严寒期混凝土施工要点简析

严寒期混凝土施工要点简析

米彦波

榆林市榆阳区鱼种场陕西榆林719000

摘要：严寒期是混凝土施工的传统禁区，但随着技术的进步和紧迫的施工任务的需求，严寒期的混凝土施工叶变得必要和可行。本文从施工准备、材料及配合比选择、生产、运输和浇筑以及养护等方面分析了严寒期混凝土施工要点，对严寒期进行混凝土施工提供借鉴。

关键词：配合比；严寒期施工；蓄热法；混凝土养护

1引言

混凝土结构因在土木工程中广泛应用而被赋予了极为特殊和显著的社会与经济属性。如果不对混凝土的冬期施工给予有效的关注，将会带来巨大的财产损失。我国水利工程正处于大规模基本设施建造的时期，研究混凝土冬期施工，避免混凝土冬期施工中可能出现的一些问题，对于促成工程业主、技术和管理人员理解并自觉运用混凝土冬期施工的一些理念和方法，保障混凝土结构服役可靠性、延长使用寿命，降低工程成本、缩短工期，具有重要意义。

2.施工前准备

在冬期进行混凝土施工作业的原因很多，如分流夏季作业的高峰、调节全年的劳动力配置、利用冬季河流的冰冻期进行作业以及为尽早完成全部工作而必须全年施工等。无论哪种情况，寒冬作业都要考虑合理调节整体工程的成本，充分考虑其经济效益和必要性。严寒条件下要做到在初期进行有效养护、防止初期冻害的产生。初期养护结束之后春季到来之前的这段时间，期间冻结开始融化，要求保证建筑物能够抵抗这方面的危害，以确保在规定的龄期内达到相应的强度。在突然升温、温度变化剧烈或者千燥情况下保护混凝土，防止出现裂缝。

为此，在实际作业前需要进行一下仔细详尽的调查：

（1）施工地区的气象条件、工程条件、建筑结构和规模等相关情况。

（2）施工现场的机械及劳动力配置、养护方案。

（3）对气象条件的变化情况制定相应的应变措施。

（4）施工现场工人的工作环境。

3.材料选择

（1）选择快干水泥。快干水泥有利于施工，可以根据具体情况采用快速强化型水泥或快速硬化型

水泥。也可使用速凝剂，当混凝土中存在钢筋时应避免使用氯化物。

（2）选择中热型水泥及混合水泥。在大体积混凝土施工时，由于水化热作用是部材中央部分温度上升，有发生温度裂缝的危险，因而可以尝试使用中热型水泥以及混合水泥。

（3）将无氯化物、无碱型防冻剂作为在严寒混凝土作业中特有的外加剂。防冻剂的主要成分是硝酸化合物或者亚稍酸化合物，根据是否有减水作用分为型（有）和型（无）。型一般和减水剂等配合使用，但是如果它与含有硫氰基化合物的外加剂反应，可能会产生有毒气体，所以在使用前必须首先考虑其与外加剂是否相容。虽然不能通过防冻剂的使用降低新拌混凝土的冰点，侃是添加量的加大可以起到促进强度增长的作用。

（4）添加防冻外加剂，引气剂。当水泥中掺入牛油作助磨剂时，发现用这种水泥配制的混凝土比未掺入助磨剂配制的混凝土耐久性更好，这才偶然发现它可以改善混凝土的抗冻性。引气剂的主要品种有：动植物脂肪油中提炼出来的脂肪酸盐；木树脂碱盐；硫酸盐和磺化有机化合物碱盐。所有这些引气剂都是表面活性剂，即长链分子定向排列以减少水分子表面张力，分子的另一端朝空气定向排列。因此，形成的气泡在搅祥时会稳定存在：引气剂分子互相排斥，形成一层薄腹覆盖在气泡表面，这样可阻隔气泡聚结，保证引入空气均匀分布。

4.混凝土的拌合

（1）加热拌合物各组分。加热水较容易，但水温不宜超过60℃，否则水泥会发生闪凝，避免水泥和热水直接接触，合理安排拌合物各组分揽拌机投料的次序。加热骨料最好通过管道蒸汽加热而不是直接喷蒸汽，因为后者会引起骨料含水量的变化，骨料加热温度不宜超过52℃。同时，骨料中也不应含冰，因为融化冰所需热量会很大程度上降低混凝土的温度。一些国家，将整个混凝土拌合物的温度加热至40~60℃。这样的温度对拌合物工作性和混凝土长期强度不利，但经济上的考虑平衡了这些不利影响，模板可以快速重复利用、绕筑后无需加热、较高的初始温度加速了水化反应过程并产生了“免费”热量。

（2）配置混凝土的温度应提前计算。计算时应考虑混凝土运输过程中的热损失，目的是确保混凝上有足够高的温度，防止过早冻结，同时确保混凝土不在过高的温度凝结，否则会对混凝土强度发展带来不利影响。新拌混凝上温度过高会降低其工作性，并可能引起较大的热收缩。

加热材料时，按照先加热热容量大的水，在加热骨料的顺序进行。骨料使用蒸汽加热，尽量做到令骨料整体同时受热，受热温度一致，不要使含水率发生局部变化。因为水泥具有一旦加热就马上凝固的危险，所以决不能进行加热操作。应先用搅拌机混合高温水化骨料，待温度降到以下时再加入水泥。

5.混凝土的运输与浇筑

混凝土不能浇筑在冻结了的路基或者混凝土基面上，要求作为混凝上作业面的路基和模板等的表面温度必须在冻结温度之上。

浇筑前必须事先将附着于模板内部或者钢筋上的冰雪完全清除，解冻时宜采用蒸汽解冻的方式，同时注意防止这些部位的再次冻结。

浇筑时，注意防止混凝土温度下降的速度过快，同时注意在还存在由水时不能进行最后的整平作业。

浇筑后的混凝上不能长时外露在空气或者寒风中。

如果使用混凝上泵进行施工，则输送管道温度过低可能会异致先行进入管道的水泥浆部分冻结，因此需要通过保温或者用温水等对管道进行预热。

6.养护

6.1隔热养护

釆用隔热材料覆盖在混凝土表面，利用水泥的水化热效应来保温，直至达到要求的强度，这种保温方式适用于最低温度为-3℃以上的轻微冻结期。如果温度更低，就需要同时釆用隔热材料等制作而成的保温性能比较高的模具。同时采用隔热模具时，水泥的水化热损失量极少，但一旦移除模具，则可能存在混凝土表面的温度急剧下降的问题，特别是在大体积混凝土时，产生裂缝的可能性非常大。进行保温养护时，温度降至0℃以下期间的混凝土温度对强度影响相当大，所以需要注意不要将饶筑温度设定的过低。如果最低温度达到了-15℃左右，则还需考虑使用防冻剂。以薄板或者保温薄板简单的覆盖一下混凝土表面，将降温至0℃的降温过程控制在12h以上，这样才能在此之后顺利地提升强度。

6.2蓄热法养护

蓄热法就是通过保温措施，将混凝土自身的水化热和由外界获取的热储蓄起来，使其具有一个合适的正温环境，继续水化增长强度。釆用蓄热法施工，除水泥外，粗细骨料和水都可以进行加热，以弥补硬化过程的热量损失，对水进行加热是常用的方法，其中水的加热设备比较简单，易于控制，且比热大，为砂石料的5倍，因此首先考虑对水加热。如果通过热工计算不能满足要求时，才考虑砂、石材料的加热。进行材料加热时，砂、石骨料加热温度不得超过75℃，水温不宜超过90℃。水的加热可采用烧水锅炉、直接向水箱内导入蒸汽或者采用电极加热。砂石可用蒸汽、大锅或火坑进行加热。

采用蓄热法，可以根据潘筑构件的散热情况确定混凝土的入模温度，根据入模温度可以反推拌合物出机温度，根据出机温度，通过热工计算可以求得各项材料的加热温度。当气温在-15~5℃时，基础工程或大体积混凝土，适于采用此法。如果气温低于-15℃结构表面系数大于时，则应加强保温，最好与掺入早强剂相配合。

参考文献：

[1]唐明，马春艳，于蕴萍.对水利工程冬季混凝土施工的探讨[J].治淮.2005（11）：25-26

[2]李永彬冬期混凝土的施工[J].科技向导.2011（11）：190

[3]常明云水工混凝土冬季施工特点——负温混凝土法在主体工程施工应用[J].混凝土.2007（3）：104-106

作者简介：

米彦波，男，（1982—），陕西榆林人，现就职于榆林市榆阳区鱼种场，助理工程师，当前主要从事水利工程、水土保持相关的科研和施工工作。