浅谈冬季混凝土的施工技术

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　　内容摘要:混凝土在冬季施工时,由于温度低,在凝结和硬化的过程中会降低混凝土的强度,所以在施工过程中要针对当地的条件特点,采用相应的措施,以保证混凝土的强度,确保工程质量。
　　关键词:混凝土;冬季;施工技术
　　中图分类号:U445.57文献标识码:A
　　
　　混凝土施工的一般措施都比较熟悉,除了一些特别要求外,一般差异不大。但是对于冬季施工,特别是北方的冬季,混凝土在温度相对较低的情况下,强度等各项性质就会有很大的变化。
　　一、混凝土冬季施工的一般原理
　　混凝土拌和物浇灌后之所以能逐渐凝结和硬化,直至获得最终强度,是由于水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外,主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时,水化作用加快,强度增长也较快;而当温度降低到0℃时,存在于混凝土中的水有一部分开始结冰,逐渐由液相(水)变为固相(水)。这时参与水泥水化作用的水减少了,因此,水化作用减慢,强度增长相应较慢。温度继续下降,当存在于混凝土中的水完全变成冰,也就是完全由液相变为固相时,水泥水化作用基本停止,此时强度就不再增长。水变成冰后,体积约增大9%,同时产生约2500千克每平方厘米的冰胀应力。这个应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值,使混凝土受到不同程度的破坏(即旱期受冻破坏)而降低强度。此外,当水变成冰后,还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌,减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力,从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后,又会在混凝土内部形成各种各样的空隙,而降低混凝土的密实性及耐久性。
　　二、混凝土冬季施工方法
　　(一)冬季施工前的准备工作。在工程即将进入冬季施工前,要提高准备和防范,把不利的因素消除在萌芽状态。开工前与当地气象部门签订服务合同,及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态,以利于安排施工做好预防准备工作。需提前编制好冬季施工技术文件,作为冬季施工的技术指导文件,冬季施工技术文件必须包括施工方案和施工组织设计或技术措施。
　　(二)混凝土施工。1.抗冻混凝土的配合比设计。混凝土配合比设计是保证冬季施工质量的重要一环,必须考虑到混凝土施工工艺、养护措施,根据气温条件、工程的具体情况,设计恰当的配合比。2.混凝土浇筑前,应清除钢筋和模板上的冰雪和污垢,尽量加快混凝土的浇筑速度,防止热量散失过多。当采用加热养护时,混凝土养护前的温度不得低于2℃。3.混凝土不宜露天搅拌,搅拌站应搭设暖棚,优先选用大容量的搅拌站,以减少混凝土的热量损失。4.混凝土的运输过程是热损失的关键阶段,应采取必要的措施减少混凝土的热损失,并尽可能加以保温,各种运输设备在工作结束时,必须立即用蒸汽或热水冲洗干净;恢复工作时要首先加热。5.混凝土的养护。6.拆模时,混凝土与环境的温差不得大于15℃,当温度差在10℃以上,但低于15℃时,拆除模板后立即在混凝土表层采取覆盖措施,如覆盖草袋及彩胶布,以防混凝土表层温度的骤降而产生裂缝。7.制定冬季施工放火措施。
　　三、施工中需解决的问题
　　一是如何确定混凝土最短的养护龄期,二是如何防止混凝土早期冻害,三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。在实际工程中,要根据施工时的气温情况,工程结构状况(工程量、结构厚大程度与外露情况),工期紧迫程度,水泥的品种及价格,早强剂、减少剂、抗冻剂的性能及价格,保温材料的性能及价格,热源的条件等,来选择合理的施工方法。一般来说,对于同一个工程,可以有若干个不同的冬季施工方案。一个理想的方案,应当用最短的工期、最低的施工费用,来获得最优良的工程质量,也就是工期、费用、质量最佳化。目前,基本上采用以下4种方法。
　　(一)调整配合比方法。主要适用于在0℃左右的混凝土施工。具体做法:1.选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明,应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大,且在早期放出强度最高,一般3d抗压强度大约相当于普通硅水泥7d的强度,效果较明显。2.尽量降低水灰比,稍增水泥用量,从而增加水化热量,缩短达到临界强度的时间。3.掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下,加入引气剂后生成的气泡,相应增加了水泥浆的体积,提高拌和物的流动性,改善其粘聚性及保水性,缓冲混凝土内水结冰所产生的水压力,提高混凝土的抗冻性。4.掺加早强外加剂,缩短混凝土的凝结时间,提高早期强度。应用较普遍的有硫酸钠(掺用水泥用量的2%)和MS-F复合早强试水剂(掺水泥用量的5%)。5.选择颗粒硬度高和缝隙少的集料,使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。
　　(二)蓄热法。主要用于气温-10℃左右,结构比较厚大的工程。做法是:对原材料(水、砂、石)进行加热,使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后,还储备有相当的热量,以使水泥水化放热较快,并加强对混凝土的保温,以保证在温度降到0℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。此法工艺简单,施工费用不多,但要注意内部保温,避免角部与外露表面受冻,且要延长养护龄期。
　　(三)外部加热法。主要用于气温-10℃以上,而构件并不厚大的工程。通过加热混凝土构件周围的空气,将热量传给混凝土,或直接对混凝土加热,使混凝土处于正温条件下能正常硬化。
　　1.火炉加热。一般在较小的工地使用,方法简单,但室内温度不高,比较干燥,且放出的二氧化碳会使新浇混凝土表面碳化,影响质量。2.蒸气加热。用蒸气使混凝土在湿热条件下硬化。此法较易控制,加热温度均匀。但因其需专门的锅炉设备,费用较高。且热损失较大,劳动条件亦不理想。3.电加热。将钢筋作为电极,或将电热器贴在混凝土表面,使电能变为热能,以提高混凝土的温度。此法简单方便,热损失较少,易控制,不足之处是电能消耗量大。4.红外线加热。以高温电加热器或气体红外线发生器,对混凝土进行密封辐射加热。
　　(四)掺抗冻外加剂
　　在-10--15℃之间的气温中,对混凝土拌和物掺加一种能降低水的冰点的外加剂,使混凝土在负温下仍处于液相状态,水化作用能继续进行,从而使混凝土强度继续增长。目前常用的有氧化钙、氯化钠等单抗冻剂及亚硝酸钠加氯化钠复合抗冻剂。
　　
　　参考文献:
　　[1]朱荣吉.混凝土的冬季施工技术[J].科技风,2009

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