冬期施工中混凝土的浇筑和养护研究

2014-10-21周君

建筑工程技术与设计 2014年32期

周君

【摘要】冬期施工面临很多困难，在负温条件下，由于砂浆、混凝土中所含的水分会出现冻结现象，建筑材料容易发生脆裂，会给混凝土的浇筑和养护带来诸多困难。本文基于混凝土冻结原理，简单介绍了冬期施工的一般规定以及混凝土工程的一般情况，对冬期施工中混凝土的浇筑和养护等施工工艺进行了分析和研究，以期能夠对冬期施工提供一定的指导。

【关键词】冬期施工；混凝土；浇筑；养护

混凝土是由水泥、砂石和水按照一定比例搅拌而成的混合材料，从理化角度来看，混凝土是在水泥水化作用下形成的胶合体，影响水泥水化速度的因素主要有组成材料、配合比与温度，在组成材料和配合比固定的情况下，温度直接影响水泥水化速度，进而影响到混凝土的强度，在负温条件下，水会由液相变为固相，水化不能正常进行，混凝土的整体结构也会遭到破坏，为了保证工程质量，多避免冬期施工，对于不得不在冬期施工的项目，必须制定冬期施工措施。

一、冬期施工的一般规定和混凝土工程的一般情况

（一）冬期施工的一般规定

通常在连续5天室外日平均温度稳定低于5℃的条件下进行施工，就进入到冬期施工，由于是在负温条件下开展施工，需要采取一定的保温覆盖措施，这不仅会增加工程造价，也会影响到工程质量。就冬期施工中混凝土工程而言，由于砂浆、混凝土中所含的水分会出现冻结现象，建筑材料容易发生脆裂，会给混凝土的浇筑和养护带来诸多困难。混凝土工程项目施工和验收规范中做出明确规定，当室外平均温度连续5天稳定低于5℃时，混凝土工程应制定冬期施工措施，及时掌握温度变化，在温度骤降时采取防冻措施。正常状况下，冬期施工中混凝土的浇筑应在受冻前抗压强度控制在30%以上，如果选用的是矿渣硅酸盐水泥，混凝土的抗压强度应控制在40%以上，且不小于5兆帕。目前国内冬期施工中混凝土的防冻措施就是以此为基点[1]。

（二）混凝土工程的一般情况

根据理化分析和试验验证，混凝土在凝结过程中，水泥水化速度会随着温度的变化而变化，高温要比低温时的水化速度快，强度增长也较快，如果受到负温侵袭，水泥水化作用就会受到阻碍，混凝土中所含的游离水分会出现冻结，结构体积增大导致混凝土冻裂，进而影响混凝土质量，因此在混凝土浇筑之前，应注意对原料加热，做好拌制工作。

1.原材料加热

结合冬期施工中混凝土养护期的室外温度，原材料加热分为两种情况，即当室外温度不小于零下10℃时，只需对水进行加热；当室外温度小于零下10℃时，除了对水进行加热外，还要考虑对砂石料进行加热。原材料加热应综合考虑混凝土拌制、运输和浇筑的损失，通过地热工计算加以判断，对水进行加热多采用锅炉加热，或者是小型电加热；对砂石进行加热的方法也有很多，如蒸汽直接加热法、料斗加热法、红外线电热手推车加热法等。在拌制过程中，要保证混凝土是正常水化而非假凝，不同组成材料，其加热限制也不同，对于矿渣水泥，原材料加热的最高温度限制为80℃；对于矾土水泥，原材料加热的最高温度限制为40℃；对于硅酸盐水泥，425号硅酸盐水泥原材料加热的最高温度限制为70℃，525号硅酸盐水泥原材料加热的最高温度限制为60℃。冬期施工的混凝土最好选择硅酸盐水泥，而且水泥标号不应低于425号[2]。

2.混凝土拌制

冬期施工中混凝土拌制所用的骨料应保持清洁，不应含有冰雪、易冻裂的物质，防冻剂的加入不应再使用活性骨料。对于掺入外加剂的混凝土，如果是粉剂，可按照掺量散入水泥中，如果是液体，则应按照配置要求制成施工溶液。冬期施工中混凝土的浇筑最好选用无氯盐类防冻剂，对于抗冻性要求较高的混凝土，适宜选用引气剂，掺入氯盐类防冻剂，其掺量应依据热工状态计算，不应超过水泥重量的1%，拌制必须搅拌均匀，不适宜采用蒸汽养护，混凝土的入模温度不应低于5℃，出机温度不应低于10℃[3]。

二、冬期施工中混凝土的浇筑和养护

（一）冬期施工中混凝土的浇筑工艺

冬期施工中混凝土的浇筑，其温度应达到热工计算的要求，如果不能达到热工计算的要求，则应调整保温措施，直至温度与热工计算要求相适应为止；在浇筑前应先清理模板和钢筋上的冰雪和其他污垢，浇筑所用的容器要具备保温功能，或已经采取了保温措施；对于强冻胀性地基，不应浇筑混凝土，而弱冻胀性地基要保证地基土没有遭冻的前提下才可以浇筑混凝土；对于大体积结构普遍采用分层浇筑的方法，各分层浇筑的时间间距不应过长，已浇筑层混凝土的温度只有在不小于2℃，且不低于热工计算时，才可以进行下一层的覆盖浇筑；根据现行国家规范要求，冬期混凝土工程施工现场留置试块要保持在2组以上，也就是6块，采取同条件的养护方法，对混凝土受冻前和转入常温养护28天的结构强度进行检验[4]。

（二）冬期施工中混凝土的养护方法

冬期施工中混凝土的养护，通常采用蓄热法，即在室外最低气温高于零下15℃时，选用快硬早强水泥，并对原材料进行短时加热，可在混凝土拌制中掺入早强型外加剂，同时还可以采用棚罩加强维护或者是利用未冻土热量等措施来延长正温养护龄期。在一定龄期内，如果采用蓄热法养护达不到预定要求时，还可以考虑选择暖棚法、蒸汽法、电加热法等养护方法。

1.暖棚法

冬期施工中混凝土养护采用暖棚法时，棚内温度应保持在5℃以上，并要保持混凝土表面湿润，模板和保温层的拆除应在混凝土冷却到5℃后，在混凝土表面与外界温差不小于20℃的情况下，如果要拆除模板，应对混凝土采取缓慢冷却的临时性保温覆盖措施[5]。

2.蒸汽法

采用蒸汽法养护，在进行蒸汽均匀加热时应排除冷凝水，避免出现游离水分结冰的现象，如果选择的是普通的硅酸盐水泥，养护温度应控制在80℃以下；如果是矿渣硅酸盐水泥，养护温度可以超过80℃。在排出冷凝水时，要防止其渗入到地基土中。

3.电气热法

采用电气热法养护，电极布置要确保混凝土能够均匀受热，加热到混凝土强度标准值的50%，这些措施要在混凝土表面被覆盖后进行，在养护过程中，应注意观察外表面的湿度，混凝土表面开始干燥时，应先停电，用温水润湿混凝土表面，然后再行加热[6]。

结论：

通过对冬期施工中混凝土工程水化作用的分析，在负温条件下，混凝土的浇筑和养护面临着诸多困难，浇筑工艺和养护方法的选择和合理利用，能够有效保证混凝土质量，进而保证项目工程的质量。

参考文献：

[1]刘宇.负温混凝土抗冻临界强度与微观结构的研究[D].沈阳建筑大学，2011.

[2]刘琪.箱涵结构大体积混凝土冬期施工技术及质量控制研究[D].郑州大学，2013.

[3]刘卫星，欧立新，周维英，田辉.冬期施工钻孔灌注桩混凝土温度测试研究[J].城市轨道交通研究，2010，13（4）：36-41.