冬期混凝土施工与越冬防护

冬期混凝土施工与越冬防护

隋超杰 中国能源建设集团黑龙江能源建设有限公司，黑龙江哈尔滨 150016

摘 要：混凝土工程冬期施工是北方建筑施工经常遇到的问题，若采取的措施不当，会给工程带来不利影响，极易给工程质量造成隐患或出现质量事故。本文阐述了绥化地区冬期混凝土施工时的注意事项及措施。

关键词：冬期施工 混凝土工程 原材料加热 测温养护 越冬防护

0 引言

在我国北方建筑工程施工过程中，因受自然气候影响，加之工程建设的进度需要，有时不可避免的要进行冬期施工。室外日平均气温连续5天稳定低于5℃即进入冬期施工，当室外日平均气温连续5天稳定高于5℃ 时解除冬期施工。而冬期施工是混凝土工程质量事故的多发季节，而且有明显的滞后性，即冬期浇筑的混凝土出现质量问题时，多在春融或后期呈现。由于事故发现较晚，处理难度较大。所以冬期施工期间需对混凝土原材料、搅拌、运输、浇筑、养护、越冬防护等方面均应采取相应控制措施，并以理论计算数据为根据。本文通过绥化地区安达市在建生物质发电厂工程实例予以说明。

1 工程概况

安达绿能生物质发电工程根据建设单位及监理公司要求，结合现场实际进度情况，场地气候特点等，部分建筑工程需在冬期施工。

该工程厂址位于黑龙江省安达市北市郊外约3公里处，属于北温带大陆性半干旱季风气候。冬期寒冷、干燥，时间长达200天以上。年平均气温为3.2℃，年极端最低气温-44.3℃基本风压0.45kN/m²，基本雪压0.40kN/ m²，最大冻深2.00m。集中降雪期为每年11月至次年1月。

2 混凝土原材料要求

2.1采用蓄热法、暖棚法、加热法等施工的普通混凝土，采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥配置时，其受冻临界强度不应小于设计混凝土强度等级值的30%。

2.2当室外最低气温不低于-15℃时，采用综合蓄热法、负温养护法施工的混凝土受冻临界强度不应低于4.0MPa。

2.3混凝土配置选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，混凝土最小用水泥量不小于280kg/m³，水胶比不应大于0.55。垫层等强度不大于C15的混凝土，不受此限制。

2.4拌置混凝土所用骨料要清洁，不得含有冰、雪、冻块及其他易冻裂物质。

3 混凝土搅拌

本地区11月末外部气温约为-15℃。仅加热水不能满足施工要求。将拌合用水加热至70℃，中砂及碎石加热至5℃，按经审批的C30强度等级混凝土配合比试计算砼出机温度。

C30砼每立方米各原材料用量为：386kg水泥，707kg中砂，1060kg碎石，178kg水，48kg粉煤灰。砂石含水率均为2%。

即砼拌合温度T₀为（公式及式中符号含义见建筑工程冬期施工规程第53页）

T₀=［0.92（-15×386-15×48+5×707+5×1060）+ 4.2×70（178-707×0.02-1080×0.02）+4.2（5×0.02×707+5×0.02×1060）]÷［4.2×178+0.9（386+48+707+1060）]

=16.11℃

即砼出机温度T₀为

= 16.11-0.16（16.11+15）=11.13℃

混凝土出机温度满足冬期施工所需求的砼出机温度。出机后使用经保温的砼罐车迅速运至拟浇筑部位，保证入模温度大于5℃。

为保证拌合水温度需求在搅拌站设置一个5m³铁制加热水箱，表面用100mm厚岩棉保温，外用白铁皮包面，从供水管道接入进水管，水箱内放入电加热器以加热混凝土搅拌用水，水温保持在70℃。为保证搅拌站在2小时内形成生产能力。拟采用两台大于80kw的浸入式电加热器。

设地下水温为10℃则计算式为：

Q=CM(t-t₀) =4.2×10³J/Kg℃×5000kg×（70-10）℃=1.26×10⁹J

W= Q=1.26×10⁹J

功率P=W/T=1.26×10⁹J/（2×3600）=175000W（电加热器功率满足要求）

为保证骨料拌合温度需求，在启动锅炉房外管道支架接引2根Φ48mm的蒸汽管路（供、回）。蒸汽管路埋地500mm深，管外缠绕保温岩棉。蒸汽管道在搅拌站骨料堆放场内伸出地面，呈s型布置在砂石料底部，保证冬期施工期间骨料温度大于5℃。砂石料顶部覆盖一层塑料布、两层防寒毡保温，同时可防止雨、雪进入，避免材料结块。

4 混凝土浇筑及养护

冬期不得在强冻胀性地基土上浇筑混凝土，在弱冻胀性地基土上浇筑时，基土提前覆盖棉被及塑料布进行保温，以免遭冻。

混凝土在浇筑前，清除模板和钢筋上的冰雪和污垢。振捣要快插慢拔，达到密实，振捣后用木抹子将面抹平，马上铺塑料膜，其上及时铺盖双层棉被及棉毡保温层。

当室外最低气温不低于-15℃时，地面以下的工程采用蓄热法养护，即混凝土浇筑后要在裸露的混凝土表面先用塑料布覆盖，然后铺设双层棉被及防寒毡。塑料膜不得直接铺在新浇筑混凝土面上，需用架体支起，防止人踩踏造成表面破坏，铺膜人员沿四周操作，不得在新混凝土面上踩踏。对边、角部位保温的厚度应增到到面部的2～3倍。混凝土在养护期间，保温措施要压紧、绑牢，防风、防失水。

冬施混凝土试块养护条件应与施工现场结构养护条件一致，每一工作班留设两组同条件混凝土试块。

当室外最低气温低于-15℃或二次灌浆时，搭设暖棚结合蓄热保温养护。暖棚使用脚手架为骨架，顶部铺设脚手板，外部使用塑料布及棉被维护，截面宽出基础外边缘1.5m,。内部设2组电暖气,上下四角挂置温度计，在离地面500mm高度处必须设点，各测温点温度不低于5℃。每昼夜测温不少于4次。当温度不满足时可适当增加电暖气数量。养护期间同时测量棚内湿度，混凝土不得有失水现象。当有失水现象产生时，应及时洒水养护。暖棚出入口设专人看护，除测温及测湿人员外禁止随意出入。对于框架梁、柱、板在-20℃时，无法采取暖棚保温的情况下，除覆盖双层棉被及防寒毡外，在双层棉被间增加一层电热毯，并随时监控温度。

冬施砼搅拌、浇筑、养护期间应根据各自要求对气温、砼出机温度、砼入模温度和养护温度进行测量，并作好记录，再根据测温结果，采取相应措施，确保砼施工质量。

施工期间的测温项目及频次需包括室外的最高、最低温度；每昼夜不少于4次的环境温度；每一工作班不少于4次的搅拌机棚、砂石料等原材料、混凝土出机、浇筑、入模温度。

模板和保温层在混凝土达到设计强度4Mpa或达到设计强度的50%，且高于受冻监界强度，并冷却到5摄氏度后方可拆除，按同条件混凝土试块强度值控制，拆模后的混凝土及时覆盖，使其缓慢冷却。

5 混凝土越冬防护

因冬期施工过程中外部温度较低，为防止基础下地基土冻胀后对基础产生破坏。需对裸露在地面的混凝土基础采取一定的防护措施。

5.1 对零米以下基础入冬以前完成全部土方回填工作，保证基础安全越冬。在冻胀土上的地梁其下面有可能被冻土隆起的地方，要掏空或垫以挤塑板、中砂等松散性材料。

5.2 在冬期来临前将未交付安装的设备基础地脚螺栓孔内积水全部排净，并在设备基础地脚螺栓孔上设置防护盖，对于所预留孔洞采用保温棉毡进行封堵，确保达到有效的保温效果。

5.3 对于裸露在外边的输料地道，越冬期间地道内不具备采暖条件。为防止地基土冻胀对地道底部产生破坏。通过经济比对采取覆盖松土及草席保温的方法，并在土、草席顶部加设塑料薄膜隔气层，提高保温效果。

根据地勘资料本地区冻深厚度为200cm。采用保温材料及厚度计算如下：（公式及系数β见建筑施工计算手册第980页）

顶板覆盖松土厚度为：h=H/β= H-h₁β₁/β=(200-40×0.96)/1.2=135cm（40为地道顶板混凝土厚度）

因顶板设有落料洞口需对此处予以单独覆盖，使用脚手架搭设骨架，满铺脚手板承重堆置草席。堆置草席为：（公式及系数β见建筑施工计算手册第980页）

h=H/β=200/3.8=100cm

为防止冬期雨、雪侵入，影响保温效果。地道覆盖完成后，整体加盖一层塑料布，做防护用。塑料布要使用重物压实，并绑紧。

6 结语

混凝土工程成型后，如若发生内在的质量问题很难对其进行改正。尤其在冬期施工混凝土时，容易产生温度裂缝，降低混凝土的强度。而在火力发电厂中，混凝土基础承担着各种发电设备的巨大荷载，这就要求我们必须严格控制冬期中的施工质量。安达绿能工程冬期混凝土施工过程中严格按照规范及所制定的各项施工及养护措施组织施工。质量符合规程要求，为同类型施工积累了一定的施工经验。