混凝土工程冬季施工技术要点探析

混凝土工程冬季施工技术要点探析

汪锋奇

中铁十一局集团桥梁有限公司

摘要：在冬季特别是北方冬季施工过程中，由于低温对铁路混凝土的正常凝结过程具有较大的影响，导致混凝土施工难度较大。因此，本文以铁路混凝土制品工程冬季施工技术为研究要点，对混凝土工程在严寒条件下施工作业进行了简单的分析，以期为混凝土工程冬季施工质量提升提供有效的借鉴。

关键词：混凝土工程；冬季施工；严寒条件；蒸汽养护

前言：铁路行业是我国经济发展阶段支柱产业，在铁路开展阶段，为保障工期，大多需要在冬季进行铁路混凝土施工作业。而由于冬季温度较低，若不采取完善的保护措施，就会对铁路混凝土凝结强度造成一定影响，甚至会出现严重的混凝土质量问题。基于此，对铁路混凝土工程冬季施工作业进行适当分析具有非常重要的意义。

一、某铁路混凝土工程概述

某新建铁路工程混凝土制品厂位于黑龙江佳木斯，该混凝土制品厂承担全线铁路某种混凝土构件总量的45%的生产任务，混凝土构件强度要求不低于60.0MPa。因该铁路混凝土构件供应时间集中，要求混凝土制品厂必须进行冬季施工。冬季施工期间室外日平均气温连续三月在-10.0℃以下，日最高温度在0.0℃以下，最低气温低于-30.0℃，属于严寒条件，施工环境非常恶劣。

二、混凝土工程冬季施工技术要点

1、技术及物资准备

为保证该铁路混凝土工程冬季施工作业顺利进行，该铁路项目部管理人员可参与冬季施工培训。并要求现场技术人员认真学习相关文献。从冬季施工影响、冬季施工应对等多个方面，预先制定完善的冬季施工风险控制方案，并准备了严寒条件下的施工设施。

2、混凝土原料控制

在铁路混凝土材料选择时，施工技术人员可在不考虑原材料加热及搅拌的基础上，选择水胶比在0.35以下的普通硅酸盐水泥及一级粉煤灰，同时严格检验混凝土的工作度，基本控制水泥用量在430.0kg/m3左右，粉煤灰的掺量不超过50.0kg/m3。

其次，铁路混凝土工程施工要求入模温度需超过5.0℃，在混凝土生产前必须对原材料进行处理，主要措施包括，骨料加热、封闭上料通道等。

最后，根据混凝土的施工方式，施工技术人员可选择具有一定防冻性能的外加剂，也可以适当增减外加剂的用量。如在综合蓄热法应用时，施工技术人员可在铁路混凝土内掺入少量早强剂。另外，施工技术管理人员可根据施工的实际情况在保证混凝土强度的情况下，适当调整水泥和矿物掺和料的用量和比例。

3、混凝土搅拌及输送

在铁路混凝土搅拌阶段，施工技术人员可以预先加入砂石、热水，随后加入适量的硅酸盐水泥。并控制整体拌合阶段热水温度在80.0℃左右，避免水泥假凝对铁路混凝土和易性及后期强度的影响。同时在早强抗冻外加剂混凝土拌合阶段，施工技术人员可控制整体搅拌时间在常温搅拌时间的1.2-1.5倍左右。

在铁路混凝土输送阶段，施工技术人员应尽量控制混凝土在运输线路上停留的时间。并在混凝土入模型后尽快振捣密实，避免铁路混凝土运输阶段热量损失。

4、混凝土浇筑

在混凝土浇筑期间，首先，施工技术人员应合理设置混凝土浇筑时间。同时保证混凝土浇筑时模型的温度以及浇筑时环境温度，一般要求混凝土浇筑时模型的温度不得低于5.0℃，环境温度不得低于0.0℃。

其次，在铁路预制构件浇筑阶段，施工技术人员可根据外界温度情况，安排专门的施工人员启动蒸汽养护阀门，并控制首次蒸汽送压压力至0.23MPa。在生产车间内温度达到规定标准后，保证供暖管道内始终有水且水温在80.0℃以上，以降低铁路混凝土受冻概率。

最后，无法保证环境温度高于0.0℃的浇筑期间，施工技术人员可以在及时清理铁路混凝土模板内杂物的前提下，使用人为加热的方式，使模型的温度提高，至不超过35℃即可。并在混凝土内设置若干温度测试点，在铁路混凝土预制件浇筑两个小时内，或者蒸汽养护池盖好后，进行温度测试。

此外，在浇筑时间计算过程中，施工技术人员可采用热工计算方式。即该厂所采用铁路混凝土控制现场入模温度在5.0℃以上。根据热工计算公式，入模温度为8.8℃，220mm厚铁路结构件冷却至0.0℃所需时间为206.4h。

5、混凝土制品养护及脱模

蒸汽加热养护的方式可以在短时间内快速产生蒸汽，并不需办理其他手续，仅利用蒸汽加热机即可完成，操作较简单便捷。因此，在混凝土浇筑作业结束之后，施工人员可利用蒸汽加热养护的措施，根据混凝土施工时间，混凝土及模型的体积，设置不同的养护池体积。一般来说，在混凝土制品厂，按照日产能折算的混凝土产量不超过400.0m3，设置台4.0T锅炉即可。

在铁路混凝土养护期间，施工技术人员可安排专门的人员控制混凝土蒸汽养护池内的湿度及温度。即铁路混凝土蒸汽养护棚湿度应在98.0%以上，温度应在30.0℃-50.0℃之间。若蒸汽养护棚内温度超出50.0℃，可启动蒸汽养护池内自动喷淋系统，适当降低温度。在铁路结构件养护期间，若在下道工序施工时必须开启养护棚，则施工技术人员可在控制养护池内、外正温差小于15.0℃的基础上，进行下道工序。一般来说，在蒸汽养护期间，预埋的结构件不受影响。在养护完成后进行两组以上的试件强度试验，保证铁路混凝土养护强度与标准要求相符。

在铁路预制件混凝土脱模阶段，施工技术人员可首先控制养护棚内温度，并根据铁路混凝土试件强度检测结果，保证铁路混凝土构件强度满足设计抗压强度、弹性模量80.0%以上时，方可进行脱模施工。在拆除完毕后，将混凝土预制件缓存在室内进行缓慢降温，直至混凝土构件温度与外界环境温度差小于15.0℃时方可将混凝土预制件转存至室外。一般情况下，在室内将混凝土预制件温度降低至0.0℃左右即可转存至室外，经试验测量，在低于0.0℃后，强度超过40.0MPa混凝土在自然温度环境下随温度变化而产生的体积变化不至于产生收缩裂纹。

总结：

综上所述，低温环境中铁路混凝土中水结冰会制约铁路混凝土硬化速度，影响铁路混凝土构件力学强度及耐久性能，甚至促使铁路混凝土抗渗等级下降至0。因此，在冬季铁路混凝土工程施工阶段，铁路技术人员应从技术、材料、环境等各个方面，预先制定完善的施工组织方案。同时以铁路混凝土材料拌合、浇筑、养护等关键环节为入手点，采取对应的保温措施，最大限度降低低温环境对铁路混凝土工程施工质量的影响。

参考文献：

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