李永琳

摘  要：在低温天气下的混凝土施工过程中，由于混凝土中的部分水会结冰，在这种情况下，参与水泥水化的水会减少，水化速度会减慢，这必然影响混凝土强度的增长。而且，当水结冰时，骨料和钢筋的外表面也会结冰，削弱水泥浆、骨料和钢筋之间的粘结，对混凝土的抗压强度影响较大，不利于混凝土的密实性和耐久性。因此，在低温天气下的混凝土施工过程中，有必要对各施工环节的技术要点进行控制，以保证混凝土的强度，达到具体的施工效果。分析了低温天气下混凝土的施工工艺，阐述了低温天气下混凝土施工中遇到的问题及解决方法。

关键词：外加剂、混凝土、施工方法、低温

一、概述

随着国家经济和技能的发展，在目前的工程建设中，混凝土有着广泛的应用。环境温度在不同的条件下，对混凝土有不同的影响。

混凝土施工环境受高温影响，易开裂。在不同的温度环境下，特别是在高温天气下，会出现不同的温差，有加快凝固或温度裂缝的可能性。养护过程中，为避免混凝土水分快速蒸发，必须有足够的养护用水，但可能伴随碳化、轻集料或集料配合比失当，可能会造成混凝土出现一定程度的间隙或气孔，这样可能导致混凝土渗透性增加。

试验证明，低温对混凝土早期性能的影响：施工温度越低，初凝时间和终凝时间越长，两者相比之下终凝时间对混凝土早期影响会更加明显。在低温条件下，混凝土的体积稳定性对混凝土结构有影响。表面温度的降低速率比内部温度的降低速率更明显，导致了更大的温度梯度和温度应力。如果混凝土的抗拉强度不足以承受这种温度的应力，混凝土表面就会产生不规则的可见或不可见的裂缝。

当室外日平均气温连续5天低于5℃或最低氣温连续5天稳定在-3℃以下时，混凝土施工称为低温施工。我国有寒冷季节的地区有很多。

对于新浇混凝土，会造成冻胀破坏。在130天的负温期内，预防和控制低温施工中混凝土的冻害具有重要意义。为了能达到混凝土施工的温度要求，我们可以采用适当的施工方法，尽量避免混凝土在浇筑中就受冻，应确保混凝土达到施工所需要的温度要求。

二 低温下混凝土施工所遇到的问题

通过了解我国在低温条件下混凝土施工技术的发展现状，我们可以发现以下的一些问题。

1）混凝土配比原材料的护理与保养要点

混凝土配合比原材料护理与养护施工[14]管理中应注意两个问题：一是在施工准备阶段，充分调查气候环境、天气变化情况，施工项目所在区域的低温等条件，对配制值和材料进行统计分析，根据上述影响因素判断混凝土养护方案。由于低温等级的不同，对混凝土的硬度和强度性能会产生不同程度的影响。因此，在养护措施中，可适当提高水泥用量的比例，对提高混凝土的硬度性能起到一定的作用。

2）保证低温混凝土施工中温度和条件

低温混凝土施工所用的混合料和原材料，应根据生产工艺和温度条件计算确定施工要求[15]。在低温混凝土中，原水泥使用时温度应保持在5℃以上，不能加热。正常情况下，水泥应存放在适当温度的棚内。存放砂的地方应有一定的坡度，有利于及时排水，避免低温冻砂。把沙子的表面盖上以防结冰。

3）在低温混凝土的施工中做好外加剂的使用

保证混凝土的早期强度能有效地抵抗冻害。在混凝土中加入早强剂，可以提高混凝土的硬化速度，缩短混凝土早强形成的时间。这样，混凝土硬化时水化过程产生的热量不至于使混凝土收到冻害在混凝土中加入减水剂可以减少混凝土中的水的使用。通过控制混凝土中水的使用，可以提高混凝土的强度，使混凝土达到可以抵抗外部低温的条件。

4）在低温混凝土的施工中控制好浇注的时间

浇筑混凝土时，应注意温度[16]。如果温度过低，在施工过程中会造成混凝土裂缝。因此，当平均温度低于-10℃时，应停止混凝土浇筑。如果在-10℃下浇筑，会产生裂缝，降低混凝土强度，使施工质量得不到保证。当建设工程需要在寒冷、低温的天气环境中施工时，要认真选择混凝土性能，加强施工方法，并采用不同种类的混凝土保温、加热，补充热量等技术方法结合施工现场的具体气候、天气和气温变化，减少冷、低温天气对施工工程质量的影响。

三 改善低温下混凝土施工的具体方法

3.1混凝土外加剂的运用

在低温条件下，混凝土的施工会受到很大的影响，而要解决这些问题，我们就需要在混凝土中加入特定的外加剂来改善混凝土的性能，从而使混凝土达到施工所需要的条件。

一、速凝剂的运用

（1）速凝剂是一种能使混凝土在掺入它后迅速凝结硬化的外加剂。粉状固体掺量仅占混凝土水泥含量的2%-3%，但能使混凝土在5分钟内初凝，10分钟内终凝。以达到对竖井内混凝土进行抢修或快速凝固的目的。它是我国喷射混凝土施工方法中不可缺少的添加剂[17]。它的作用是使混凝土水化硬化的速度加快，在很短的时间内形成足够的强度，保证特殊施工的要求。

2）在使用速凝剂之前应选择规定的用量以及确定凝结时间。根据喷射混凝土需要的比例将材料拌和均匀并随机加入速凝剂。

3）在混合物料时请不要添加此产品。由于石砂含水量大，不喷速凝剂会在短时间内吸收水分，分解其快凝组分，影响凝结时间，降低混凝土强度，导致喷射混凝土的不利影响。在使用前，对施工中所使用的混凝土品种进行试拌试验，并在大批次使用前选择参量。加强前期的洒水养护以保证后期混凝土的强度。严格控制水灰比。漏水工程必须要增加水量。

硅酸碱（水玻璃） 硅酸钠、硅酸钾类速凝剂[18]：主要用于湿喷混凝土。它们通常是液态的，并且含有大量（按胶凝材料重量计，>10%）可溶性硅酸盐沉淀并加速冷凝。当使用大掺量时，这些促进剂会降低与基层的粘结力，最终降低混凝土的强度，产生严重的干缩。

铝酸钠、铝酸钾、铝酸盐类速凝剂[19]：它不仅可用于干拌，也可用于湿拌和喷射混凝土工程。一般用量为2.5%-5.5%。铝酸钾比铝酸钠效果好，但价格较高。它们主要直接参与硅酸盐水泥的水化，加速水泥的凝结，与石膏结合，防止水泥颗粒表面形成钙矾石，使铝酸三钙立即发生反应，达到大多数喷射混凝土所需的初始强度。水泥的化学成分、细度和矿物掺合料通常对其作用有影响，但其影响小于碳酸盐掺合料。最终强度损失为20%-25%。毫无疑问，铝酸盐速凝剂在湿拌喷射混凝土工程中的应用效果最好，对厚衬板甚至屋面都有良好的施工效果。但其碱含量高、对人体健康的危害是制约其应用的主要因素。此外，硫酸和活性集料在应用中也存在一些问题，可能导致碱-集料反应。

无碱液体速凝剂：无碱液体促进剂的应用鲜有报道。这种促进剂可以解决碱性促进剂的一些常见问题，如对地下施工环境的危害、碱-集料反应的危害、使用过程中高pH值的危害以及喷射混凝土后期强度的损失等。

二、早强剂[20]的运用

（1）、主要技术性能

1）早强：能显著地提高混凝土的早期强度，24小时强度可达设计强度的90%以上，24小时抗压强度比为254%，36小时强度可达设计强度的100%以上，且后期强度明显地提高，28天强度可达设计强度的120%以上，可大幅度缩短施工工期。

2）减水：具有良好的减水性能，减水率可达20%以上，与空白混凝土坍落度可提高10cm以上。因此，可以降低混凝土的水灰比，减小混凝土收缩。在保持混凝土坍落度和强度不变的情况下，可节约水泥10%左右。

3）保塑：具有良好可泵性和保塑性。可保持混凝土的流动性，降低坍落度损失，一小时的坍落度损失约为1～2cm.

4）阻锈：含有阻锈组份，可防止钢筋锈蚀。

（2）、适用范围

1）特别适用于工期紧急的混凝土工程及预制混凝土构件的生产、施工。

2）适用于普通混凝土、预应力钢筋混凝土的泵送和非泵送施工。对普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥均有较好的适用性。

3）可用于各种土木、建筑、交通及水利等工程领域。

4）适合气温在零下15℃以上的季节施工。

（3）使用方法

1）早强剂按水泥重量的2%～3.5%掺用，夏季最佳掺量为水泥重量的3%;低温为3.5%。

2）早强剂为粉末状，可与水泥一起加入搅拌机内。

有机型

三乙醇胺[21]是最常用的有机化合物早强剂。三乙醇胺是一种表面活性剂，能促进混凝土中铝酸三钙的水化和钙矾石的形成。三乙醇胺常与氯化物早强剂配合使用，这样会具有较好的早强效果。常见的有机物早强剂有甲酸钙和乙酸。此外，在实际应用中，三乙醇胺还具有一定的早期强度性能，同时对混凝土后期强度也有明显的提高。

3.2 施工技术的运用

（1）在低温下进行混凝土施工时，我们通常会采用早强硅酸盐水泥来调整配合比，这样就可以提高混凝土的抗冻性[22]。有高水化热和高早期强度，这些都是早强硅酸盐水泥[23]的特点，对混凝土的强度有明显的提升效果。在增加水化热缩短临界强度时间的同时，要降低水灰比和增加水泥用量。在确保混凝土配合比不变的情况下，可采用外加剂使水泥浆体积增加，完善混合料的流动性，增强混凝土的粘结力及保证混凝土水分不流失，減少混凝土中因为水冻结而产生的水压，使混凝土的抗冻性增加。提高混凝土的早期强度，也可以使用早强剂。为了让混凝土膨胀系数接近周围砂浆的膨胀系数，增加混凝土的强度，那么我们会使用颗粒硬度高，空隙少的骨料。

（2）低温混凝土施工完成后进行后期混凝土养护[25]，做好后期养护工作。常用的方法有蓄热法和温棚法。在蓄热法中，采用导热系数低的材料对混凝土结构外表面进行保温。具体施工时，采用保温模板，浇筑混凝土顶面立即覆盖保温材料。蓄热法能有效防止混凝土表面冻害，保证混凝土表面温度满足混凝土正常凝结硬化的要求。暖棚法是在混凝土浇筑仓上设置暖棚，暖棚内一般采用排汽管或加热器加热，使棚内温度保持在0-5℃左右。暖棚主要由棚盖、支撑结构和保温层的围护结构组成。

总结

在高低温天气下，混凝土施工涉及方方面面，其质量和安全是最重要的。因此，在施工中，应坚持“质量第一，严格控制，规范施工”的原则，加强搅拌和浇筑，加强安全施工管理和人员管理，尽量减少混凝土的拌和和浇筑温度，施工安全。保证施工人员的健康，使混凝土工程达到规定的强度，整个工程要高质量地完成，为解决施工过程中的各种问题，在低温条件下，由于混凝土施工的复杂性，为保证低温混凝土施工质量，必须掌握具体的施工工艺要点，控制施工过程中各环节的质量，严格按照低温混凝土施工方案，做好混凝土施工全过程的顺序为提高低温混凝土施工质量，应严格控制后期的土壤保温和混凝土养护工作。

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