切联系，长时间处于低温的状态下，混凝土结构强度增长也会不断延长。

3 建筑工程混凝土冬季施工技术优化策略

3.1 严格把控材料选择与配比

3.1.1 水。混凝土材料在配置过程中，对水质有着极为严格的要求，为了保证混凝土材料质量，应通过饮用水进行配置搅拌，若施工现场缺少饮用水，或因其他问题无法使用，必须注意把控水质，符合建筑工程混凝土材料用水标准。一般来说，较薄的混凝土材料中，用水不能存在含有腐蚀性的物质，否则会侵蚀钢筋、阻碍水泥硬化，导致混凝土结构强度达到降低。因此在用水前要做好过滤处理，将水中杂质清除，由于冬季气温相对较低，为了保证混凝土材料温度，会提前对水进行加热，以此来控制好温度，满足混凝土材料配制需求。

3.1.2 水泥。水泥是配置混凝土时应用的基础材料，也是影响混凝土材料质量的关键因素，为了顺利在冬季完成施工，必须挑选适合冬季气候环境的水泥材料，并根据工程实际与所处环境控制水泥材料配比。首先由专业工作人员仔细检查水泥材料的类型、生产日期、级别等重要信息，使用前应做好水泥材料质量检验，明确水泥强度、安全性等指标，应达到国家规范要求。其次，不同品种的水泥材料水化后会产生不同的热量与收缩程度，所以在使用过程中要进行全方位考量，比如以冬季低温气候为例，比较适合采用硅酸盐水泥作为原材料，注意控制好水泥用量，使用适当比例的外添加剂，充分融合后即可应对冬季不良气候，降低施工中的负面影响。

3.1.3 骨料。混凝土冬季施工效果与骨料的使用有关，骨料作为混凝土配制过程中的必备材料，在质量上要满足国家与行业标准，如果骨料质量存在问题，会影响混凝土水化过程。因此要严格检查骨料，避免其中存在有机物，否则会造成溶解与水化现象，降低混凝土材料的性能，无法为冬季施工提供保障。另外在使用前做好清洁工作，对使用的骨料展开严格检查，减少其中存在的冰块、杂物，同时适当使用外加剂。由于外加剂中存在钠钾离子，一旦与活性氧化物相容便会产生化合反应，对混凝土造成腐蚀，破坏混凝土结构强度，所以骨料中不能存在活性氧化物[2]。

3.2 做好混凝土搅拌过程控制

在所有原材料准备完毕后，将其放入搅拌机器进行混合作业，需要注意工作人员应时刻监督管理，控制混凝土材料的搅拌过程，确保混凝土材料整体品质符合标准要求，搅拌作业时可以从两个方面入手。①混凝土材料搅拌时，应严格控制内含物质的清洁度，提前将搅拌设备内部清理干净，避免搅拌过程中出现杂质影响整体性能。一般来说，混凝土材料存在其他杂质，是影响质量的关键因素，所以搅拌过程中要严格把控，避免对混凝土材料的稳定性造成负面影响。在使用外加剂的情况下，工作人员应按照使用需求，将准备好的外加剂均匀撒在混凝土表面上，充分混合后即可进行浇筑施工。②为了提高混凝土材料质量，满足冬季低温气候施工需求会添加相关试剂，将一定比例的溶液倒入搅拌设备，提高混凝土材料的整体品质。拌合过程中主要利用机械设备搅拌作业，工作人员应时刻监督确保混凝土材料搅拌均匀，各类材料充分融合，搅拌地点应控制在施工区域不远处，避免运输时造成热量损失，影响后续浇筑施工质量。③混凝土材料会散发出一定热量，并且决定了混凝土凝固时间，是否能够达到施工质量要求，所以应注意混凝土材料的热量散发。以往混凝土材料配制、搅拌主要在机械设备内开展，利用搅拌车反复翻转，但储泥罐缺乏密封处理，必然会造成混凝土材料的热量流失，而冬季气温寒冷会加快混凝土热量散发速度，在运输到施工现场前便开始凝固，对混凝土施工造成负面影响。因此在冬季进行混凝土施工时，应改变传统的配制、浇筑方法，比如增强储泥罐密封性能，采用高密封性搅拌混凝土材料，对于翻转过程中造成的热量流失，应通过扩大储蓄罐容积的方式解决，并采用振动等方法代替传统搅拌，高频率地振动同样能够将原材料混合，并防止混凝土热量散失凝固，为冬季施工创造良好条件。

3.3 加强混凝土材料运输管理

在冬季低温寒冷的条件下，若混凝土运输车辆不密封，并且与施工区域的距离较远，运输时便会产生混凝土凝结的现象，一旦发生凝结混凝土材料便无法继续使用，导致浪费大量材料成本，同时拖慢了施工时间，促使建筑工程经济效益受损。因此在运输混凝土材料的过程中，应采取有效的保温措施，避免混凝土材料热能流失造成固态化现象。首先，需要明确冬季下混凝土材料运输时温度要控制在5℃，并通过浇灌等方式，确保混凝土材料始终处于液态。其次，运输过程中加强保温处理，尽量缩短运输时间，罐车本身要有保温装置，同时利用50℃的水进行冲洗，泵管可以通过棉帘包裹。整个运输过程要做到快速、连续，运输至施工现场后仔细检查罐车内混凝土的状态，如果出现冻伤严禁使用。

3.4 重视混凝土砌筑施工控制

冬季低温气候环境并不适合混凝土施工，想要在不影响质量的条件下完成建设，必须严格把控砌筑施工环节，确保能够经受住低温气候的考验。比如，可以通过防冻手段进行混凝土施工作业，根据当地冬季实际温度，适量添加防冻剂即可避免混凝土结冰，有利于进行砌筑施工。若室外温度达到施工标准，也要发挥出混凝土的最大化性能，将各类原材料充分结合，一般来说砌筑砂浆施工，需要室内温度保持在-10℃，否则无法进行砌筑施工作业，强行施工会受到低温气候影响造成质量问题。另外，应直接应用在砌筑施工环节，避免混凝土材料存放时间过长，若需要放置应保证温度，施工前做好检查与质量把控。

3.5 落实混凝土养护管理措施

3.5.1 搭建暖棚提高温度。混凝土冬季施工结束后，应做好科学的养护管理，比如搭建暖棚对混凝土结构进行保温，同时棚内安装热风机、电热器等取暖装置，即可有效控制棚内温度条件，确保符合混凝土养护管理需求。不过要注意应避免温度过高，破棚内存在塑料与木材，温度过高容易引发火灾，只要保证棚内温度稳定。取暖装置必须符合安全规范，配备专业人员定期检查，若出现温度过高等问题，及时采取处理措施，保证混凝土冬季施工质量。

3.5.2 浇筑结束喷洒水蒸气。混凝土冬季施工面临最大的问题就是气温过低，除了搭设暖棚以外，还可以通过喷洒水蒸气的方式，对混凝土结构进行保温处理。喷洒水蒸气的原理为，利用水蒸气温度加热混凝土结合，一方面有利于满足混凝土温度需求，另一方面能够解决混凝土施工后成型过程中的脱水现象。通过喷洒水蒸气，混凝土结构周围环境湿度条件优秀，并且能够起到有效的保温效果，避免寒冷干燥的气候环境影响混凝土施工质量。不过需要注意水蒸气喷洒后，受到冷空气影响迅速降温，所以该方法更适合短时间加热，并不适合长期加热养护。

3.6 混凝土生产活动监督管理

在施工现场温度高于-8℃时，可以通过加温拌和水等方法，提高混凝土材料温度，不过要注意尽量避免混凝土材料温度过高，减少混凝土结构假凝现象。施工过程中需要严格把控各个环节，包括原材料进场，应进行细致入微地检查与实验检测，搅拌过程中设备内不能存在任何杂质与冻块物料，尽量保证搅拌设备的生产效率，都能达到预期的标准状态，从而营造较好的生产条件。由于冬季气温寒冷，对混凝土施工有着严格要求，应提前制定科学的施工方案，重点了解当地的气温与地质条件，考虑到冬季气候对混凝土材料的影响，确保各个施工项目能够环环相扣，避免出现拖延等问题[3]。

4 结束语

混凝土是建筑工程中不可或缺的材料，为了满足施工周期、效益等需求，部分施工单位为选择在冬季完成施工任务，而冬季气温较低会对混凝土施工造成诸多影响。冬季具有寒冷干燥的特点，并不适合开展混凝土施工，若需要在冬季进行施工，应提前做好统筹规划，确保符合混凝土施工技术需求。从以往的施工案例来看，冬季寒冷气候会造成质量问题，较低的气候环境改变了混凝土物理性质，同时引发混凝土结构干裂、分化。因此施工过程中要严格把控，如混凝土材料质量、混凝土施工环境条件，切实满足混凝土冬季施工要求。