浅谈混凝土冬季施工技术
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作者: 胡天齐
[摘 要] 我国许多地方有较长的寒冷季节，但是由于受工期制约，许多工程的混凝土冬季施工是不可避免的。当环境温度降到4℃时，只要采用适当的施工方法，避免新浇混凝土早期浸冻，使外露混凝土与冬季气温保持较小温差，也会取得像在天暖施工时的效果。本文主要介绍了冬季施工原理、施工技术以及施工安全。
[关键词] 建设工程 招投标 问题 原因 对策
一、混凝土冬季施工前的准备工作
1.技术准备
施工技术方案（措施）的制定，必须以确保施工质量及生产安全为前提，应具备以下内容：冬季施工的生产任务安排和部署；施工材料进场计划；劳动力计划；热源、设备计划和部署；冬季施工人员培训计划；工程质量的控制要点；冬季安全生产的要点。
2.生产准备
根据制定的进度计划安排好施工任务及现场准备工作。如现场供水管道的保温防冻，搅拌机棚的保温，场地的整平及临时道路的设置，装修工程的门窗洞口封闭及保温。
3.资源准备
根据制定的计划，组织好外加剂材料、保温材料、施工仪表（测温剂）、职工劳动保护用品等的准备工作。做好原材料的检验复试及材料的配合比。
4.人员教育培训准备
冬季施工前必须进行人员培训。培训内容为：国家和地方有关冬季施工规范、标准、规定；有关冬季施工的基本理论知识及施工方法。同时，进行冬季施工前的技术交底工作。
二、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（冰）。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为成冰，也就是完全由液体变化固相时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不再增长。
水变成冰后，体积约增长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（即早期受冻破坏）而降到强度。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，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，而降到混凝土的密实性及耐久性。
由此可见，在冬季混凝土施工中，水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键。国内外许多学者对水在混凝土中的形态进行大量的试验研究结果表明，新浇混凝土在冻结前有一段预养期，可以增加其内部液相，减少固相，加速水泥的水化作用。试验研究还表明，混凝土受冻前预养期愈长，强度损失愈小。
混凝土化冻后（即处在正常温度条件下）继续养护，其强度还会增长，不过增长的幅度大小不一。对于预养期长，获得初期强度较高（如达到R28的35%）的混凝土受冻后，后期强度几乎没有损失。而对于安全预养期短，获得初期强度比较低的混凝土受冻后，后期强度都有不同程度的损失。由此可见，混凝土冻结前，要使其在正常温度下有一段预养期，以加速水泥的水化作用，使混凝土获得不遭受冻害的最低强度，一般称临界强度，即可达到预期效果。对于临界强度，各国规定取值不等，我国规定为不低于设计标号的30%，也不得低于35千克每平方厘米。
三、混凝土冬季施工中的关键施工技术
1.原材料加热、保温
（1）砂石骨料的温度保持在0℃以上。当加热水不能满足拌合温度时，可再将骨料均匀加热。
（2）水的加热温度不宜高于80℃。当骨料不加热时，水可加热至80℃。此时要先投入骨料和已加热的水进行搅拌均匀，再加水泥，以免水泥与热水直接接触。
（3）当加热水不能满足要求时，可将骨料均匀加热，其加热温度不应高于60℃。
（4）水泥不得直接加热，可以在使用前转运入暖棚内预热。
2.混凝土拌合及运输
（1）混凝土搅拌场地应尽量靠近施工地点，以减少材料运输过程中的热量损失，同时也应正确选择运输用的容器（包括形状、大小、保温措施）。
（2）混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋上，特别是新老混凝土（如梁、柱交接处）交接处的冰雪及垃圾。
（3）当采用商品混凝土时，在浇筑前，应了解商品混凝土中掺入抗冻剂的性能，并做好相应的防冻保暖措施。
（4）分层浇筑的混凝土时，已浇筑层在未被一层的混凝土覆盖前，不应低于计算规定的温度也得低于2℃。
（5）重点工程或上部结构要连续施工的工程，混凝土应采取有效措施，以保证预期所要达到的强度。
（6）预应力混凝土构件在进行孔道和立缝的灌浆前，浇灌部位的混凝土必须经预热，并采用热的水泥浆，砂浆或混凝土，浇灌后在正温下养护到强度不低于15Mpa。
（7）现场应留设同条件养护的混凝土试块作为拆模依据。
3.混凝土浇筑
墩身施工采用混凝土输送泵泵送浇筑。施工前根据墩柱尺寸算出钢模板外围面积，用脚手架将墩柱围起来，用养护罩将模板连同脚手架一起罩住，要求脚手架与模板的距离以不影响施工操作为宜。混凝土施工选在气温较高时进行，在拌合站及施工现场均配有足量温度计并做好温度测量记录，以便随时调整拌合温度以保证混凝土出机温度。混凝土浇筑前，清除干净模板和钢筋上的冰雪和污垢，当环境气温低于-10℃时，采用暖棚法将直径大于25mm的钢筋加热至正温。混凝土的灌注温度，在任何情况下均不低于5℃，混凝土分层连续灌注，中途不间断，每层灌注厚度不大于20cm并采用机械捣固。
4.混凝土拆模
冬期混凝土拆模时间应以同样试件的试验结果确定。根据与结构同条件养护试件证明，混凝土强度达到70%以上方可拆模。拆模时，混凝土表面温度与自然温度之差不能超过10℃，对已拆模的混凝土，应覆盖黑心棉或毛毯进行养护。采用暖棚法养护的混凝土，当养护完毕后的环境气温仍在0℃以下时，应待混凝土冷却至5℃以下后，方可拆除模板。
5．混凝土养护
（1）冬季浇筑的混凝土，由正温转入负温养护前，混凝土的抗压强度不应低于设计强度的40%，对于C10以下的混凝土不得小于5Mpa。
（2）采用的保温材料（草袋、麻袋），应保持干燥。
（3）在模板外部保温时，除基础可随浇筑随保温外，其它结构必须在设置保温材料后方可浇筑混凝土。钢模表面可先挂草棉，麻袋等保温材料并扎牢，然后再浇筑混凝土。
（4）保温材料不宜直接覆盖在刚浇筑完毕的混凝土层上，可覆盖塑料薄膜，上部再覆草袋、麻袋等保温材料。保温材料的铺设厚度为：一般情况下0℃以上铺一层；0℃以下铺一二层或三层；大体积混凝土浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖保温，其保温层厚度，材质应根据计算确定。
（5）拆模后的混凝土也应及时覆盖保温材料，以防混凝土表面温度的骤降而产生裂缝。
四、混凝土冬季施工中的安全和防火
（1）冬季施工时，要采取防滑措施。
（2）施工现场及临时工棚内严禁用明火取暖，应订出具体防火安全注意事项，并将责任落实到人。
（3）电气设备，开关箱应有防护罩，通电导线要整理架空，电线包布应进行全面检查，务必保持良好的绝缘效果。
（4）脚手架，脚手板有冰雪积留时，施工前应清除干净，有坡度的跳板应钉防滑条和铺草包，并随时检查架体有无松动及下沉现象，以便及时处理。
（5）打夯机，磨石子机等震动机械，以及经常移动的机具导线不得在地面上拖拉，不得浸放水中，应架空绝缘良好。
（6）工地临时水管应埋入土中或用草包等保温材料包扎，外抹纸筋。水箱存水，下班前应放尽。
（7）草包，草帘等保温材料不得堆放在露天，以免受潮失去保温效果。
（8）现场的易燃，易爆及有毒物品应有专人保管，妥善安置。明火作业应实行动火证审批制度，并配置必要的安全防火用品。
五、结语
各工序的施工时间和温度的控制是影响混凝土冬用性能的重要因素。在冬季不利因素的施工条件下，通过采取有效措施保证混凝土正常施工，并保证工程质量。
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